超級(jí)電容緩沖式移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)研究.pdf

1、移動(dòng)設(shè)備供電、能量存儲(chǔ)已成為解決能源危機(jī)、減輕環(huán)境污染、提高生活生產(chǎn)質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，電動(dòng)汽車等移動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源主要為電池，然而，現(xiàn)有電池和充電技術(shù)的缺點(diǎn)如續(xù)航能力弱、電池壽命短、充電時(shí)間長(zhǎng)、充電效率低制約了移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展。超級(jí)電容（Super Capacitor）由于其充放電功率大、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)有望在未來(lái)取代電池在能量存儲(chǔ)上的霸主地位。
　　隨著電力電子技術(shù)和半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，無(wú)線電能傳輸（Wireless Power

2、 Transfer，WPT）技術(shù)得到廣泛研究和應(yīng)用。WPT無(wú)需線纜就可以實(shí)現(xiàn)電能的傳輸，具有傳輸效率高、傳輸功率大、傳輸距離較遠(yuǎn)、受電設(shè)備移動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用在移動(dòng)設(shè)備的充電場(chǎng)合。動(dòng)態(tài)無(wú)線充電（Dynamic Wireless Charging，DWC）技術(shù)是以電磁感應(yīng)WPT為原理的一門(mén)新興技術(shù)，利用DWC技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備在供電軌道線圈區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)電磁感應(yīng)動(dòng)態(tài)獲取電能，從而在一定程度上解決了電池使用壽命短、續(xù)航能力弱

3、、充電等待時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。
　　超級(jí)電容的發(fā)明、WPT技術(shù)的成熟應(yīng)用為解決能量存儲(chǔ)和移動(dòng)設(shè)備供電問(wèn)題帶來(lái)了希望。本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)對(duì)DWC的研究：
　?、賹?duì)DWC系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)比分析，結(jié)合DWC工作特點(diǎn)，確定系統(tǒng)充電回路的基本結(jié)構(gòu)。為了在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大限度地拾取電能，避免在拾取端引入控制，將超級(jí)電容（Super Capacitor）作為系統(tǒng)的負(fù)載，起到能量緩存作用。
　?、诶美绽瓜嗔孔儞Q，分析拾取

4、端啟動(dòng)充電的過(guò)程，得到了超級(jí)電容負(fù)載DWC系統(tǒng)拾取端線圈電流變化過(guò)程的動(dòng)態(tài)模型。通過(guò)理論分析和仿真對(duì)比對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。
　?、劾脵C(jī)理建模方法對(duì)移動(dòng)設(shè)備在供電軌道上運(yùn)動(dòng)充電過(guò)程進(jìn)行建模，獲得了系統(tǒng)的雙輸入雙輸出傳遞函數(shù)模型。通過(guò)分析得到了系統(tǒng)解耦條件，以及在解耦條件下線圈電流的復(fù)頻域表達(dá)式。最后研究了輸入電壓變化時(shí)軟開(kāi)關(guān)工作頻率、諧振電流、系統(tǒng)效率、功率等變化趨勢(shì)。
　?、軐?duì)DWC系統(tǒng)功率電路以及信號(hào)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。提出了利用