电动汽车无线充电技术探讨

二氧化碳等温室气体排放过多导致的环境恶化以及能源危机的来临,原有的汽油汽车急需要新型能源汽车来取代,其中以电动汽车的研究最为热点.电动汽车的充电方式选择,对其普及性有着至关重要的作用.除了传统有线接插头充电方式外,电动汽车无线充电技术的研究也越来越收到国内外各研究机构的重视.该文详细介绍了电动汽车上常用的三种无线充电方式,即电磁感应式、强耦合电磁共振式、无线电波式,并对各自的优缺点进行了较详细的说明,最后对电动汽车无线充电技术的发展前景进行展望.     

基于脉宽调变控制的可调电感补偿的谐振式无线充电技术

磁耦合谐振式无线充电技术是电动汽车充电领域新的发展方向,与强耦合感应式无线充电技术相比,磁耦合谐振式无线充电方式传输距离更远、无辐射污染、穿透性强。然而,在定距离串并磁耦合谐振式无线充电装置中,当发射线圈与接收线圈的距离由于某种原因发生变化时,原方和副方的谐振频率不一致,需要实时调整补偿电容,才能保证工作在当前距离下的最大效率。在分析前述问题的基础上,提出了一种基于脉宽调变(pluse-width modulation,PWM)控制可调电感补偿方案;并通过实验验证了该方法能在一定距离范围内,有效地提高系统在变距离中的传输效率。     

基于PWM控制的可调电感补偿的谐振式无线充电技术

磁耦合谐振式无线充电技术是电动汽车充电领域新的发展方向,与强耦合感应式无线充电技术相比,磁耦合谐振式无线充电方式传输距离更远,无辐射污染,穿透性强。然而,在定距离串并磁耦合谐振式无线充电装置中,当发射线圈与接收线圈的距离由于某种原因发生变化时,原方和副方的谐振频率不一致,需要实时调整补偿电容,才能保证工作在当前距离下的最大效率。在分析前述问题的基础上,提出了一种基于PWM控制可调电感补偿方案,并通过实验验证了该方法能在一定距离范围内有效提高系统在变距离中的传输效率。     

谐振式无线充电研究

谐振式逐渐成为无线充电的热点,该文针对谐振式无线充电的理论进行研究,提出了的最大效率无线充电设计方法,并且理论推算的结果直接知道工程实践中,器件参数的选型,通过实验验证了理论推导。实验结果表明,该设计方法可以简单有效地制作出无线充电设备,另外该设计的计算方式,器件选型过程都可以用于工程实践中,对设计不适合有线充电的物联网低功耗设备供电也有很广阔的应用前景。     

电动汽车无线充电系统SS型补偿拓扑研究

随着电动汽车的普及,电动汽车的无线充电技术受到了广泛的关注.磁耦合谐振式无线传输系统的传输功率大,传输距离适中,因此磁耦合谐振式无线充电技术普遍应用于电动汽车无线充电.磁耦合谐振式无线充电系统可视为松耦合变压器,系统的原、副边线圈之间存在较大的漏感,需要添加相应的补偿拓扑来提升系统的功率和传输效率.对SS型补偿拓扑进行分析,并通过Matlab软件对其进行仿真,分析在不同的负载、电感和频率下系统的输出功率、传输效率的改变.结果显示SS型补偿拓扑的磁耦合谐振式无线传输系统可以承受较大范围的频率波动,输出功率和传输效率也较高,表明该拓扑结构适用于电动汽车无线充电系统中.     

基于电磁共振的无线充电器研究与设计

研究了电磁共振技术的无线电能传输原理,并基于此原理设计无线充电系统。以常用电子器件构成,主要由电源管理电路、发射电路、接收电路和充电电路4个电路组成。该电路采用采用交直流供电,利用有源晶振发出高频激励信号和丙类谐振功率放大器,传送效率高。     

无线充电传感器网络点播式充电实验平台研究

归纳了现阶段无线充电传感器网络存在的问题,介绍了无线充电传感器网络的架构设计,详细描述了无线充电传感器网络的搭建和调度方法。在点播式的充电模式下,充电方法更适用于实际的网络中节点的充电问题,在实时性和可靠性方面都有良好的系统性能。关于平台的实验结果表明:该平台能够有效提高充电效率,具有较好的教学与科研价值。     

太阳能电池充电转换模块

为了提高太阳能电池能量利用率,改善光伏发电系统的工作性能,提出了一种新型太阳能电池充电的电路拓扑方案。该方案在太阳能电池和蓄电池之间增加充电传导模块,采用动态电压调节方式实现蓄电池的常规充电和倍压充电,解决了弱光照时太阳能电池能量流失问题。通过制做实验样机进行测试,结果表明,模块具有完善的充电控制特性和低压工作性能,静态工作电流小于20μA,传送效率高达98%,是一款高效实用的充电控制模块。     

基于接收侧变结构补偿的恒流恒压无线充电系统

随着无线电能传输技术快速发展,磁耦合式无线充电技术被广泛应用在锂电池充电领域.为进一步提升无线充电系统的安全性与充电效率,在串联-串联(series-series, S-S)型补偿网络的基础上设计一种基于接收侧π/T型变结构补偿网络的恒流恒压无线充电系统.利用等效电路分别建立恒流和恒压充电的模型,通过附加的电容电感和开关改变接收侧拓扑结构,实现无线充电系统输出稳定的电流电压.该结构无需原边和副边复杂的控制和通信,几乎没有无功功率输出.通过DSP控制器作为恒流恒压输出的切换控制器.最后通过仿真和实验验证了基于接收侧π/T型变结构补偿网络恒流恒压输出特性和参数设计的准确性.     

动态无线充电系统功率波动抑制技术研究

设计了一种新型的双通道动态无线充电系统耦合机构,以解决动态无线充电系统在分段式发射导轨切换处的功率跌落问题。通过LCC-LCC型补偿拓扑,设计了两路能量传输通道,利用LCC-LCC补偿拓扑的恒流特性,推导了系统输出以及损耗与两通道耦合参数之间的关系,实现了较为稳定的功率传输,提升了系统的抗偏移特性以及抗跌落能力。最后对所提方法进行了仿真和实验,验证了双通道动态无线电能传输方案的可行性。