【摘 要】
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由于充电桩接触式充电具有安全性较低和通用性较差等弊端,本文提出并设计了基于磁耦合共振原理的新能源汽车无线充电系统。主要研究内容为:第1.借助等效电路理论对SS结构的两
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由于充电桩接触式充电具有安全性较低和通用性较差等弊端,本文提出并设计了基于磁耦合共振原理的新能源汽车无线充电系统。主要研究内容为:第1.借助等效电路理论对SS结构的两线圈耦合共振进行分析。为减小负载阻抗对非接触充电特性的影响,提出并分析了四线圈耦合共振设计方案。利用Matlab和Air-Cored Coil Calculator对线圈直径和导线匝数的变化进行了仿真分析,为设计高品质因数线圈提供了依据。第2.构建了系统整体工作框图及充电流程图。硬件设计包括整流滤波、直流调压和高频逆变等电路,分别介绍了硬件电路的功能及选型,两端均选用桥式整流方式,发射端选用全桥可控逆变方式。第3.设计了电能发射端和接收端控制电路,对组成模块的功能和选型进行了分析。基于锁相环的发射端控制电路可反馈调节高频逆变电路MOS管的开通,实现逆变输出频率对线圈共振频率的自动跟踪。接收端控制电路通过BP神经网络算法和经典PI算法动态调节IGBT占空比,通过调节电压实现最大功率输出。第4.通过ANSYS Maxwell建立四线圈耦合共振模型,利用ANSYS Simplorer对四线圈耦合进行等效电路仿真分析,分别对无线充电距离、激励源频率、导线线径和线圈直径的变化进行了仿真,分析了以上因素对非接触充电效率及功率的影响。
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