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电动汽车行驶无线充电系统磁耦合机构的研究
| 论文题名： | 电动汽车行驶无线充电系统磁耦合机构的研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动态无线充电;分段导轨;补偿结构;磁耦合机构;磁场云分布 |
| 摘要： | 近年来，随着“碳达峰、碳中和”战略目标的提出，我国就环保问题采取了很多强有力的政策和措施，在此背景下新能源汽车再度成为热点话题。 目前的电动汽车发展主要囿于电池储能和充电方式的限制。传统有线充电方式存在诸多不便，如汽车充电时必须保持停机状态或充电桩数量不充足等问题，而将无线电能传输技术应用于电动汽车的方式，为新能源汽车当下存在的诸多问题提供了解决方向。但与静态无线充电方式相比，电动汽车的动态无线充电在技术上更难实现，存在系统传输功率、电磁辐射、线圈偏移等诸多问题。 为解决上述问题，本文首先分析了电动汽车动态无线充电系统。阐述了目前市面上对于电动汽车和无线充电两种技术的应用与结合，对电动汽车动态无线充电系统进行分析，确定铺设发射线圈的充电导轨和系统磁耦合机构存在较大可优化的空间。因此，为了使电动汽车动态无线充电系统的能量传输效率更高，也为了增加系统鲁棒性，本文主要针对分段式导轨的完善和磁耦合机构的优化展开研究。 首先，为提升充电导轨发射的能量利用率采用了分段式导轨，针对分段式导轨存在的切换时涡流损耗问题，提出带补偿式分段导轨的解决方案。为了更好的给供电导轨提供能量，对单电源分段供电、多电源单独供电、多电源组合供电、多电源交替供电四种导轨供电方式综合分析，提出适合带补偿式充电导轨的充电方案，采用分组供电的方式，在满足补偿导轨换向的同时，保证充电效率和充电质量。 然后，在磁耦合机构方面，本文分析了两种常用线圈形状的两两组合，对组合后的圆形-圆形耦合线圈、方形-方形耦合线圈、圆形-方形耦合线圈、方形-圆形耦合线圈进行磁感应强度的分析。一方面利用聂以曼公式计算分析，另一方面利用ANSYSMaxwell和Simplorer软件仿真不同线圈形状组合的磁感应强度，选择最佳的线圈形状组合。并基于以上的研究基础，为线圈搭配合适的磁芯形状。 最后，为了进一步论证三线圈的系统结构，以补偿线圈数量为变量分析补偿线圈作用，同时结合线圈和磁芯。将普通一体式无磁芯无补偿线圈的系统与本文优化后的带补偿的分段式三线圈系统做对比，通过ANSYSMaxwell和Simplorer仿真分析并加以佐证。 |
| 作者： | 刘佳欣 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 林志琦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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