检索结果-内蒙古大学图书馆

实验技术与管理 2025年第1期42卷 75-81页

作者：闻枫郭家琪江岩赵新铭杨飞裴文杰南京理工大学自动化学院江苏南京210094

电动汽车无线充电需要将部分线缆埋在地下,线缆绝缘层老化会使绝缘层绝缘强度降低,从而造成电气设备故障、损坏甚至引起火灾。为实现对线缆的在线绝缘监测,该文建立了电动汽车无线充电网络绝缘监测模型,在双极性电压注入条件下,提出基... 详细信息

电动汽车无线充电需要将部分线缆埋在地下,线缆绝缘层老化会使绝缘层绝缘强度降低,从而造成电气设备故障、损坏甚至引起火灾。为实现对线缆的在线绝缘监测,该文建立了电动汽车无线充电网络绝缘监测模型,在双极性电压注入条件下,提出基于矢量计算的绝缘监测方法,通过基于傅里叶分解的幅值相位矢量计算方法实时计算出线缆绝缘电阻和对地电容的值,并在此基础上提出基于变周期注入提高计算精度的方法。最后通过实验对该绝缘监测方法进行了验证,测试了对地电容从0~342μF、绝缘电阻从1 kΩ~5 MΩ的不同组合,所有组合的计算误差都小于20%,能够达到要求的计算精度。

关键词：电动汽车无线充电绝缘监测傅里叶分解矢量计算

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电动汽车无线充电输出功率波动控制仿真

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计算机仿真 2025年第1期42卷 133-136,349页

作者：仇保春蔡炯炯黄宇浙江科技学院自动化与电气工程学院浙江杭州310023 成都理工大学工程技术学院四川成都614000

电动汽车无线充电输出功率波动控制性能过差会降低电动汽车无线充电传输效率和充电功率,为了提高输出功率稳定性,提出电动汽车无线充电输出功率波动控制方法。分析电动汽车无线充电装置各部位器件在一次充电过程中能够产生的等效电路参... 详细信息

电动汽车无线充电输出功率波动控制性能过差会降低电动汽车无线充电传输效率和充电功率,为了提高输出功率稳定性,提出电动汽车无线充电输出功率波动控制方法。分析电动汽车无线充电装置各部位器件在一次充电过程中能够产生的等效电路参数,建立电动汽车无线充电模型。分析导致模型输出功率波动的原因,获取能够实时展现功率输出特性及功率波动情况的等效电路输出功率表达式。参照动态解耦工作原理使电动汽车无线充电模型从耦合状态转变为解耦暂态,根据输出功率表达式提供的峰值输出功率,调节等效电路负载电流、负载电压及负载电阻,实现电动汽车无线充电输出功率波动控制。仿真结果表明,所提方法控制性能较好。

关键词：电动汽车无线充电耦合电磁场等效电路输出功率动态解耦控制

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电动汽车无线充电发展态势研究

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消费电子 2025年第4期 179-181页

作者：李灵捷上海图书馆(上海科学技术情报研究所)

随着电动汽车(Electric Vehicles,EV)市场的快速发展,充电基础设施的建设需求也日益增长。传统有线充电方式存在连接不便、磨损较快等问题,无线充电(又称无线电能传输,Wireless Power Transfer,WPT)技术因其无需物理连接的优势,成为近... 详细信息

随着电动汽车(Electric Vehicles,EV)市场的快速发展,充电基础设施的建设需求也日益增长。传统有线充电方式存在连接不便、磨损较快等问题,无线充电(又称无线电能传输,Wireless Power Transfer,WPT)技术因其无需物理连接的优势,成为近年来的研究热点。本文旨在综合分析EV WPT技术的发展态势,探讨其技术分类、市场规模、主要机构研究现状、标准现状及技术应用,揭示EV WPT领域的关键挑战,并提出发展展望,以期为EV WPT的未来发展提供思路和参考。

