基于ICPT技術電動汽車無線充電系統(tǒng)的互感分析

陶國彬， 劉幸幸， 李道成， 任萬程， 鄭勇彬

(1．東北石油大學 電氣信息工程學院，黑龍江 大慶 163318；2．中國石油大慶第八采油廠電力維修大隊技術隊，黑龍江 大慶 163300)

0 引 言

電動汽車由于具有節(jié)能環(huán)保的特點而受到大眾青睞，但因續(xù)航問題無法大范圍推廣[1]。傳統(tǒng)插拔式充電受限于安全、便利等因素，無線充電技術可以很好地解決上述問題[2]。磁感應耦合電能傳輸(inductive coupled power transfer，ICPT)技術因其具有高傳導率的特點已成為當今電動汽車無線充電領域的主流技術[3-5]。互感是系統(tǒng)關鍵參數，直接反應系統(tǒng)的傳輸效率且關系到系統(tǒng)器件選擇的合理性，因此對互感的研究有利于電動汽車無線充電技術的發(fā)展。本文以ICPT技術為基礎利用ANSYS、MATLAB研究電動汽車無線充電系統(tǒng)中各參數對互感的影響以及不同結構的松耦合變壓器用于電動汽車無線充電系統(tǒng)的合理性，為電動汽車無線充電系統(tǒng)的設計提供參考。

1 基于ICPT技術電動汽車無線充電系統(tǒng)理論分析

1.1 系統(tǒng)簡介

基于ICPT技術電動汽車無線充電系統(tǒng)以電磁感應原理為理論基礎，運行時將電網中工頻電經整流濾波、高頻逆變、原邊補償后傳輸到松耦合變壓器發(fā)射端。松耦合變壓器利用交變磁場產生感應電流，經較大氣隙將電能耦合到接收端。接收端將接收到的高頻交變電流再經原邊補償、整流濾波、功率調節(jié)后為電動汽車車載蓄電池充電。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。

圖1 基于ICPT技術電動汽車無線充電系統(tǒng)結構框圖

1.2 互感測量數學模型

松耦合變壓器平面結構如圖2所示。……