电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略

采用分段导轨控制的电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时,会出现系统的输出功率和系统效率骤降,甚至远低于期望值,不能满足系统输出功率要求。文中通过对电动汽车导轨切换过程的暂态分析,计算导轨切换时相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟脉冲信号同频同相和同频不同相时,输出功率的变化,得出结论:相邻导轨线圈所在逆变电路的时钟信号相位差是造成导轨切换过程中输出功率和效率骤降的原因。提出了一种电动汽车动态无线充电系统导轨切换时的脉冲同步控制策略,有效地改善了电动汽车动态无线充电系统在导轨切换时输出功率和系统效率骤降以致不能使系统正常运行的情况。最后,通过仿真和实验验证了时钟脉冲信号同步的重要性和该控制策略的有效性。     

两线圈串联电动汽车动态无线充电系统研究

从经济和空间角度考虑,电动汽车EV（electric vehicle）同时装设匹配静态和动态无线充电方式的接收单元是不理想的。为此,参考EV静态无线充电标准,设计了两发射线圈同向串联EV动态无线充电系统,使其接收单元能同时满足动态和静态无线充电需求。首先,分析了收发线圈的水平偏移特性和互感电路模型,并根据分析结果确定了单发射线圈组切换以及两发射线圈串联的方式,根据两发射线圈串联的三维磁通图确定了两个发射子线圈的通电方向为同向通电;然后,对单发射线圈组切换系统以及两发射线圈串联系统进行了有限元仿真,验证了两个发射线圈串联的互补作用以及同向通电方式的优越性;最后,参考EV静态无线充电标准搭建了实验平台,并完成了静态和动态的无线充电实验。     

互感平滑过渡的动态无线充电系统三角对接磁路机构设计

为实现分段动态无线充电系统在磁路切换过程中的互感平滑过渡，提出一种用于分段导轨线圈动态无线充电系统平滑过渡的三角对接磁路机构。该系统的主要特点在于每个原边分段导轨在切换区采用三角形对接模式过渡，同时在切换对接区增加绕线匝数。首先定义该磁路机构的参数，并建立互感耦合模型，其中最重要的2个参数是对接角度θ和切换区与运行区线圈匝数比ζ。其次，通过仿真建模，分析并对比新型磁路机构在不同参数下的互感耦合特性。然后，提出一种磁路参数的优化方法，根据该方法求出互感平滑性最优时θ和ζ分别为70.65°和1。最后，使用上述参数进行实验验证，结果表明互感值的波动范围为±4.14%,且实验值与理论值的误差为2.05%,成功地实现了互感平滑过渡。     

一种电动汽车动态无线充电的负载检测方法及导轨切换策略

为实现分段导轨模式的电动汽车移动无线充电过程中,系统对于负载接入的有效检测并适时在低功率待机模式与功率输出模式之间的转换,提出一种基于原副边均为LCC补偿结构的负载检测方法以及导轨功率输出控制策略。基于分段导轨模式电动汽车动态无线充电过程以及双LCC补偿结构的数学模型,得到电动汽车在一段导轨上行驶位移与原边逆变电流之间数学关系,通过检测和分析原边逆变电流判断导轨是否进行功率发射,仿真和实验验证了该方法的有效性。     

分段导轨式动态无线充电系统电压波动性研究

分段导轨式动态无线充电过程中互感波动引起系统输出电压波动,为此采用双极性原边发射线圈和副边双接收线圈以降低充电过程中副边线圈途经导轨交界处的互感波动,保证系统输出电压稳定.首先对分段导轨式动态无线充电系统中2种状态所对应的电路进行建模分析,得出双接收电路的输出特性,接着基于麦克斯韦方程组对磁耦合机构进行优化设计使磁耦合...     

副边自动切换充电模式的电动汽车无线充电系统设计

在电动汽车无线充电的过程中,恒流模式需要快速、稳定地切换到恒压模式以保障电池和电动汽车的安全,这往往需要原、副边之间的通信及原边复杂控制方法的介入。文中提出了一种免去原、副边之间的通信,且不需要原边提供控制手段,仅在副边自动切换谐振补偿网络即可完成恒流充电模式向恒压充电模式的快速切换的方法,同时提出了副边谐振补偿网络参数的设计方法,保证了切换过程中电池充电电压的稳定性。以LCC-LCC向LCC-S谐振补偿网络切换为例,对所提出的设计方法进行了分析和验证。实验表明,应用所提出的方法,输出的电流和电压随着电池等效负载的改变而保持恒定,且切换过程平滑稳定,结果满足电动汽车充电的要求。     

