基于三线圈合成算法的WPT-EV拾取定位技术

针对无线供电电动车(WPT-EV)在通电导轨上运行时偏移角度会影响电能的传输能力,而传统的电磁引导定位方法只能进行路径选择且精度较低等问题,提出基于三线圈合成算法的电动车无线供电系统定位方法.通过分析WPT-EV在行驶过程中检测线圈拾取电压的变化趋势,利用模糊算法对偏移方向和偏移程度进行分析判断,能够实时地获得WPT-EV的偏移状态,实现利用3个线圈对WPT-EV进行定位.通过实验平台的搭建,验证了该定位方式的可行性.结果表明,该方式为WPT-EV与导轨对中,为达到最强能量提供一条有效途径,具有结构简单、成本低、灵敏度高、可操作性强等特点.

多初级绕组串联的动态无线电能传输系统设计与特性分析

无线电能传输技术是一种安全、便利和自主的充电方式,动态无线电能传输是解决电动汽车续航里程短、车载电池成本高的关键技术。本文设计了一种新颖的能量分布式动态供电系统,高频逆变器连接多组开关控制的LC串联补偿可根据汽车位置自动分配能量。根据系统设计,推导了单线圈和双线圈系统效率和功率表达式,搭建了仿真电路和实验平台,分析了传输距离、移动距离、耦合角度及负载大小对系统传输性能的影响。实验样机的输出功率为3.3k W,工作频率为120k Hz,效率可超过90%,可为电动汽车提供连续供电。

具有强抗偏移性能的电动汽车用无线电能传输系统

针对电动汽车无线充电时线圈偏移会造成输出电压不稳定和效率迅速降低的问题,设计一个抗偏移性能优异的电动汽车用无线电能传输(wireless power transfer, WPT)系统,该系统采用LCC/S补偿拓扑以及扁平螺线管磁耦合结构,并在后级加入数字闭环Buck变换器,以实现精确的恒压输出。分析LCC/S补偿拓扑的输出特性,说明扁平螺线管磁耦合结构抗偏移性能优异的原因,借助有限元仿真软件优化线圈和磁芯的尺寸。为验证理论分析,搭建输出功率恒定为500W的系统样机,样机使用的磁耦合结构的外尺寸为306mm×300mm×16mm。结果表明,当传输距离176mm时,能量传输效率高达88%,即使横向偏移达到230mm,系统仍能输出恒定电压。

电动汽车无线充电系统线圈参数的仿真与设计

磁耦合谐振式无线能量传输技术能实现中等距离的大功率高效率的能量传输,更加适用于电动汽车的无线充电。线圈作为该技术的核心部件,合理的线圈参数设计能够有效地提高系统的输出功率和传输效率。为此,首先介绍了该技术的工作原理并基于等效电路理论建模。其次描述了该技术在电动汽车无线充电中的应用。再次利用MATLAB仿真分析了线圈参数对系统传输性能的影响,得出结论:存在最佳匝数和平均半径使系统的输出功率和传输效率达到最大。随后对适用于电动汽车无线充电的线圈参数进行设计,设计的系统在传输距离为0.3 m时,输出功率为1.60 kW,传输效率可达到96%。最后通过Pspice仿真证明了参数设计的可行性。

检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测技术

针对目前电动汽车无线充电系统金属异物检测技术存在检测盲区、检测灵敏度较低等不足,提出一种检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测方法。在电动汽车无线充电系统的发射线圈上方设计A_(1)—A_(16)、B_(1)—B_(16)和C_(1)—C_(4)两种检测线圈组,A、B按照中心对称原则组成16个全区异物检测线圈组,C_(1)—C_(4)组成2个盲区异物检测线圈组,通过判别检测线圈组的差分异物检测电路输出电压大小来确定金属异物是否存在。论文首先分析电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测线圈的结构和原理;接着,通过优化检测线圈的不完全补偿电路参数来提高检测灵敏度;然后,采用同相放大、带通滤波和差分放大等有源电路来提升检测系统的准确性;最后,搭建电动汽车无线充电平台,对所提检测线圈不完全补偿电动汽车无线充电系统无盲区金属异物检测方法进行实验验证,结果表明,通过选取合理的电压阈值,位于发射线圈上部区域的硬币能够被灵敏检测,以此验证所提异物检测系统的有效性。

含无线充电电动汽车的孤岛直流微电网运行模式研究

为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。

调幅广播与电动汽车无线充电干扰共存研究

针对WRC-19的9.1.6议题,本文进行了调幅广播与电动汽车无线充电(WPT-EV)间的干扰共存研究。首先对调幅广播和WPT-EV的基本原理进行了研究,其次通过实验室测试给出了未调制载波干扰对调幅广播的保护率数值,而后通过暗室测试分析WPT-EV对调幅广播造成的实际影响,最后通过理论推导给出了WPT-EV系统在中长波频段的辐射限值要求。

电动汽车无线电能传输系统中Buck电路非理想模型及其效率优化

为了提高电动汽车无线电能传输(EV-WPT)系统中Buck电路的效率,进而提高系统的整体效率,在原有两种简化模型的基础上建立了带寄生参数和开关过程的更接近实际的非理想Buck电路分段线性状态空间模型。基于频闪映射及相轨迹理论,通过仿真,对三种模型下稳态工作点进行了对比分析。最后,基于非理想模型实现了对Buck电路的效率优化设计。

无线充电系统线圈参数优化与偏移特性研究

电动汽车无线充电系统可以实现电能从电网到动力电池的无线传输,无需人工操作,安全可靠,易于实现充电智能化。无线充电过程中,耦合线圈结构参数对于线圈互感值有很大影响,从而影响系统的充电功率和能量传输效率。文章旨在设计并优化无线充电系统线圈结构,以获得合适的充电功率,同时提高充电效率。首先,提出一种基于神经网络和遗传算法相结合的耦合线圈结构参数优化方法,得到最优的线圈和铁氧体参数组合;然后,基于电磁场理论,利用有限元软件分析收发端线圈之间的水平和垂直偏移对线圈自感、互感的影响,研究无线充电系统耦合线圈的偏移特性;最后,搭建了无线充电系统Simulink仿真模型及实验样机进行仿真和实验验证。结果表明,该无线充电系统DC/DC效率高达94.29%,并具有较好的抗偏移特性。