基于互感穩(wěn)定性提升的電動汽車無線充電研究

摘要：針對采用磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)的動態(tài)電動汽車無線充電過程中，汽車底部的能量接收線圈在直線行駛和轉(zhuǎn)彎過程中發(fā)生的互感跌落、互感波動率增大的問題，提出一種源自BP（Bipolar Pad）線圈結(jié)構(gòu)的改良式接收線圈，從而達(dá)到平穩(wěn)接收互感，增強(qiáng)無線傳輸過程中穩(wěn)定性的目的。該改良式線圈通過雙線圈分別貼合軌道內(nèi)外徑的方式解決了傳統(tǒng)BP線圈因解耦而造成的正對耦合有效面積的減少，并利用Ansys/Maxwell軟件進(jìn)行仿真尋優(yōu)，得到補(bǔ)償線圈的合理設(shè)計(jì)位置及相對大小。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，無論在汽車轉(zhuǎn)彎還是直線行駛過程中，新型接收線圈均可以在一定程度上抑制互感波動，增強(qiáng)接收互感數(shù)值。互感波動率優(yōu)化峰值為5. 1%，互感接收情況較傳統(tǒng)BP線圈最大提升28.7%。

關(guān)鍵詞：動態(tài)無線充電；互感跌落；彎道互感；BP線圈

中圖分類號：TP17：TM724 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

電動汽車無線充電可分為動態(tài)與靜態(tài)無線充電兩大類。雖然我國動態(tài)無線充電研究起步較晚，但在近幾年也取得了許多研究成果。2016年重慶大學(xué)與南方電網(wǎng)合作建設(shè)完成國內(nèi)第1條動態(tài)無線供電統(tǒng)示范線路，線路長100 m，最大輸出功率為30 kW，效率達(dá)到了75％ - 90％。2018年宋貝貝為解決傳統(tǒng)動態(tài)無線充電過程中單相耦合機(jī)構(gòu)輸出功率脈動大的缺點(diǎn)，提出了一種新型的三相I型耦合機(jī)構(gòu)。2018年Li等提出了一種基于DIPT（Dynamic Inductive Power Transfer）的單相接收機(jī)三相逆變器，優(yōu)化了該結(jié)構(gòu)存在的功率波動問題，使最終的系統(tǒng)效率達(dá)到了93. 41%。2020年李沖等提出了一種單發(fā)射雙接收的耦合系統(tǒng)控制策略，通過計(jì)算占空比的方式影響了接收側(cè)電路的控制速度，使整個系統(tǒng)的反應(yīng)速度大大提升。……