横向偏移问题是无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在电动汽车领域的应用中面临的主要难题。为提升电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能,提出一种基于中继线圈切换的WPT系统。首先,建立了两线圈结构与三线圈结构WPT系统数学...横向偏移问题是无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在电动汽车领域的应用中面临的主要难题。为提升电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能,提出一种基于中继线圈切换的WPT系统。首先,建立了两线圈结构与三线圈结构WPT系统数学模型。其次,研究了两线圈结构与三线圈结构WPT系统抗偏移性能,通过结合两线圈结构与三线圈结构的优势,提高系统整体抗偏移能力。最后,搭建样机进行实验验证,结果表明,在横向偏移距离为线圈尺寸50%的范围内,系统输出效率均达到85%以上。展开更多
无线电能传输技术(Wireless Power Transmission,WPT)为手机、可穿戴设备等智能移动设备已经实现了无线电能传输。目前WPT系统中广泛应用的有四种经典的基本二阶补偿,但是存在传输距离有限以及效率低等缺点。在此背景下,本文提出了带有...无线电能传输技术(Wireless Power Transmission,WPT)为手机、可穿戴设备等智能移动设备已经实现了无线电能传输。目前WPT系统中广泛应用的有四种经典的基本二阶补偿,但是存在传输距离有限以及效率低等缺点。在此背景下,本文提出了带有中继线圈的不同拓扑结构模型,基于经典的两线圈模型串-串(Series-Series,SS)、串-并(Series-Parallel,SP)传统补偿拓扑系统,本文研究在此两种系统中加入中继线圈,对串-串-串(SSS)以及串-串-并(SSP)拓扑结构及其传输效率进行理论分析,并对不同拓扑结构进行仿真与数据的分析。在不同参数的条件下,通过Pspice仿真证明SSS与SSP拓扑结构均可提高传输距离与传输效率。展开更多
三线圈结构能够有效提升无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统传输距离.S/S/S拓扑因简单实用而广泛应用于三线圈WPT系统,但传统的完全补偿方法令各线圈自感与补偿电容形成串联谐振,受线圈耦合及负载条件影响,系统无法在不同...三线圈结构能够有效提升无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统传输距离.S/S/S拓扑因简单实用而广泛应用于三线圈WPT系统,但传统的完全补偿方法令各线圈自感与补偿电容形成串联谐振,受线圈耦合及负载条件影响,系统无法在不同工况下均达到最佳传输效率.针对这一问题,提出一种非完全补偿的S/S/S拓扑参数配置方法 .首先,通过对传统补偿方法分析,阐明了完全补偿时系统效率不佳的原因.然后,以线圈传导损耗最小为目标,采用非线性规划方法对中继和接收线圈补偿参数进行优化,同时匹配发射线圈最佳补偿参数以减小功率器件开关损耗.最后,通过仿真分析得到采用非完全补偿方法时的系统特性,揭示系统效率提升的内在机理,并以输出功率为1 kW的三线圈WPT系统为例开展实验研究.结果表明:与完全补偿方法相比,采用所提非完全补偿方法的系统AC-AC效率提高5.183%、输入电压降低85.3%;与中继线圈切换方法相比,AC-AC效率提高4.214%;所提方法能够实现逆变器功率器件的软开关和系统最优效率,增强三线圈WPT系统的实用性.展开更多
文摘横向偏移问题是无线电能传输WPT(wireless power transfer)系统在电动汽车领域的应用中面临的主要难题。为提升电动汽车静态无线充电系统抗偏移性能,提出一种基于中继线圈切换的WPT系统。首先,建立了两线圈结构与三线圈结构WPT系统数学模型。其次,研究了两线圈结构与三线圈结构WPT系统抗偏移性能,通过结合两线圈结构与三线圈结构的优势,提高系统整体抗偏移能力。最后,搭建样机进行实验验证,结果表明,在横向偏移距离为线圈尺寸50%的范围内,系统输出效率均达到85%以上。
文摘无线电能传输技术(Wireless Power Transmission,WPT)为手机、可穿戴设备等智能移动设备已经实现了无线电能传输。目前WPT系统中广泛应用的有四种经典的基本二阶补偿,但是存在传输距离有限以及效率低等缺点。在此背景下,本文提出了带有中继线圈的不同拓扑结构模型,基于经典的两线圈模型串-串(Series-Series,SS)、串-并(Series-Parallel,SP)传统补偿拓扑系统,本文研究在此两种系统中加入中继线圈,对串-串-串(SSS)以及串-串-并(SSP)拓扑结构及其传输效率进行理论分析,并对不同拓扑结构进行仿真与数据的分析。在不同参数的条件下,通过Pspice仿真证明SSS与SSP拓扑结构均可提高传输距离与传输效率。
文摘三线圈结构能够有效提升无线电能传输(Wireless Power Transfer,WPT)系统传输距离.S/S/S拓扑因简单实用而广泛应用于三线圈WPT系统,但传统的完全补偿方法令各线圈自感与补偿电容形成串联谐振,受线圈耦合及负载条件影响,系统无法在不同工况下均达到最佳传输效率.针对这一问题,提出一种非完全补偿的S/S/S拓扑参数配置方法 .首先,通过对传统补偿方法分析,阐明了完全补偿时系统效率不佳的原因.然后,以线圈传导损耗最小为目标,采用非线性规划方法对中继和接收线圈补偿参数进行优化,同时匹配发射线圈最佳补偿参数以减小功率器件开关损耗.最后,通过仿真分析得到采用非完全补偿方法时的系统特性,揭示系统效率提升的内在机理,并以输出功率为1 kW的三线圈WPT系统为例开展实验研究.结果表明:与完全补偿方法相比,采用所提非完全补偿方法的系统AC-AC效率提高5.183%、输入电压降低85.3%;与中继线圈切换方法相比,AC-AC效率提高4.214%;所提方法能够实现逆变器功率器件的软开关和系统最优效率,增强三线圈WPT系统的实用性.