关键词：电动汽车无线充电 EV WPT 新能源汽车

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电动汽车无线充电磁耦合机构互操作性评价与提升技术研究

电动汽车无线充电磁耦合机构互操作性评价与提升技术研究

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作者：杨光哈尔滨工业大学

学位级别：博士

电动汽车无线充电（Wireless electric vehicle charging,WEVC）技术因其安全性好、便捷度高等优点而蓬勃发展。不同类型无线充电产品之间的互操作性是影响技术普及的重要因素。互操作性指不同地面设备和车载设备匹配时系统以规定效率... 详细信息

电动汽车无线充电（Wireless electric vehicle charging,WEVC）技术因其安全性好、便捷度高等优点而蓬勃发展。不同类型无线充电产品之间的互操作性是影响技术普及的重要因素。互操作性指不同地面设备和车载设备匹配时系统以规定效率输出额定功率的能力。作为能量传输的核心,磁耦合机构是实现互操作的关键,准确评价和提升其互操作性具有重要的理论意义和实用价值。相比于直接通过地面与车载产品匹配的功率效率评价互操作性的传统方法,以基准磁耦合机构为标尺,将产品互操作性评价转化为产品与基准磁耦合机构互操作性评价是提升评价标准化的有效手段。然而,该技术目前面临基准磁耦合机构如何设计和校准、如何保证互操作性评价的全面性和准确性、如何增强不同类型磁耦合机构互操作性等问题。本文针对上述问题,以矩形磁耦合机构为例,从基准磁耦合机构设计方法、基准磁耦合机构等效性验证、互操作性评价方法、互操作性提升策略四方面开展研究。针对基准磁耦合机构设计问题,首先分析基准磁耦合机构的设计目标及约束条件。与一般磁耦合机构设计不同,基准磁耦合机构不要求某个指标最优,但需要在特定约束下实现多项指标相对优化,以保证设计方案的基准性。分别给出符合和超过现有国家标准功率等级的基准磁耦合机构设计约束条件及设计流程。选择耦合系数、总损耗和重量为设计目标,以国标WPT1/Z3功率等级为例提出可推广至不同功率等级的基准磁耦合机构设计方法。为改善设计中绕组、磁芯和铝板对输出特性的非线性影响难以定量分析的问题,一方面通过三维磁路建模的方法建立互感和耦合系数表征模型,另一方面提出基于镜像电流等效的含磁芯绕组损耗近似计算方法,在此基础上得到基准磁耦合机构损耗解析模型,揭示了最优设计参数来源,避免了设计中大量有限元仿真。实验证明设计方案分别实现耦合系数、损耗和总重量三项指标不同幅度优化,所提设计方法可为不同功率等级基准磁耦合机构的设计提供理论参考。针对参数不同的基准磁耦合机构等效性验证问题,本文分析基准磁耦合机构之间等效性的内涵,研究得到等效性可通过与国家标准磁耦合机构互操作时的输出一致验证。在此基础上定义基础互感特征值CFMI,提出基于CFMI的地面发射设备与国标等效性验证方法及其判据,接收端的等效性验证可对称处理。研究了使用量规设备测量基础互感值并计算CFMI的方法,以解决磁参数不易测量的问题。以WPT1/Z3为例,为提升标准偏移范围内基础互感被测值和国标值相对变化量的一致性,对量规设备结构参数进行了设计,提出一种基于PCB线圈的简化量规设备。实验表明所提验证方法及量规设备可有效验证磁耦合机构发射端用于互操作性评价时与国家标准的等效性。针对现有互操作性评价方法评价判据不全面、评价结果准确性低等问题,本文引入表征系统谐振特性和负载特性的失谐因子与负载因子,提出基于双因子的端口阻抗评价法。建立双因子与系统功率、效率和电流限值的数学关系,基于国家标准限值确定可互操作的双因子区域及其边界函数,进一步得到基于双因子的互操作性评价判据。针对阻抗测量时高频信号相位差测量误差较大的问题,提出基于功率正交分解算法的高精度阻抗计算方法,以输入功率正交分量代替相位差测量值,进一步提升评价结果的准确性。实验证明所提方法有助于提升端口阻抗法的阻抗计算精度和互操作性评价的准确性。在上述研究基础上,针对不同类型磁耦合机构互操作时功率、效率严重下降的问题,研究基于磁通调控的互操作性提升策略。对于产品线圈类型固定的应用场合,以应用最广泛的矩形和DD型磁耦合机构为例,提出一种发射端位置自适应匹配方法,通过输入电流判断发射端位置,设计扰动观测算法引导发射端移动至磁通高效耦合区,保证互操作时的能效特性。对于产品线圈可自由设计的应用场合,提出一种双线圈交叠式可重构发射端和基于最优电流比的功率效率协同控制策略。根据接收端类型和位置调控磁通幅值与方向,使发射端在国标偏移范围内与不同接收端互操作时始终以最优效率输出额定功率。

