电动汽车移动式无线充电技术

正无线电能传输主要有电场耦合、磁场耦合及电磁辐射3种方式。电动汽车无线充电主要采用磁场耦合方式,即利用高频磁场传输能量。分静态充电和移动式充电2种方式。移动式充电主要通过在地面铺设多个连续的发射线圈来实现。2018年8月,国内首条百米级电动汽车移动式无线充电实验路段在张北正式建成投运。实验路段长181m,移动式无线充电功率为20 kW,转化效率达80%,磁场强度远低于国际标准27μT,汽车行驶速度可     

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。     

基于三参数表征电动汽车无线充电系统互操作性评价方法研究

针对电动汽车无线充电系统多方面差异,导致不同地面发射端与车辆接收端之间难以实现互联互通、汽车充电效率低下、严重时存在安全隐患等问题,该文提出一种基于三参数判别电动汽车无线充电系统互操作性的方法。利用车辆端回路失谐因子ξ、互操作性特征阻抗δ、地面端阻抗实部Re(ZGA)表征不同补偿网络及耦合线圈的参数变化对系统互操作性的影响,通过判断系统是否满足三参数的判别条件,对电动汽车无线充电系统的互操作性进行评价,并通过仿真及实验验证理论的正确性。该方法对电动汽车无线充电互操作性评价具有指导作用。     

动态无线充电的软开关及控制策略研究

电动汽车动态无线充电技术,即在行驶路面间隔铺设一系列能量发射线圈,在电动汽车上安装能量接收线圈,对行驶中的汽车持续充电,从而增加电动汽车的续航里程。逆变器的软开关技术能够很大程度上减小系统损耗,对于动态无线充电系统而言,耦合系数的动态变化和次级后级DC/DC变换器均会对逆变器开关管的工作状态造成影响。分析了系统工作原理和逆变器软开关的实现条件。通过在次级后级DC/DC变换器采用双闭环控制策略,在提高动态无线充电系统输出功率和传输效率的基础上,保证初级逆变器工作于软开关状态。搭建了动态无线充电系统实物平台,验证了动态无线充电系统中的软开关及高输出功率和传输效率的特性。     

多负载无线充电技术在无人机应用分析

多负载无线充电技术可解决多个无人机续航能力问题,可提高无人机充电安全性和智能化.设计了一种无人机群集中式无线充电系统,发射端采用单电源发射线圈串联连接,接收端是多个谐振电路与负载连接的独立单元.通过耦合电路分析理论推导系统传输效率公式,结合MATLAB仿真软件分析了传输效率与负载、互感系数的关系,传输效率随着负载增大先...     

基于BP神经网络的线圈定位技术研究

随着人类社会电动汽车普及化程度的提高,电动汽车无线充电作为一种更为方便快捷的充电方式也逐渐投入使用。电动汽车无线充电过程中发射线圈与接收线圈的对准与否直接关系着充电功率与充电效率,本文提出了一种基于BP神经网络的接收线圈定位技术,通过建立以探测线圈感应电压为输入层、接收线圈二维坐标为输出层的神经网络实现定位功能,并通过仿真和实验验证了所提出的定位方法。该技术有助于指引驾驶员或自动驾驶系统驾驶车辆对准发射线圈,对电动汽车无线充电技术的发展与推广应用具有积极意义。     

适用于分段式动态无线充电的接力方法

按动态无线充电技术设想铺设充电道路,给行驶中的电动汽车不间断地提供电能,为解决动力电池瓶颈问题提供了一种可行途径。为了降低线圈损耗和磁场泄露水平,充电道路采用分段式布局。但是分段式布局使得原边线圈数量增加,需要对原边线圈链供电管理进行实时调控。为此,提出一种基于副边主动激励探测的具有分散控制逻辑的接力方法,保证只对提出无线充电请求的电动汽车下方的原边线圈激励,实现精准定位和局域供电。该方法充分复用了原/副边功率线圈,无需增加额外的传感装置和集中信号线路。主动激励探测电路配置为串—串型补偿网络,并利用其频率分裂特性,增强探测信号强度,避免副边主动激励过流问题。同时设计了合理的接力控制流程,降低探测所需功率,避免原副边同时激励冲突。最后搭建了5∶1缩比尺寸的分段式动态无线充电演示平台,实现8个原边线圈的有效接力,验证了所提接力方法的可行性。     

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A₁—A₁₆、B₁—B₁₆和C₁—C₄两种检测线圈组,A_n、B_n按照中心对称原则组成16个全区异物检测线圈组,C₁—C₄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...     

