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电动汽车无线充电电磁耦合机构研究与设计
| 论文题名： | 电动汽车无线充电电磁耦合机构研究与设计 |
| 关键词： | 电动汽车;充电桩;无线充电;电磁耦合机构;参数设计;多目标优化 |
| 摘要： | 现阶段由于石油枯竭、大气污染、全球气温上升等因素，新能源电动汽车得到快速发展。然而电动汽车虽然使用电能这一清洁能源，但是电动汽车的充电面临着比较大的问题，例如电动汽车充电桩的建设过程中就会遇到场地，经济等成本的问题导致电动汽车在目前的普及率依然不高，另外电动汽车的充电过程中存在的潜在高电压的危险，也是消费者对购买电动汽车持观望态度的一个原因。 电动汽车无线充电技术同时综合了大功率电流高频变换技术和磁耦合技术，并采用先进的控制理论和控制方法，实现了将电能从电源测向电动汽车蓄电池的安全、可靠、灵活、高效的传输，达到了传统接触式充电无法实现的技术水准，满足了人们日益追求的电气化、安全化和智能化的需求。 论文重点研究电磁耦合机构的结构设计、参数设计及其优化策略。首先系统地概述了电动汽车无线充电技术与产品的国内外研究现状，论述了电动汽车无线充电系统的基本原理和基本结构。其次对无线充电电磁耦合机构的结构进行了设计，针对高效率和多维自由度等指标对其空间结构包括磁芯和电感线圈的选择进行了仿真分析，确定了耦合机构的形式为DRD线圈（组合型圆角矩形线圈）；建立了电磁耦合机构电路的等效模型，运用静磁场镜像法对平板型磁芯线圈间的互感进行计算，设计了一种分布式平面磁芯结构。再其次通过对耦合机构的性能研究，设计了耦合机构的参数设计流程图，改进了一种针对多目标参数优化算法，并验证了其在电动汽车无线充电电磁耦合机构参数优化上的可行性。 最后通过Ansoft Maxwell仿真和搭建实验平台，把所设计的DRD线圈和分布式磁芯结构同几种常用的耦合线圈进行对比，实验结果表明，DRD线圈在发射端和接收端线圈平面不发生偏移的传输效率约为水平螺旋线圈的1.5倍以上，在发生横向偏移的情况下传输效率约为水平螺旋线圈的2倍以上，在能量传输效率和空间自由度上均优于水平螺旋线圈，具有一定的实用价值。 |
| 作者： | 田子良 |
| 专业： | 电机与电器 |
| 导师： | 林伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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