电动汽车动态充电模式相邻导轨激磁电流同步策略.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 近年来电动汽车发展如火如荼，成为未来新能源汽车主要力量。但是在电池 续航能力仍然有待提高，人们采取了许多措施来提高电动汽车续航能力，诸如可 更换电池、充电桩等。而磁耦合无线电能传输(Magnetic Coupling Wireless Power Transfer)技术作为无线充电技术的主要分支，具有传输效率高、传输功率大、传输 间距较远、受电设备与电源间位置灵活无需线缆等优点，极为适合用来解决目前 电动汽车续航不足的问题。 在电动汽车无线充电应用领域中可分为静态无线充电和动态无线充电 (Dynamic Wireless Charging),其中静态无线充电技术同有线充电桩技术均存在充电 频繁、充电时间长、续航里程短、电池体积大等问题。因此DWC 技术将成为未来 解决电动汽车充电问题的关键，用于改善静态和有线充电方法存在的问题。目前 该技术已成为国内外许多学者、研究团队的主要研究热点，研究成果拓展应用到 了工程领域上，为电动汽车充电领域提供了新的解决方案。然而随着研究与应用 的深入，许多关键问题都亟待解决，本文所涉及的导轨切换时激磁电流同步便是 其中之一。 本文旨在给出一种通过检测相邻导轨感应电流的方法，达到导轨切换时相邻 导轨激磁电流同步的目标，并对此展开了研究工作。首先从能量变换拓扑、谐振 补偿网络、磁耦合机构以及位置检测等功能部分简要介绍了系统构成与原理。分 析了常见相邻导轨激磁电流同步方法，通过几种不同方法间的比较，阐述了本文 所采用的利用导轨间感应电流实现相邻导轨激磁电流同步的必要性与优势。随后， 基于交流阻抗法建立了系统单导轨充电与双导轨充电的稳态数学模型，给出了电 能传输及导轨感应电流的数学表达式，分析了感应电流与导轨线圈、拾取线圈间 互感值的关系，最后给出了一种利用该感应电流进行导轨电流同步控制策略的约 束条件及谐振元件的参数设计，并在此基础上给出了该同步策略的检测元器件选 型、软件实现及控制策略流程图。 最后利用Matlab/Simulink 仿真工具搭建了系统仿真模型，对文中所推导得到 的感应电流表达式以及导轨切换时相邻导轨电流同步效果进行了仿真验证，并搭 建了实验装置在百瓦级输入功率等级下，对得到的理论模型和同步策略进行了实 验验证。 关键词：电动汽车无线充电；动态无线充电；导轨感应电流；相邻导轨电流同步 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 ABSTRACT In recent years, the development of electric vehicles is in full swing, becoming the main force of new energy vehicles in the future. However, the battery endurance still needs to be improved. Many measures have been taken to improve the battery endurance of electric vehicles, such as replaceable batteries, charging piles and so on. As the main branch of wireless charging technology, Magnetic Coupling Wireless Power Transfer(MC-WPT) has the advantages of high transmission efficiency, large transmission power, long transmission distance, flexible location between receiving equipment and power