金属异物对电动汽车无线充电系统影响分析

针对电动汽车在无线充电过程中可能混入金属异物的情况,本文分析了金属异物置于无线充电系统能量传输区域时对无线充电系统参数及效率的影响情况。研究中使用有限元仿真软件建立了电动汽车无线充电系统平面盘式螺旋线圈3D电磁场仿真模型,通过理论分析和有限元仿真结合的方式研究了不同尺寸、不同材质的金属异物对无线能量传输系统的电磁场参数以及效率的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,两种金属混入系统会产生涡流效应和磁效应,磁效应和涡流效应会对无线充电系统参数产生不同的影响,降低系统效率;其影响大小与金属的尺寸和位置密切相关;此外,金属的涡流效应会产生涡流损耗并导致温升,对充电系统是极大的安全隐患。     

基于排队论的电动汽车充电设施优化配置

在分析电动汽车充电行为的基础上,基于排队论建立了充电设施服务系统排队模型。在此基础上,研究了充电设施服务系统在排队等候中的概率特征,并定量分析了充电设施的运行效率。以充电设施服务系统总费用最小为目标函数建立了充电设施费用最优模型。结合电动汽车充电功率需求预测结果,研究了电动汽车充电设施不同配置方式对电网负荷率的影响。研究结果表明,通过合理配置充电设施,可以提高充电设备综合利用效率,从而进一步验证了所提模型的实用性和有效性。     

一种基于SOC的电动汽车充电过程等效电阻模型

电动汽车大规模接入配电网将对电力系统的运行产生显著影响,电动汽车不同充电阶段的充电负荷不同,建立电动汽车充电过程的准确等值模型将为分析其充电带来的影响提供理论依据。文章研究电动汽车充电,分析充电机基于充电功率的充电过程等效非线性电阻模型,进而建立基于电池荷电状态(state of charge,SOC)的等效数学模型,最后将电动汽车充电负荷接入典型低压配电网中,仿真分析了重载方式下电动汽车充电负荷与配电网感应电机负荷对配电网供电的影响,对比分析了充电过程的功率模型和SOC模型的准确性,验证其建模方法具有计算量小、原始参数易获取的特点。     

基于频率调节的电动汽车无线充电互操作性提升方法研究

随着电动汽车无线充电技术的普及,如何实现不同厂家、不同型号的地面端与车辆端设备之间的互联互通,已成为制约无线充电技术推广和规模化的关键性问题。该文首先通过定义归一化角频率和电路类品质因数Q、Q_f表征系统频率与系统固有参数特性,提出一种电动汽车无线充电系统模型的简化方法,并对系统频率特性进行分析研究;然后提出基于频率调节提升电动汽车无线充电系统互操作性的方法;最后搭建大功率电动汽车无线充电互操作性实验平台,通过仿真与实验验证了通过频率调节提升互操作性的正确性。该文对电动汽车无线充电技术的推广与产业化发展提供了理论支撑与技术参考。     

电动汽车动态无线充电关键技术研究进展

电动汽车动态无线充电技术在静态无线充电技术逐渐趋于成熟的情况下渐渐成为静态无线充电技术的重要补充及未来发展方向。文中对国内外学者及研究机构对动态无线充电技术的研究进展做了详细综述,对其未来发展面临的关键技术问题及瓶颈进行了详细分析,主要包括耦合机构、控制策略、电磁兼容等方面,并介绍了针对动态无线充电技术瓶颈问题的前期研究工作。     

电动汽车动态无线充电紧—强耦合模式分析

针对感应耦合结构近距离、弱偏移,以及谐振耦合式结构易受干扰的问题,提出紧—强耦合协同工作机构。通过建立动态无线充电系统的数学模型,研究其传输特性随品质因数和耦合系数的变化规律。基于有限元仿真,分析了系统的动态传输特性。为提高系统的抗偏移性、降低电磁辐射,在接收线圈装设铁氧体屏蔽结构。通过搭建实验平台对仿真过程进行实验验证,证明了所设计耦合机构的可行性。结果表明所设计的耦合机构具有较高的动态传输性能,并且在85kHz下获得了93.9%的传输效率。     

考虑电动汽车时空负荷分布特性的主动配电网动态重构

实现电动汽车(Electric Vehicle, EV)规模化发展并与电网双赢的关键问题之一是如何提高EV充电负荷的预测准确性,并保证含大规模EV充电负荷的配电网运行的安全性和经济性。考虑EV时空负荷分布特性,建立了主动配电网动态重构与有功、无功联合优化数学模型,并给出了其求解方法。首先,根据出行链技术和马尔可夫决策理论,考虑天、人、路对EV的影响因素,构建了EV单位能耗模型和充电负荷的时空分布预测模型。其次,提出考虑储能系统、有载分接开关、投切电容器组、静止无功补偿装置和动态重构多种主动管理措施,计及经济、技术指标和各设备、系统运行约束,建立了含EV的主动配电网动态重构与有功-无功联合优化数学模型。然后,为了提高所构建模型的求解效率,通过二阶锥松弛和变量乘积线性化方法将非凸等式约束和非线性不等式约束线性化后,将原始的混合整数非线性规划问题转化为易求解计算的混合整数二阶锥问题。最后,基于修改的IEEE33节点系统进行仿真实验和对比分析,结果验证了所提方法的有效性和优越性。     

