电动汽车电磁感应充电耦合方式与效能研究

随着全球能源短缺及环境恶化，人们越来越提倡环保、节能和低碳经济，电动汽车在这方面的优势使其得到迅速发展。基于感应充电技术的电动汽车感应充电电源的研究是未来的发展潮流。与传统导线连接充电方式相比，感应充电的最大优点是安全,即使在雨雪等恶劣的气候下，给电动汽车进行充电也无触电的危险；另外，感应充电方式还具有操作便捷的优点。 本文首先介绍了国内外感应充电的研究现状，并讨论了常用的逆变电路拓扑结构和控制方式，确定了充电系统的整体框架和控制策略。 针对感应充电的特殊结构，本文设计了松耦合变压器，并通过ANSOFT进行磁场模拟，探究气隙、缠绕方式等对松耦合变压器的性能影响，结合磁力线分布，推导出EE型松耦合变压器的磁路数学模型，得出横截面积对耦合系数的变化规律，并结合正交实验，对变压器几何参数进行了优化。 研究了提高松耦合传输效率的补偿方式，在MATLAB/SIMULINK环境中进行仿真，得出原边串联副边并联（SP）是较为合理的设计方案，可以有效的提高输出电压和功率。在此基础上分析工作频率、气隙和负载对输出电压的影响，得到在谐振点附近，输出电压较大。由于谐振点的输出电压能力较强，应尽量使系统工作在谐振频率点，文中在补偿方式的基础上，增加数字锁相环回路，可以实现初、次级谐振，达到初级电流电压同相位。 论文最后搭建了系统的硬件平台，验证了气隙、横截面积对松耦合变压器耦合系数和初次级自感互感的影响规律、初级补偿电容对输出的影响，获得了原边串联副边并联方式下耦合输出规律。