电动汽车无线充电系统补偿拓扑研究及参数优化设计

发布时间：2024-02-02 07:32

　　随着能源短缺和环境污染问题的日益严峻,电动汽车的普及提上日程,而由于其安全便利的优点,电动汽车无线充电技术得到热切关注。适用于电动汽车的磁感应耦合式无线充电系统采用电磁感应的方式,实现电能的非接触传输。但由于其能量传输关键结构(松耦合变压器)的耦合系数较小,导致系统功率传输能力和系统效率较低,需要构建补偿网络提高系统性能。此外,无线充电系统运行过程中负载是变化的,磁耦合结构偏移也可能带来耦合系数的变化,导致逆变电路软开关完全实现较困难,更一步的降低了系统效率。针对以上问题,本文主要研究无线充电系统补偿拓扑及其参数设计方法,并通过补偿元件参数优化设计实现负载和耦合系数宽范围变化下的逆变电路软开关,从而提高系统效率。本文在研究补偿网络的基本工作原理基础上,通过对比分析各个补偿拓扑的系统性能,选用了综合性能较好的双LCC补偿拓扑来设计无线充电系统,并研究了其参数设计方法。本文在设计松耦合变压器结构基础上,以及在谐振条件下,建立了补偿网络的效率模型,分析了耦合系数、输出电压及补偿电感参数对补偿网络效率的影响,据此进行补偿电感参数设计。而针对软开关实现问题,本文分析了全桥逆变器的软开关模式及实现...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电动汽车无线充电系统研究进展
    1.3 电动汽车无线充电关键技术研究现状
        1.3.1 电动汽车无线充电系统补偿拓扑及参数设计方法研究
        1.3.2 电动汽车无线充电软开关技术研究
    1.4 课题研究内容
第二章 无线充电系统补偿拓扑研究
    2.1 补偿拓扑基本原理分析
        2.1.1 磁感应耦合式无线电能传输原理
        2.1.2 松耦合变压器建模
        2.1.3 补偿电路基本工作原理分析
    2.2 补偿拓扑对比分析
    2.3 双LCC补偿拓扑特性分析及参数设计思路
    2.4 本章小结
第三章 基于补偿网络效率分析的补偿电感参数设计
    3.1 补偿网络效率建模
    3.2 补偿网络效率分析
        3.2.1 耦合系数及补偿电感参数对效率影响分析
        3.2.2 输出电压及补偿电感参数对效率影响分析
    3.3 补偿电感参数设计
    3.4 本章小结
第四章 基于软开关实现的补偿电容参数优化设计
    4.1 逆变器软开关实现分析
        4.1.1 逆变器软开关模式
        4.1.2 软开关实现条件分析
    4.2 补偿元件参数变化影响分析
        4.2.1 补偿网络特性相关公式推导
        4.2.2 补偿元件参数变化影响分析
    4.3 软开关实现的补偿电容参数优化设计
        4.3.1 软开关实现的电流计算
        4.3.2 基于软开关实现的补偿电容参数优化设计方法
    4.4 本章小结
第五章 实验平台设计及实验验证
    5.1 松耦合变压器设计
    5.2 无线充电系统参数设计总结
    5.3 无线充电系统的硬件设计
        5.3.1 器件选型
        5.3.2 硬件电路设计
    5.4 实验平台整体介绍
    5.5 实验结果与分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3892496