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电动汽车无线充电系统的研制及性能优化
| 论文题名： | 电动汽车无线充电系统的研制及性能优化 |
| 关键词： | 电动汽车;变频控制;无线充电;性能优化 |
| 摘要： | 电动汽车的动力来源于电池，电池充电有接触式和非接触式两种方式。相对于接触式充电，非接触式充电具有操作方便、安全、简单，无直接电气连接等优势。本文研制了电动汽车非接触式充电系统。采用磁共振技术实现电动汽车的非接触式闭环充电，提高了传输距离，引入闭环控制，并对系统的辐射磁场进行磁屏蔽研究。 首先运用电路耦合理论对磁共振式无线能量传输机理进行研究分析。对比研究SS补偿结构和SP补偿结构的传输机理，确定了系统选用SS型补偿结构。对系统进行建模仿真分析，分析电感参数和负载参数对系统传输的影响趋势，为系统平台的设计提供指导。 系统加入平面结构磁芯以提高松耦合变压器的耦合系数和系统的鲁棒特性。选用STM32处理器作为系统原边和副边的主控器，通过无线通信模块实现原边和副边通信。应用PI控制算法调整系统工作频率实现系统的闭环控制。完成系统的硬件设计和软件算法设计。 对系统在不同垂直间距下、不同水平侧移位移下、不同方向性夹角下分别进行系统参数特性实验研究，分析系统的传输功率和整体效率，研究系统的传输特性。建模分析系统的辐射磁场分布，并研究磁屏蔽材料的磁屏蔽效能曲线及其对系统传输的影响。运用PI控制程序来实时调整系统工作频率以达到系统的定点长时间闭环充电和动态调整垂直间距或水平侧移位移的闭环充电。 本系统对电动汽车电池进行无线充电，在20cm传输间距下，实现了3.3kW非接触能量传输，整体效率达到89％。应用变频闭环控制，使系统可以在垂直间距在20cm-25cm范围内或水平侧移位移在-10cm-+10cm范围内满足要求工作，传输功率在3.1kW-3.3kW范围内，系统整体效率在85%-89%范围内变化。 |
| 作者： | 任晓峰 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 朱春波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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