電動汽車充電站諧振現(xiàn)象及其分析

鄧彥波

摘 ?要：現(xiàn)如今電動汽車行業(yè)已經發(fā)展的越來越迅速，隨著人們對出行交通需求的增加，電動汽車已經成為了人們生活中占比較大的出行工具。因此，人們對于電動汽車實用性和性價比的需求也越來越高。基于諧振效應，該文將主要探索一下如何提高電動汽車充電站效率，通過仔細研究諧振效應的各個數據進行對比和參考，發(fā)現(xiàn)相比于無跟蹤式諧振電路、諧振效應的充電系統(tǒng)的參數相對要高。該文將針對諧振效應的種種原理和系統(tǒng)做出介紹和主要應對措施。

關鍵詞：諧振現(xiàn)象 ?電動汽車 ?充電站

中圖分類號：TM46 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）11（a）-0027-02

現(xiàn)如今人們對于電動汽車的需求越來越高。在時代飛速發(fā)展的現(xiàn)在，電動汽車在汽車行業(yè)的占比也逐漸增大，人們對于新能源汽車等新式汽車的需求不斷提高，而對于舊式汽車也在不斷改進。若電動汽車廣泛使用的話，那么就要面臨許多問題和挑戰(zhàn)。主要的方面是在于電動汽車的續(xù)航問題和充電方面，這是讓電動汽車能夠得到廣泛使用和普及的關鍵所在。相對于不可再生能源電動汽車需要能夠提供更多的能量支撐汽車的續(xù)航。面對電動汽車充電站的諧振反應做出如下措施[1]。

1 ?諧振耦合電路諧振失諧機理

現(xiàn)如今人們對于低碳的需求在不斷提高，尤其是各種新能源產生，這些都加大了人們對于清潔能源的需求和減少對不可再生能源的依賴。如今隨著電動汽車的不斷增加，作為新能源汽車，它顯然符合人們的需求和對于低碳生活的需要，減少污染和圍棋排放，同時也能緩解人們對于不可再生能源的依賴。電動汽車的諧振式無線供電技術對于電動汽車來而言是一項非常關鍵的技術，無論是在提高電動汽車的安全可靠性，還有遠距離傳輸，都是電動汽車相對于傳統(tǒng)汽車而言的優(yōu)點之一。同時也成為了人們研究電動汽車的關鍵部分。諧振式無線供電技術主要是通過發(fā)射電路以及接收電路發(fā)生諧振，實現(xiàn)能量的有效傳遞。但是同樣也面臨著問題所在，就是可能電路參數的不穩(wěn)定性，這些都影響著電動汽車以及整個系統(tǒng)的整體運作情況。主要是通過兩種諧振式供電電路的調諧控制方法來提高安全性和穩(wěn)定性。第一種方法能夠控制能量的傳輸，從而改變能量轉換效率，以達到信息交換的目的。第二種方法主要是通過電容調節(jié)以調控電流，但同時這種方法也存在著缺陷和弊端，所以需要其他的電路穩(wěn)定措施相以輔助才能夠達到預期效果[2]。

現(xiàn)如今電動汽車充電站的充電的方法主要有兩種方法：一種方法是有線充電;另一種方法就是無線充電。這兩種方法通過名字就可以看出來，充電方法不同，它們的充電效率也各不相同。兩種方法相比較的話，有線充電方法對于能量的轉換效率是非常高的，遠超過無線充電方法。諧振式無線充電的方法能夠提高充電的效率，相對于微波電能傳輸這種效率很低，而且對于傷害比較大的方法來說，如何建立新的諧振充電方法，以達到效率提高的同時，還能夠減少對于人體的輻射傷害，是一個關鍵問題。

電磁場會根據紀律的不同產生迅速的變化。諧振電路就是通過兩個正在發(fā)生的諧振電路，根據磁場感應的不同，而達到將能量進行傳遞的效果。根據原理可以得到，當兩種回路的諧振頻率是相同的時候，那么能量就會有發(fā)射回路，而傳遞到接收的回路上，但如果兩種回路都會喪失頻率時，那么接收回路所得到的能量就會比，發(fā)射回路傳遞到的能量要少很多，這樣就會導致能量失調，從而無法達到能量轉換率提高的狀況。面對這樣的情況，就要進行仔細的分析，通過仔細計算可以得到，當頻率不同時，那么就可以發(fā)射別的頻率的電流來改變影響頻率，從而達到諧振頻率的相同;在相同時，此時電阻最小，而且收發(fā)線圈的電流最大，因此在這個時候能量傳輸轉化的效率也達到了最大。因此，還要保證電路能夠相協(xié)調，達到諧振效應，同時還要保證距離和頻率之間達到相平衡的點，從而提高傳輸的效率。

