電動(dòng)汽車諧振式無線充電技術(shù)的研究.pdf

1、電動(dòng)汽車依靠電力驅(qū)動(dòng)，電力是一種可再生的清潔能源，相對于石油，價(jià)格低廉。使用電動(dòng)汽車不僅可以避免汽車排放的尾氣對大氣環(huán)境的污染以及對人體的危害，還可以節(jié)省高額的燃油費(fèi)。電動(dòng)汽車充電分為有線充電和無線充電，無線充電又包括感應(yīng)式、諧振式、電磁輻射式。磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)（magnetically-coupled resonant wireless power transfer，MCR-WPT）基于近場強(qiáng)耦合及諧振技術(shù)，具有傳輸功率較

2、大、傳輸距離較遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為電動(dòng)汽車無線充電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文主要圍繞磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　首先，詳細(xì)介紹了主要的幾種無線電能傳輸方式，了解磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)难芯楷F(xiàn)狀。從耦合模理論、電路理論及濾波器理論三個(gè)方面分析了磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的基本原理，推導(dǎo)出傳輸效率的公式，知道磁耦合諧振式無線電能傳輸?shù)男手饕c諧振頻率、互感系數(shù)、線圈內(nèi)阻、負(fù)載電阻有關(guān)。為之后優(yōu)化系統(tǒng)的傳輸效率、傳輸

3、功率打下了理論基礎(chǔ)。
　　然后，分別對全橋逆變電路和E類功率放大電路進(jìn)行建模分析，并對全橋逆變電路和半橋逆變電路進(jìn)行了仿真分析。綜合考慮，由于在傳輸頻率、傳輸電壓、傳輸功率方面的優(yōu)勢，選擇全橋逆變電路作為系統(tǒng)的高頻功率源。
　　其次，對耦合線圈進(jìn)行建模分析，得到了線圈的互感公式，帶入效率公式并用matlab仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)的傳輸特性。若要提高傳輸效率可以從提高諧振頻率、互感系數(shù)、負(fù)載電阻，減小線圈內(nèi)阻幾個(gè)方面考慮。
　　

4、最后，根據(jù)前幾章的理論分析，設(shè)計(jì)了一套磁耦合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)裝置。詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)裝置各模塊的功能、驅(qū)動(dòng)芯片、電路圖。主要包括方波發(fā)生電路、驅(qū)動(dòng)電路、高頻功率源電路及發(fā)射接收電路。經(jīng)調(diào)試后，系統(tǒng)工作正常。此裝置使用平盤式螺旋線圈相隔30cm點(diǎn)亮了25W燈泡。如果繼續(xù)提升輸入電壓可以使傳輸距離更遠(yuǎn)、傳輸功率更大。最后利用此系統(tǒng)進(jìn)行了頻率特性實(shí)驗(yàn)、距離特性實(shí)驗(yàn)、線圈擺放位置對傳輸功率的影響實(shí)驗(yàn)、障礙物實(shí)驗(yàn)及頻率分裂實(shí)驗(yàn)，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果