電動汽車無線供電系統(tǒng)磁耦合機構研究.pdf

1、氣候變化、能源和環(huán)境問題是人類社會共同面臨的長期問題。交通運輸領域的尾氣排放、能源消耗等問題能否得到有效解決,直接影響著人類的生活質量。在這樣的背景之下,被稱為綠色交通工具的電動汽車再次成為人們關注的焦點。然而,目前接觸式充電方式存在的諸多缺陷,嚴重制約了電動汽車的發(fā)展。而基于無線電能傳輸技術(WPT)的電動汽車具有供電靈活、取電方便等特點,而且可以動態(tài)供電,這恰恰解決了目前電動汽車所存在的一個關鍵技術難題。在電動汽車動態(tài)無線供電系統(tǒng)中

2、,為了保證足夠的電能供給,通常需要鋪設較長的能量發(fā)射導軌。如何通過有限元分析及仿真研究,給出發(fā)射端導軌和拾取端裝置的設計方法和理論依據,從而提高系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性和經濟性,是當前亟待解決的重要問題。
　　本文主要針對電動汽車無線供電系統(tǒng)耦合機構的設計問題展開研究。首先闡述了國內外學者對電動汽車無線供電系統(tǒng)耦合機構的研究現狀,并對其基本原理和構成做了簡要介紹。隨后對電磁耦合機構的互感等效模型進行研究,分析提升系統(tǒng)的功率傳輸能力和效

3、率的影響因素,確定本文的研究目標;分析幾種常見的耦合機構的耦合特性,探討偏移量對其耦合系數的影響,從而確定方-方形線圈作為研究對象。
　　基于 Ansoft軟件,對分散型和集中型發(fā)射導軌、單線圈和多線圈拾取導軌建立了仿真模型,從互感值、磁場分布等方面進行對比分析,為原副邊線圈結構的設計提供理論依據;并對目前幾種典型的發(fā)射端、拾取端的磁芯結構進行仿真研究,探索不同形狀的磁芯對磁場分布的影響,進而確定原副邊磁芯結構;針對目前電動汽車耦

4、合機構普遍存在的耦合效率較低、經濟成本較高等問題,提出一種新型耦合機構形式,其發(fā)射端采用集中型線圈結構,鋪設“L”形磁芯;拾取端采用單線圈結構,鋪設“蓋”形磁芯。
　　結合具體案例,給出了耦合機構的一般設計流程,重點對耦合機構的參數設計、功耗分析等問題進行討論,并對設計完成的新型耦合機構進行偏移仿真實驗,給出了系統(tǒng)可接受的偏移范圍。最后搭建了電動汽車無線供電系統(tǒng)實驗平臺,對系統(tǒng)進行了功率測試、效率測試、偏移實驗、穩(wěn)定性實驗等。實驗