大功率船用无线充电系统及其关键设备设计

为解决有线充电存在的问题,提高运营安全性、减少维护成本,在分析船舶充电作业的特点、原理和技术需求的基础上,选择大功率无线充电系统,并介绍其关键设备松散耦合变压器的优化设计过程,并对线圈每层的结构、材料、散热、线圈绕法等多方面综合计算。通过计算机仿真计算,模拟线圈发生平面X轴、Y轴向偏移时耦合系数的变化情况。仿真结果显示,通过优化设计副边双绕组与原边绕组耦合性能互补,极大提高耦合系数。根据仿真结果,给出上海某客渡船无线充电系统船端设备的设计方案,并结合具体应用场景,设计1.2MW无线充电系统方案。

可实现接收端轻量化和抗短路的无线充电系统LCC-S补偿参数配置方法

功率等级提升与轻量化是电动汽车无线充电系统(wireless charging system,WCS)的重要发展方向,如何在轻量化设计基础上兼顾极端工况耐受能力,则是当前面临的关键问题之一。文中基于大功率WCS传统模块化并联结构,提出一种接收端失谐的补偿参数配置方法;分析采用该配置方法后WCS能量传输特性,揭示其具有直流输出波动平抑和抗短路能力;进一步从优化输出功率和传输效率角度,制定具有抗短路能力的大功率轻量化WCS整体设计流程;研制一台3kW无线充电原理样机,对上述方法正确性和设计流程有效性进行实验验证。结果表明,与采用传统LCC-S拓扑的WCS相比,改进后系统效率可达95.7%,直流输出脉动减小近80%,系统滤波电容容量可减小约90%,接收端短路电流为额定值1.4倍左右,具有较强抗短路能力。