电动汽车无线充电系统阻抗补偿方法研究

在电动汽车无线充电系统工作过程中,锂离子电池负载参数会随着电池荷电状态(SOC)的改变不断变化,从而导致系统频率处于失谐状态.其主要原因在于系统的输入阻抗发生了改变,偏离了谐振点使系统的传输效率降低.针对这一问题,提出了一种基于负载实时变化的阻抗跟踪补偿方法,用矩阵电容代替接收端谐振电容的大小,以补偿负载阻抗的虚部;采...     

基于阻抗变化的主动式无线充电系统金属异物检测方案

金属异物混入无线充电系统中时,不仅会影响系统的传输效率,严重时甚至会导致火灾等安全事故的发生。文中提出了一种基于阻抗变化的主动式金属异物检测方案,通过在无线电能传输系统发射线圈表面添加一层检测线圈阵列并给检测线圈施加激励源,解决了被动式检测方案无法实现掉电情况下检测的难题;对检测线圈的结构进行设计,与传统的检测线圈方案进行了对比,解决了传统检测方案的检测盲区问题;对检测线圈回路的谐振频率选取原则进行了探讨,选取偏离谐振点的频率,提高了检测灵敏度。通过搭建有限元仿真模型,研究了检测线圈方案对不同类型金属异物的检测效果。实验结果表明,不同类型金属异物混入无线电能传输系统中时,所设计的检测方案能有效地检测出金属异物的存在。     

基于毫米波雷达的电动汽车无线充电运动异物检测与跟踪

电动汽车无线充电系统的一次线圈和二次线圈之间存在大空间气隙以及高强度磁场,可能对进入充电区域的生物体造成电磁伤害。因此,系统需要配备可靠、灵敏的生物体检测装置,以便在生物体侵入保护区域时及时降低或关闭充电功率。该文研究一种基于77GHz毫米波雷达并结合卡尔曼滤波和数据关联算法的运动异物检测方法,首先通过调频连续波雷达测量运动异物的速度、距离和角度;其次融合卡尔曼滤波、目标聚类和数据关联算法实现多目标运动异物的轨迹跟踪。仿真和实验结果表明,该方法能够高精度地测量运动异物的位置和速度,并具备相邻多目标检测和跟踪能力。     

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。     

电动汽车无线充电系统电磁场计算方法

随着电动汽车的大量普及,电动汽车无线充电技术也得到更多的关注。首先,对基于磁耦合的IPT(感应电能传输)技术的工作原理进行了分析,推导出基于IPT的电动汽车无线充电系统电磁场计算方法。其次,利用电磁场的矢量叠加原理,推导得出多匝线圈产生的电磁场解析式,从而得出WPT(无线电能传输)系统初、次级侧线圈产生的合成电磁场解析表达式。最后,应用CPOSMOL仿真软件,并搭建WPT实验系统,验证了电磁场解析表达式的正确性。     

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...     

基于阻抗检测的多路自动调谐式无线充电金属检测系统

针对大功率磁感应式无线充电系统所产生的高频高强度电磁场能快速加热置于其中的金属异物以致发生危险的情况,提出一种金属检测系统,能快速准确地检测金属异物有无且不受功率磁场的干扰。首先,通过分析金属异物对线圈阻抗特性的影响,提出一种基于检测线圈阻抗变化的金属检测方法。提出并联谐振电路,将检测线圈阻抗变化放大映射到谐振电路输出电压变化,并通过理论计算获得检测电路的最优激励频率。接着,提出与无线充电线圈磁解耦的双极性检测线圈,能消除功率磁场的磁耦合干扰,同时其阻抗能较好反映金属介入情况。然后,提出多路自动调谐的控制方法,提高检测准确性和反应速度。最后,通过实验验证系统功能,结果表明该系统可检测到金属硬币的介入。     

电动汽车无线充电系统研究综述

电动汽车在未来有着良好的应用前景,而电动汽车无线充电技术可以有效解决传统有线充电带来的不方便、不灵活、易漏电等不足,已经有了较大发展并逐渐开始应用。目前对于电动汽车无线充电技术的研究主要集中在电路-磁路设计、最优功率传输、效率优化等方面,同时在磁路互操作性分析、异物检测、电磁屏蔽、电能与信号同步传输、动态无线充电路径导引等方面也取得了较大进展。文章主要就目前国内外在电动汽车无线充电系统的电路-磁路设计领域进行分析与总结。在电路设计和应用上,首先介绍了几种常用高频逆变器电路拓扑,并对其进行对比;其次就目前几种较为常用的谐振补偿拓扑的补偿方式及特性进行了总结;在磁路设计和应用上,对国内外提出的一些典型磁路进行总结与对比,最后对电动汽车无线充电未来的发展前景进行展望。     

