電動汽車無線充電系統(tǒng)松耦合變壓器補償技術(shù)與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)成為電動汽車普及與推廣的重要前提。無線充電具有安全、方便等優(yōu)勢，是電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點，而松耦合變壓器作為車外與車內(nèi)能量非接觸傳輸?shù)募~帶，是無線充電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，因此，對松耦合變壓器進行優(yōu)化設(shè)計，并以提高傳輸效率為目的，研究其補償技術(shù)，具有重要的意義與廣泛的應(yīng)用前景。
　　本研究針對電動汽車松耦合變壓器存在的原副邊耦合系數(shù)低的問題，建立變壓器磁路模型，通過補償方案提高變壓

2、器傳輸效率，并針對松耦合直流變壓器(DCTransformer，DCT)進行系統(tǒng)設(shè)計。首先研究變壓器工作原理，建立變壓器磁路模型，通過ANSOFT軟件對纏繞方式、空氣氣隙、水平側(cè)移方式仿真得到磁感線分布規(guī)律。結(jié)合磁力線分布規(guī)律，對磁通進行分塊，得到磁路模型，推導(dǎo)出耦合系數(shù)與磁阻的關(guān)系式。通過“三參數(shù)測量方法”對松耦合變壓器參數(shù)進行測量得到耦合系數(shù)與空氣間隙與水平側(cè)移的關(guān)系。接著研究松耦合變壓器原副邊補償技術(shù)，將原邊高頻逆變電路和松耦合變

3、壓器看作一個整體，組成松耦合DCT，通過對DCT的補償進行定量分析，得到了能量傳輸效率、開關(guān)角頻率和補償參數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，提出了優(yōu)化的補償方案，加入補償后的DCT能夠等效為LLC-DCT，從而實現(xiàn)軟開關(guān)，減少了電壓應(yīng)力，進一步提高變壓器的效率。最后，對DCT系統(tǒng)進行設(shè)計，具體從補償參數(shù)、繞組匝比、變壓器參數(shù)以及開環(huán)控制模塊硬件四個方面進行設(shè)計，搭建DCT的仿真模型和實驗原理樣機對結(jié)果進行驗證。仿真和實驗結(jié)果表明:所設(shè)計的原副邊串串