论文部分内容阅读
化石能源紧缺与生态环境恶劣的问题不断加重,严重制约了社会经济的可持续发展,甚至会危害人们的身心健康。大规模使用电动汽车能够很好地解决车辆排放污染与能源短缺问题,但受限于续航里程以及充电不便等原因,并没有得到很好的普及,因而提出了电动汽车动态无线供电技术。本文针对该项技术的一些相关问题进行了研究。首先本文介绍了基于电磁感应原理的电动汽车动态无线供电技术,并对电动汽车动态无线供电系统总体结构进行分析,主要包括高频逆变拓扑、谐振补偿电路、耦合机构的设计以及拾取端装置等,确定应用在电动汽车动态无线供电系统中相应的结构。其次针对常见的多并联导轨供电方式以及单导轨供电方式进行了仿真对比研究,并进一步研究多并联导轨供电方式导轨间隔距离对耦合性能的影响。除此之外,深入研究多并联导轨供电方式电流流向对并联初级绕组的磁场影响问题,并对线圈结构类型进行仿真分析。关于耦合磁芯结构的设计部分,总结了电磁耦合磁芯结构设计的一般思路,阐述本文设计新型耦合磁芯结构性能要求,利用Ansoft软件建立三维电动汽车动态无线供电模型,结合设计目标及性能要求提出了类盖型和类回型两种新型耦合磁芯结构,同时给出了两类磁芯组合结构方法,并深入分析新型耦合磁芯结构的相关性能。然后从原边恒压及恒流两种情况出发,深入研究无线电能传输过程中相关参数与系统传输性能之间的关系。对于原边恒压输入系统,首先研究各参数对系统传输效率及传输功率的影响,同时针对原边多线圈供电形式,详细分析了各线圈之间的互感对系统传输性能的影响,最后对拾取端输出电压影响因素进行了研究;对于原边恒流输入系统,主要研究了影响系统传输功率相关因素,并详细分析拾取端输出电压与各参数之间的变化关系,在此基础上,提出一种基于模糊控制原理的稳压控制策略对其进行了稳压处理。最后,基于提出的新型耦合磁芯结构,搭建了复合磁芯组合结构的电动汽车动态无线供电系统实验平台,实现电动汽车能够由供电导轨发射出来的能量直接给电动机供电驱动汽车行驶,并对本文的理论分析进行相应的实验验证。