電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電系統(tǒng)磁耦合機(jī)構(gòu)研究.pdf

1、氣候變化、能源和環(huán)境問(wèn)題是人類(lèi)社會(huì)共同面臨的長(zhǎng)期問(wèn)題。交通運(yùn)輸領(lǐng)域的尾氣排放、能源消耗等問(wèn)題能否得到有效解決,直接影響著人類(lèi)的生活質(zhì)量。在這樣的背景之下,被稱(chēng)為綠色交通工具的電動(dòng)汽車(chē)再次成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。然而,目前接觸式充電方式存在的諸多缺陷,嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展。而基于無(wú)線電能傳輸技術(shù)(WPT)的電動(dòng)汽車(chē)具有供電靈活、取電方便等特點(diǎn),而且可以動(dòng)態(tài)供電,這恰恰解決了目前電動(dòng)汽車(chē)所存在的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題。在電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線供電系統(tǒng)中

2、,為了保證足夠的電能供給,通常需要鋪設(shè)較長(zhǎng)的能量發(fā)射導(dǎo)軌。如何通過(guò)有限元分析及仿真研究,給出發(fā)射端導(dǎo)軌和拾取端裝置的設(shè)計(jì)方法和理論依據(jù),從而提高系統(tǒng)的高效性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,是當(dāng)前亟待解決的重要問(wèn)題。
　　本文主要針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電系統(tǒng)耦合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)問(wèn)題展開(kāi)研究。首先闡述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電系統(tǒng)耦合機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀,并對(duì)其基本原理和構(gòu)成做了簡(jiǎn)要介紹。隨后對(duì)電磁耦合機(jī)構(gòu)的互感等效模型進(jìn)行研究,分析提升系統(tǒng)的功率傳輸能力和效

3、率的影響因素,確定本文的研究目標(biāo);分析幾種常見(jiàn)的耦合機(jī)構(gòu)的耦合特性,探討偏移量對(duì)其耦合系數(shù)的影響,從而確定方-方形線圈作為研究對(duì)象。
　　基于 Ansoft軟件,對(duì)分散型和集中型發(fā)射導(dǎo)軌、單線圈和多線圈拾取導(dǎo)軌建立了仿真模型,從互感值、磁場(chǎng)分布等方面進(jìn)行對(duì)比分析,為原副邊線圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù);并對(duì)目前幾種典型的發(fā)射端、拾取端的磁芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真研究,探索不同形狀的磁芯對(duì)磁場(chǎng)分布的影響,進(jìn)而確定原副邊磁芯結(jié)構(gòu);針對(duì)目前電動(dòng)汽車(chē)耦

4、合機(jī)構(gòu)普遍存在的耦合效率較低、經(jīng)濟(jì)成本較高等問(wèn)題,提出一種新型耦合機(jī)構(gòu)形式,其發(fā)射端采用集中型線圈結(jié)構(gòu),鋪設(shè)“L”形磁芯;拾取端采用單線圈結(jié)構(gòu),鋪設(shè)“蓋”形磁芯。
　　結(jié)合具體案例,給出了耦合機(jī)構(gòu)的一般設(shè)計(jì)流程,重點(diǎn)對(duì)耦合機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)計(jì)、功耗分析等問(wèn)題進(jìn)行討論,并對(duì)設(shè)計(jì)完成的新型耦合機(jī)構(gòu)進(jìn)行偏移仿真實(shí)驗(yàn),給出了系統(tǒng)可接受的偏移范圍。最后搭建了電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線供電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功率測(cè)試、效率測(cè)試、偏移實(shí)驗(yàn)、穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)