电动汽车无线充电系统SS型补偿拓扑研究

随着电动汽车的普及,电动汽车的无线充电技术受到了广泛的关注。磁耦合谐振式无线传输系统的传输功率大,传输距离适中,因此磁耦合谐振式无线充电技术普遍应用于电动汽车无线充电。磁耦合谐振式无线充电系统可视为松耦合变压器,系统的原、副边线圈之间存在较大的漏感,需要添加相应的补偿拓扑来提升系统的功率和传输效率。对SS型补偿拓扑进行分析,并通过Matlab软件对其进行仿真,分析在不同的负载、电感和频率下系统的输出功率、传输效率的改变。结果显示SS型补偿拓扑的磁耦合谐振式无线传输系统可以承受较大范围的频率波动,输出功率和传输效率也较高,表明该拓扑结构适用于电动汽车无线充电系统中。

SS型补偿无线电能传输的谐波特性研究

SS型补偿的无线电能传输系统中,由于采用全桥变换器拓扑的高频逆变,输出电流中会包含有丰富的谐波分量。目前采用的基波分析法,仅仅考虑了交流电流中的基波分量,分析结果会带来一定的误差。本文针对高频逆变输出的脉冲电压,建立SS型补偿的无线电能传输系统的耦合电路模型,给出基波与谐波下系统的输入阻抗、回路电流、传输功率和传输效率,并对补偿网络参数典型取值下进行数值计算,分析了谐波对SS型无线传输系统的传输特性的影响,结果表明,两侧回路电流有效值、传输功率和负载输出功率随谐波次数增大略有增大并趋于稳定,两侧回路电流总谐波畸变率分别为4.9%和3.6%,系统传输效率随谐波次数增大略有较小并趋于稳定。

SS型无线电能传输系统设计与优化

提出一种传输效率预估的方法,解决了无线电能传输系统理论研究时参数由来问题;同时,针对试验时所需线圈参数,以系统功效积为指标,优化线圈获得相关参数。首先运用电路理论对SS型无线电能传输系统分析,联系实际预估负载的效率,进而得到系统理论研究时所需参数。其次,在线圈设计过程中,考虑线圈半径、匝数、线径及传输距离等因素,以系统功效积最大化为目标,运用理论与仿真相结合的方法,解决了特定情况下线圈优化设计问题。最后,以40 W灯泡为充电对象搭建了试验平台,试验结果与仿真分析具有较好的一致性,验证了所提方法的正确性与可行性。