摘要
与传统的插电式充电相比，电动汽车无线充电是一项更加安全，灵活，且有更大应用潜力的充电技术。无线充电技术的研究已经进行多年，目前以固定充电位置进行的静态无线充电技术已经逐渐成熟，但是这项技术并不能完全解决电动汽车续航里程低的问题，且大功率的无线充电会使得电池寿命减小，而小功率充电过于费时，并不方便。在这种情况下，可以实现边行驶边充电的动态无线充电技术开始逐步受到重视。 对于动态无线充电系统而言，减少充电过程中的功率脉动和提高充电效率是优化的两个方向。但是，实现高效率和低功率脉动的目标存在矛盾。本文提出了一种分段式电动汽车动态无线充电系统，该系统考虑了这两个方面的综合优化。首先给出了动态无线充电系统的综合优化方法，并给出了影响系统功率脉动和效率的三大因素，即线圈结构选择，线圈参数设计和线圈通电策略选取，而这三大因素可以划分为线圈设计和补偿电路设计。详细分析三大因素对系统功率脉动和效率的影响后表明，同时激励两个线圈是线圈通电的最佳策略，因为它可以使补偿电路的两个分支保持谐振。而在发射线圈内部存在互感的情况下，向两个以上的线圈同时通电无法使全部通电支路达成谐振。同时，2线圈同时通电的方案还可以减少在主线圈和补偿电路上的热损失，提高系统的效率。因此最终选择了发射侧，接收侧均使用矩形线圈，同时向2个线圈进行通电的系统设计方案。 在完成了设计之后对线圈和电路模型进行一些仿真，包括随着接收线圈的移动，通电的发射线圈与接收线圈之间随位置变化的互感脉动曲线，以及场路联合的方法进行功率脉动曲线的绘制。仿真结果表明该系统可以实现中间段约±3%的功率脉动，同时实现了最高约90.7%的效率，最后以该模型为标准建立了实验原型。结果显示实验和仿真的波形接近一致，且可以实现中间段±3.97%的功率脉动，同时实现了平均90.77%，最高91.26%的效率。在确保将功率脉动维持在较低水平的前提下，实现了较高的效率。且该系统线圈结构简单，各支路的元件参数也相同，具有一定的优越性。
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