关键词：电动汽车无线充电互操作性磁耦合机构等效性验证端口阻抗

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基于毫米波雷达的电动汽车无线充电运动异物检测与跟踪

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电工技术学报 2023年第2期38卷 297-308页

作者：田勇杨昊胡超田劲东深圳大学物理与光电工程学院深圳518060 中兴新能源科技有限公司深圳518133

电动汽车无线充电系统的一次线圈和二次线圈之间存在大空间气隙以及高强度磁场,可能对进入充电区域的生物体造成电磁伤害。因此,系统需要配备可靠、灵敏的生物体检测装置,以便在生物体侵入保护区域时及时降低或关闭充电功率。该文研究... 详细信息

电动汽车无线充电系统的一次线圈和二次线圈之间存在大空间气隙以及高强度磁场,可能对进入充电区域的生物体造成电磁伤害。因此,系统需要配备可靠、灵敏的生物体检测装置,以便在生物体侵入保护区域时及时降低或关闭充电功率。该文研究一种基于77GHz毫米波雷达并结合卡尔曼滤波和数据关联算法的运动异物检测方法,首先通过调频连续波雷达测量运动异物的速度、距离和角度;其次融合卡尔曼滤波、目标聚类和数据关联算法实现多目标运动异物的轨迹跟踪。仿真和实验结果表明,该方法能够高精度地测量运动异物的位置和速度,并具备相邻多目标检测和跟踪能力。

关键词：电动汽车无线充电生物体检测毫米波雷达卡尔曼滤波轨迹跟踪

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电动汽车无线充电异物检测与对位系统研究

电动汽车无线充电异物检测与对位系统研究

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作者：李云鹏石家庄铁道大学

学位级别：硕士

根据最新统计,截至2018年7月,全国机动车的保有量达到3.19亿辆。其中电动汽车只有199万辆,传统燃油机动车达3.17亿辆,大量的尾气排放严重污染空气,对燃油的巨大消耗加速了不可再生能源的枯竭。因此,电动汽车作为最新的发展方向而备受人... 详细信息