动态无线充电沙盘模拟系统设计

为研究电动汽车动态无线充电,设计了DSP控制的全数字动态无线充电沙盘模拟系统。采用非对称式的耦合结构和分段式的供电方式,利用发射线圈反馈电流和PI算法进行自适应移相调节,通过ZigBee模块进行PC机与主控电路的信息交互,实现了小汽车安全、稳定的动态无线充电,效率在80%以上。     

重庆大学自研制出在电动汽车无线充/供电系统装置

<正>历时12年,重庆大学自动化学院电力电子与控制工程研究所解决了电能传输最后一米的问题,成功研制出在国内具有领先地位的电动汽车无线充/供电系统装置。以后,小区只要安装一台该装置作为枢纽,便可为多台电动汽车进行Wi Fi式的无线充电;行驶在装有无线供电系统的路面上,电动汽车可以边跑边充电。这项研究主要是利用了电磁感应原理,将线圈铺在水泥地面以下10厘米深处,当电动汽车在路面跑时,汽     

电动汽车动态无线充电多接收线圈耦合功率波动性的研究

本文作者以电动汽车动态无线充电系统为研究对象,对功率的波动现象作了深入的研究。首先根据电路理论建立并分析电动汽车动态无线充电系统的不同数学模型,进而探究利用多接收线圈减小功率的波动。其次对多接收线圈动态耦合模型进行有限元仿真,探究动态无线充电过程中的耦合系数以及相关电参数的变化规律。最后根据仿真分析结果搭建电动汽车动态无线充电系统试验平台,分析该模型在动态无线充电过程中的传输功率波动情况。     

并联LCL补偿在移动式无线电能传输中的应用

传统静止式电动汽车无线电能传输技术存在充电区域受限、充电时间过长等缺点。为解决这一问题,提出一种多线圈并联式电动汽车无线技术,能够实现电动汽车在行驶的同时进行充电,提高了电动汽车的续航能力。系统采用多个初级线圈并联的拓扑,在无需充电时,可关闭对应初级线圈的供能,减小不必要的功率损耗。此外,运用LCL谐振补偿,实现初级线圈电流恒定特性。通过分析互感与位移变换规律,设计了移动式无线充电耦合结构,能够实现车辆在多个线圈间行驶时,保持传输功率的稳定。仿真与实验结果表明所提出的多线圈并联式电动汽车无线技术,能实现功率的稳定传输,提高传输效率。     

互操作电动汽车无线充电系统设计方法

电动汽车无线充电的互操作性是指同一发射端可以匹配不同离地间隙、不同充电功率等级的电动汽车接收端进行安全高效的无线充电。国家标准对电动汽车无线充电的互操作性给出了解释和示范,但如何在不同间隙级别、不同功率等级和不同偏移位置下均实现最优的功率传输效率,是互操作设计的一个难题。针对双边LCC电动汽车无线充电系统,以电动汽车无线充电系统标准GB/T38755.1为参考,提出一个满足工程应用需求的互操作无线充电系统优化设计方法。在满足电感量要求下,优化发射线圈表面磁场辐射的均匀度,以效率为目标优化不同间隙与不同功率等级的接收线圈及其补偿参数。制作了一个满足互操作性的11 kW发射线圈与9个不同充电气隙和功率等级的接收线圈,对设计方法进行了实验验证。     