2 ?頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)

2.1 諧振耦合無線充電系統(tǒng)

諧振耦合無線充電系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的工作原理是，系統(tǒng)將把從電網吸收的能量，通過多種調和，改變整合轉換以后，轉換成高頻交流電流。然后，將高頻交流電流功率放大以后，在阻抗匹配送至發(fā)射線圈。當震動的頻率，還有信號之間的頻率相同時，那么此時線圈里的電流將達到最大水準，在這個時候，磁場感應最明顯。而且根據不同的諧振感應頻率，在這個時候的磁場耦合同樣達到了最大的強度，在這個時候如果發(fā)電的話，那么電能的轉換將達到最大的效果。與此同時，就能夠達到給電動汽車充電站高效率充電的要求。在這樣的情況下，能大大提高整個系統(tǒng)的安全性，還有高頻率的穩(wěn)定性，從而達到續(xù)航的效果[3]。

2.2 頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)

頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)，這一個系統(tǒng)的工作原理和上一個系統(tǒng)之間有相似之處，但是也有不同的地方。這個系統(tǒng)能夠同樣達到讓電動汽車快速充電的效果。但這個系統(tǒng)受外界因素影響比較大，距離輻射磁場電流的大小都會對其產生比較大的影響，因而這個充電系統(tǒng)相對來說穩(wěn)定性較差，頻率保持不穩(wěn)定。可以通過發(fā)射端頻率自動跟蹤來改變諧振頻率，從而達到諧振頻率和發(fā)射電路的頻率相同的效果，還能夠減少外界因素對于充電系統(tǒng)的影響。在系統(tǒng)中，可以通過不同的脈沖來控制逆變器，從而轉換整體的頻率，以達到頻率相同的效果，在這樣的相同頻率情況下，充電系統(tǒng)就能夠達到轉換效率的提高。

2.3 頻率跟蹤方法

頻率跟蹤方法，這種方法主要是高頻電流信號之間的變化。因為為了保持充電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還有續(xù)航能力，所以說要對頻率實時跟蹤，及時調整發(fā)射電路工作狀況，因此就需要設計高頻電流信號檢測。設定特定的頻率之后就能夠進行檢測。通過電流之間的檢測和互相感應。再加上獨立回路，還有發(fā)射電路，此時的電流能夠通過不同的分別和會和以達到預期的效果。再通過電阻之間的差異，還有電流之間的不同，在此基礎上，再加上電流互相感應器之后，就能夠通過對電流進行檢測和實施控制，以達到預期效果[4]。

2.4 相位補償電路

相位補償電路，主要是因為在電路中，因為有多種情況影響，因此會有時間的差異，在時差中很有可能會因為此時頻率的改變而影響整體的充電情況，所以就需要對系統(tǒng)進行相位補償。保證整體的充電器是達到共同諧振頻率上，從而達到充電效率的最大化。對電路進行補償，主要是通過電壓的不同改變，還有電流的不同轉化，從而進行調整。為了保證補償相位不會隨著檢測電流實時變化，從而影響整體情況，因此就需要進行電路中設置特定的電阻量，以保證補償相位的固定和穩(wěn)定，這樣也能夠實現(xiàn)補償量的靈活，從而達到實時調整的預期想法。

3 ?結語

總而言之，電動汽車是一個非常先進的技術，而且對于電動汽車的需求也越來越大，所以說人們對于電動汽車充電的研究也日益增加，為了能夠讓電動汽車的性能得到大大提升，從而能夠達到擴大生產的需要。通過對電流和系統(tǒng)的調整，從而達到預期效果，在頻率跟蹤的情況下，能夠解決因為諧振效率不同而引起不穩(wěn)定性，可以說通過這種方法能夠大大提升整體的安全性和充電的轉換效率，可以說是非常具有針對性的策略。

參考文獻

[1] 梁營玉，劉建政，許杏桃，等.電動汽車充電站諧波治理方案[J].電力電子技術，2015，49（7）：44-46.

[2] 劉闖，李偉，孫佳俊.一種應用于電動汽車快速充電站的高頻隔離雙級功率變換器[J].電網技術，2017，41（5）：1636-1643.

[3] 張濤.LLC全橋變換器電動汽車充電機設計[J].電氣技術，2018，19（8）：164-167.

[4] 迪姆科·米什科夫斯基，謝爾登·威廉姆森，岳文姣.基于感應電能傳輸技術的光伏充電站的建模與仿真研究[J].智能建筑電氣技術，2017，11（3）：95-97.