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基于阻抗匹配效率优化的电动汽车无线电能传输的研究
| 论文题名： | 基于阻抗匹配效率优化的电动汽车无线电能传输的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;无线电能传输;谐振拓扑结构;阻抗匹配;控制策略 |
| 摘要： | 随着电动汽车相关技术的不断开发，其中核心技术即充电技术也是备受关注，成为了研究的热点。科技不断进步的促进下，电动汽车的充电方式不再受限于传统的有线充电，无线电能传输(Wireless Power Transmission,WPT)这一新的技术方向也得到了相应的进步与实现。本文以提高WPT传输功率为目标，从阻抗匹配方法和谐振补偿结构两方面进行相关研究。 首先，运用DC-DC变换器实现阻抗匹配，并通过调节占空比维持系统最佳效率点，来实现效率的优化。结合锂电池的模块与特性，分析研究了阻抗匹配方法及其相关控制策略。以实现传输效率的最大化为目标，运用DC-DC变换器来实现阻抗匹配，针对不同的DC-DC变换器，通过相关分析，选用了合适的结构以便于达到宽范围的调节，并在此基础上确定了通过调节占空比来实现效率的优化，使系统可以维持在相对最佳效率点，提出了运用双闭环PI的控制方法来完成对整个系统的调节控制。 其次，设计提出LCC-S-DC-DC充电系统。主要针对于磁耦合谐振式的电能传输方式，特别是在谐振拓扑结构的设计方面，对传统的拓扑结构中最具有代表性的S-S谐振补偿结构进行了理论分析，阐述了缺陷并在此基础上引入LCC-S结构的传输系统。将为了实现效率优化的阻抗匹配网络与性能更好的LCC-S型拓扑结构相结合，对新型LCC-S-DC-DC系统的分析研究从理论与仿真两方面着手，先运用等效电路法对其拓扑结构网络进行理论基础分析，再运用Matlab仿真结合仿真数据分析研究了其输出特性以及负载、耦合系数对新型系统的影响，最后通过Matlab验证了该系统阻抗匹配方法的可行性，可以很好的实现效率优化，达到最佳效率。 最后，针对本文基于LCC-S型结构上阻抗匹配传输系统及相关控制策略，设计了相应的实验平台。主要分为两部分，主电路与控制系统，分别阐述了各个模块及元件的选型与设计。基于实验平台研究分析了整个系统的相关特性，验证了对于新型LCC-S-DC-DC电路系统下阻抗匹配的理论研究，并通过实验对比并验证了阻抗匹配方法可以实现对等效负载阻抗的调节，实现传输效率的优化。 |
| 作者： | 陆洋锐 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 孙运全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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