计及电价优化和放电节制的电动汽车充电站有序充放电调度

针对充电站无区别对待电动汽车的充放电、未考虑电池损耗的问题,提出了基于节制放电策略和计及充、放电电价与充、放电功率优化的充电站调度模型。模型以配电网与充电站交互功率和充电站运营收益两方面为目标,考虑电动汽车放电时的电池损耗问题,根据配电网原始负荷的波动,提出限制充电站放电行为只针对负荷高峰时段的策略。同时控制电池的单次放电深度,以减小电池的损耗与放电成本。最后通过粒子群算法对模型进行求解,算例的对比与分析验证了所提方法的有效性与合理性。     

基于深度强化学习的电动汽车充电调度算法研究进展

对电动汽车的充电过程进行优化调度有利于电网安全稳定运行,提升道路通行效率,提高可再生能源利用率,减少用户充电时间和充电费用。深度强化学习可以有效解决电动汽车充电优化调度面临的随机性和不确定性因素的影响。首先,概述了深度强化学习的工作原理,对比分析了不同种类强化学习的特点和应用场合。然后,从静态充电调度和动态充电调度两方面综述了基于深度强化学习的电动汽车充电调度算法研究成果,分析了现有研究的不足。最后,展望了该领域未来的研究方向。     

基于多代理系统的电动汽车充放电分布式协同调度策略

大规模电动汽车(Electric Vehicles, EV)无序充电行为将增加电力系统运行的安全隐患,而数量庞大的电动汽车充放电优化控制为电力系统能量管控提出了新的挑战。提出一种改进的基于多代理系统(Multi-AgentSystem,MAS)的电动汽车充放电分布式协同调度方法。该方法以负荷填谷为目标,在虚拟电价协同机制框架下,综合考虑了配电网三相负荷平衡、变压器容量约束和节点电压约束,与MAS信息交互机制相结合,通过采用迭代修正虚拟电价的方法,实现EV有序的智能充放电。以IEEE33节点系统为例进行仿真分析,验证了所提方法的特点和有效性。     

计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法

电动汽车充电负荷受气象因素影响显著,且在不同区域显示出相应的特征。提出一种计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法,以便更准确掌握电动汽车充电需求。首先,建立车载空调耗电量和车载电池容量随气温变化的关联模型,分析不同气象条件下电动汽车的充电需求。其次,建立适宜气象条件下区域电动汽车充电负荷时空分布模型框架。进而,引入气象因素对电动汽车充电需求的影响,提出计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法,刻画电动汽车充电负荷随气象变化的关系。最后,基于上海市典型日气象数据进行仿真,结果表明,电动汽车充电负荷受气象因素影响明显,所提建模方法能有效反映不同气象条件下区域电动汽车充电负荷的变化情况。     

电动汽车充放电站的短路故障分析与保护

电动汽车充放电站的功率在电力系统中占有的比重逐渐增大,其站内故障特性与保护控制策略对充放电站及其所在配电网的安全运行十分重要。针对典型直流充放电站,首先介绍了其拓扑结构及AC/DC换流器和DC/DC变换器的结构与控制策略。然后深入分析研究站内发生交流进线三相短路和直流极间短路故障时的动态过程,总结其故障特征并推导出故障电压电流的计算方法。同时在PSCAD/EMTDC中搭建相应仿真模型,验证了分析的正确性。最后对充放电站进行了保护配置分析。     

基于参数序列化技术的电动汽车集群响应控制策略

为了对集群电动汽车充电负荷进行有效控制,提出了一种基于参数序列化技术,即能量状态优先队列(ESPL)的电动汽车集群响应控制策略。首先,类比热力学可控负荷诸如热泵的温度优先队列方法,确定电动汽车充电模型;继而定义了可与热泵的温度类比的电动汽车能量状态值,并将可与热泵开关状态类比的电动汽车充电状态作为控制对象,提出了用于对电动汽车群体进行控制的ESPL方法,与电动汽车预测模型相互配合,对电动汽车群体进行了有效控制。算例通过构造电动汽车目标功率,验证了此集群响应控制策略的有效性。