电动车无线供电系统拾取装置的设计

在当前能源、环境问题日益严重的大背景下，由于电动汽车具有低污染、低能耗、低维护成本等优点，有非常好的市场前景。但是目前市面上的电动汽车主要采用接触式的充电方法进行充电，这种充电方式具有容易产生磨损、容易产生电火花、不易维护、不够安全、不够美观等缺点。 无线电能传输技术的发展对于电动汽车来说是一个发展的机遇。感应耦合电能传输（Inductively Coupled Power Transfer，简称ICPT）技术是实现无线电能传输的一种方式，由于其采用非接触的方式进行电能传输，因此它具有安全、灵活、容易维护、环境亲和力强等优点。 将ICPT技术运用在电动汽车的供电上，可以有两种方式：第一种是给电池进行无线充电，第二种是不使用电池，直接给电机进行无线供电。这将会消除采用接触式充电所带来的安全隐患。 本文针对的是本人所在实验室的电动车无线充供电示范系统，主要研究拾取相关技术，并为示范系统设计一套电能拾取装置。 首先分析了电动车无线充供电示范系统的功能需求。并根据示范系统的功能需求，分析拾取端两种谐振补偿网络的特点以及几种基本DC-DC电路的特点，以及各种功率控制策略，选择了合适的谐振补偿网络，并设计了一种适合示范系统的DC-DC变换电路以及功率控制策略。 其次依据示范系统的实际情况，对拾取装置进行等效处理，并由此得到整个无线供电系统的互感模型。重点分析大电流的工作条件下互感值和耦合机构效率、最大传输功率的关系。根据所得的关系式，针对实际情况就互感值这个参数进行优化分析，选择合适的互感值，并建立仿真模型验证。 然后分析了实际电路设计中整流电路浪涌电流以及BUCK-BOOST级联式电路开关管的尖峰问题，并给出了解决方法。对充电器供电时采用滞环控制方法进行稳压控制，对电控系统供电时采用PI控制方法进行稳压控制，并建立仿真模型进行仿真验证。 最后搭建了硬件电路，进行实验。实验结果验证了本装置的实用性。