电动汽车无线充电系统磁场仿真与屏蔽技术研究

电动汽车无线充电系统工作过程中不可避免地会在车体周围产生一定的电磁辐射,这是用户对于电动汽车无线充电非常关注的一个安全问题。本文通过电路仿真和有限元仿真研究了千瓦级电动汽车无线充电系统额定工作时在车体内及充电装置周围产生的电磁场,进而对比了收发装置整体屏蔽和本文提出的只在发射端外沿施加水平或竖直屏蔽这三种屏蔽方式的屏蔽效果,研究结果表明:汽车底盘天然提供了较好的磁场屏蔽,车内电磁辐射较小;本文提出的在发射装置外沿加装水平屏蔽带的屏蔽方式,经济、高效、实用,适用于电动汽车无线充电系统。     

基于四线圈的动态无线输电的位置检测

在无线输电系统中,当接收线圈相对于发射导轨或线圈发生左右偏移时,二者之间互感下降,从而导致电动汽车获取的电能减少,系统效率下降.针对这个问题,提出一种车辆位置检测方法,将其应用于发射侧为分布式发射线圈的动态无线输电系统中,为接收侧的驾驶员提供车辆相对于发射线圈的位置信息,协助驾驶员主动调整车辆位置,使接收线圈尽量与发射...     

基于磁耦合谐振的自主无线充电机器人系统设计

设计了具有非接触自主无线充电功能的室内移动机器人系统,采用基于磁耦合谐振原理的无线电能传输技术对机器人进行非接触无线充电。发射线圈埋于室内固定某处,其上方放置扬声器,接收线圈安放在机器人底部。充电步骤为:机器人通过监测电池电压或用户发送手机短信的方式开启充电程序,同时触发能量发射系统语音播放单元,使其播放语音指令呼叫机器人充电;机器人利用DSP实时采集语音信号,并通过声源定位算法判断发射系统方向,利用DSP进行驱动控制,指导其寻找发射源;当机器人进入发射源指定区域范围内,便可实现无线充电。该系统具有自主移动寻源和非接触无线充电的特点,无需人为干预,机器人可在几十秒内快速找到发射源并实现自主无线充电。     

一种电动汽车充电控制导引系统设计

<正>电动汽车具有高效、节能、低噪声、零污染等显著优点,在节能和环保方面有着不可比拟的优势。电动汽车充电装置是针对电动汽车为目标研发的充电设备,其作为推广电动汽车的重要配套设施越来越受到重视。充电接口是连接充电装置中活动电缆和电动车辆的设备,利用电传导的方式为电动汽车充电。电动汽车充电控制导引系统,是实现充电装置与电动汽车充电接口的通信连接部分,由控制导引线和保护性接地线构成的闭环回路系统实现,不     

用于电动汽车的多导轨并联动态无线供电技术

为解决电动汽车动态无线供电系统中由于初级分段导轨线圈切换供电时存在电磁耦合机构互感急剧下降的问题,提出一种多导轨并联初级发射线圈结构。首先介绍了电动汽车动态无线供电系统及多导轨并联初级发射线圈的工作方式,其次利用互感耦合模型对整个电磁耦合机构进行电路拓扑分析,接着通过对多导轨并联初级发射线圈的结构参数进行仿真分析,得到多导轨并联初级发射线圈结构可以实现相邻分段导轨平滑切换,最后搭建系统实验平台验证了多导轨并联初级发射线圈的有效性与可行性。     

面向智能终端的无线电源系统设计与实现研究

无线电源是面向不易更换电池的恶劣环境下工作的移动终端开发的无线充电系统。发射端通过LC电路将交变电能以130 k Hz的电磁波方式传输到接收端的LC电路上再转化为直流电给电池充电。本系统利用安培定律电生磁原理和电磁感应定律的磁生电原理在发射线圈和接收线圈间生成电磁耦合区免除电路直接接触而实现电能无线传输。系统传能过程中发射端和接收端通过电磁波信号实现实时双向通信,通过分析不同负载的阻抗引起的电磁波变化情况而调整相应的工作状态。本系统研究旨在提高无线电源系统的充电效率和高效的智能检测功能。实验证明,本系统已实现对电子设备高效率无线快速和慢速充电,并能对无线电源系统作出高效的智能检测。电路优化设计后接收机可方便地植入电子设备中,在物联网环境下本系统有广泛的工程应用。     

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。