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。     

基于微网的电动汽车无线充电系统研究

本文提出了一种利用微网为电动汽车无线充电的新技术,该方法可有效解决电动汽车充电对电网产生的冲击,同时提高充电灵活性。微网采用光伏与蓄电池组合系统,该系统充分利用光伏发出的电能且蓄电池保证供电可靠性;采用谐振式无线电能传输方式为电动汽车车载电池充电,该方法为电动汽车充电方式提供了新思路。本文采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,仿真结果证明了该方案的可行性,并对无线传能部分进行了实验系统的设计。仿真和实验结果表明利用微网为电动汽车无线充电将具有重要应用前景。     

电动汽车移动式无线充电系统动态建模与特性分析

移动式无线充电系统能够显著减少电动汽车动力电池的携带量,具有广阔的应用前景。文中基于分段式多发射导轨方案,建立了电动汽车移动式无线充电系统的状态空间模型,进而推导出能够描述系统动态特性的小信号模型。搭建了试验平台,利用实际系统参数研究了移动充电过程中系统输出功率和效率的动态变化过程,以及导轨切换开通过程中系统的瞬态特性,并分析了不同切换开通位置对瞬态过程的影响。通过实验对建立的模型和分析得到的结论进行了验证。     

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。     

电动汽车无线充电技术

电动汽车无线充电技术是一种新型的电动汽车能源供给方式。介绍了无线充电技术的分类、电动汽车无线充电技术的工作原理以及电动汽车无线充电技术的应用情况,对比分析电动汽车传统能源供给方式及无线充电方式的优缺点,并对电动汽车无线充电技术的实际应用提出了一些建议。     

电动汽车无线充电研究进展

电动汽车无线充电技术以其操作便捷、充电智能和运行安全等优点,引起人们的关注.本文首先介绍了电磁感应式无线充电、磁耦合谐振式无线充电两种电动汽车充电方式的基本原理,其次从传输线圈结构、谐振网络两个角度对电动汽车无线充电的关键技术进行了综述,最后讨论了该技术亟待解决的问题与未来的发展趋势.     

电动汽车无线充电系统仿真与设计

针对现有有线充电方式的缺点,提出了电动汽车无线充电控制系统。采用耦合无线电能传输和三相交错式DC-DC变换器建立充电控制系统,在Pspice环境下分析了无线能量传输系统特性,在MATLAB/Simulink环境下对充电控制系统进行了仿真,搭建了DC/DC变换电路,实现了蓄电池充放电控制系统的双闭环PI控制。通过对蓄电池充电过程、放电过程和PI控制电路仿真实验,验证了PI控制策略和三相交错并联技术的可行性和优越性。实验结果表明,该充电方案具有易实现、充电快速的特点,使电动汽车蓄电池充放电过程更加的安全、稳定和高效。     

美国斯坦福大学研制出新型电动汽车无线充电系统

美国斯坦福大学研究人员研发出一套新型电动汽车无线充电系统,并将研究成果发表于名为《应用物理快报（Applied Physics Letters）》期刊上,利用计算机模型进行系统测试．并计划下一步建立原型。     

基于磁能恢复开关补偿的电动汽车无线充电系统

为改善电动汽车无线充电系统的效率,该文首先对磁能恢复开关电路的数学模型进行了分析,确定了磁能恢复开关(MERS)电路可以等效为一个可变电容器;然后提出了可分离变压器双侧补偿的策略,并在双侧补偿的一次侧引入了MERS电路,并从数学上论证了该策略的可行性;最后在上述建立的模型基础上,提出一种计算两侧线圈互感的方法,根据互感M的大小,确定出MERS电路中移相角的大小,从而使无线充电系统工作在最佳状态。     

基于ICPT技术电动汽车无线充电系统的互感分析

为了满足基于磁感应耦合电能传输(ICPT)技术的电动汽车无线充电系统高效率、低损耗的设计要求,仿真分析了松耦合变压器中磁芯属性、磁芯厚度、线圈匝数、线圈外径与互感的关系。在不降低系统互感的前提下,提出了节省磁芯体积、减少线圈损耗的方法。此外,为了得到更适用于电动汽车无线充电的松耦合变压器模型,利用ANSYS、MATLAB进行了仿真,得出了传输效率高、磁屏蔽效果好、轴偏离对互感影响小的结构模型。     

电动汽车LCC型无线充电电路特性分析

针对电动汽车无线充电输出功率小、传输效率低等缺点,在LCC型补偿拓扑基础上,给出电动汽车无线充电电路模型,得到效率与功率表达式。分析该电路模型传输效率、输出功率随松耦合变压器原副边间距、工作频率和等效负载之间的关系。构建实验样机,实验结果验证与理论分析中电路传输效率随变压器原、副边间距变化趋势的一致性。