根据最新统计,截至2018年7月,全国机动车的保有量达到3.19亿辆。其中电动汽车只有199万辆,传统燃油机动车达3.17亿辆,大量的尾气排放严重污染空气,对燃油的巨大消耗加速了不可再生能源的枯竭。因此,电动汽车作为最新的发展方向而备受人们的关注。电动汽车的充电方式包括有线充电和无线充电两种方式,如今前者已经发展的相对成熟,因此也暴漏出了一些局限性,例如必须使用输电线连接才可实现充电,恶劣天气下充电容易发生漏电等问题,这些对于无线充电来说恰恰可以避免。电动汽车无线充电的实现运用了磁耦合谐振无线电能传输技术原理。这种技术可以避免带有高压的输电线频繁扯动带来的不便,也避免了漏电的发生。但是,无线充电还是存在一些诸如传输功率和效率过低的技术难题,因此,对电动汽车无线充电系统传输特性、安全问题以及车辆停车充电位置纠正的研究具有重要的意义。本论文研究的具体内容如下:(1)由于电动汽车无线充电的过程中,发射线圈与接收线圈之间的耦合系数是影响无线充电效率的重要因素之一。车主进行泊车充电的时候很难通过自己的感觉实现发射线圈与接收线圈的精准对位,从而很难得到最大的耦合系数,使得无线充电快速有效的进行。本文设计了一套定位装置,装置中的检测模块采集设置在充电车位附近永磁铁的磁信号,上传到上位机实时显示强度的变化,方便驾驶员进行快速有效的充电。(2)针对电动汽车在无线充电过程中可能混入金属异物的情况,本文分析了金属异物置于无线充电系统能量传输区域时对无线充电系统参数及效率的影响。研究中使用有限元仿真软件建立了电动汽车无线充电系统平面盘式螺旋线圈3D电磁场仿真模型,通过理论分析和有限元仿真结合的方式研究了不同尺寸、不同材质的金属异物对无线能量传输系统的电磁场参数以及效率的影响,并进行了实验验证。研究结果表明,金属混入系统可能会产生涡流效应和磁效应,磁效应和涡流效应会对无线充电系统参数产生不同的影响,降低系统效率;受影响程度与金属的尺寸和位置密切相关。此外,金属的涡流效应会产生涡流损耗并导致温升,对充电系统有极大的安全隐患。(3)针对金属异物对无线充电的影响,设计了一套利用OpenCV实现的视觉识别方法,通过固定摄像头对检测区域实时图像的采集,并传输到云平台进行存储,方便远程监测中心及时的抓包图像。然后完成感兴趣区域的分割提取、异物检测和特征值提取,同时针对光照等外界干扰引起的错误识别问题,对大量的样本进行了训练学习,提高了异物检测的准确率。

关键词：电动汽车无线充电金属异物检测有限元分析线圈定位

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电动汽车无线充电抗偏移研究

电动汽车无线充电抗偏移研究

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作者：郭丕凤长江大学

学位级别：硕士

近年来,随着无人驾驶汽车的发展和5G技术的到来,无线充电技术在充电的便利性、无接触性及续航能力等方面占据优势,可大力解决电动汽车电池的续航问题。因此电动汽车无线充电技术前景光明,可解决有线充电频繁的插拔问题,但是电动汽车无... 详细信息

近年来,随着无人驾驶汽车的发展和5G技术的到来,无线充电技术在充电的便利性、无接触性及续航能力等方面占据优势,可大力解决电动汽车电池的续航问题。因此电动汽车无线充电技术前景光明,可解决有线充电频繁的插拔问题,但是电动汽车无线充电技术受驾驶人员的技术偏差,在停车充电时线圈可能会产生偏移。基于存在的偏移问题,本文将重点研究以及提供相适应的方案实现无线充电的抗偏移,从而稳定输出功率、提高传输效率以及降低电磁损耗。1.为了研究无线充电的电路拓扑抗偏移适应性,首先对四种基本的补偿拓扑进行了电路特性分析,并运用ADS仿真其电路输出特性,比较其在解决抗偏移问题上的优劣势。在此基础上提出了新型PS/S补偿拓扑,对提出的电路特性进行了理论分析并推导了输出功率与互感之间的关系,同时在逆变模块摒弃了传统了全桥电压源型逆变器,采用了易控制的推挽式逆变器。利用Simulink对新型补偿拓扑仿真其在抗偏移上的适应性,得到在不同负载下输出功率和传输效率与耦合系数之间的关系,验证提出的新型补偿拓扑对解决无线充电技术中的存在的偏移问题有利。2.针对耦合器首先分析了传统的圆形线盘和矩形线盘在抗偏移问题上的适应性,提出了新型的双H线盘机构,通过JMAG磁场仿真其在X、Y、Z三维方向上抗偏移时的磁场分布图,并在空载条件下得到双H线盘抗耦合系数k的适应性。3.在新型拓扑补偿及线盘的理论及仿真之后搭建了实验平台进行系统测试,在系统谐振频率固定90k Hz的情况下,经实验验证该无线充电系统可在偏移距离200mm的情况下,输出功率、电压及电流都能够在偏移范围内基本保持稳定。系统能够保持在额定输出功率150W左右,传输效率90%左右,并总结了仿真与实验数据的偏差范围,即验证了本文的无线充电系统在抗偏移问题上的适应性。

关键词：电动汽车无线充电 PS/S补偿拓扑双H型耦合线盘抗偏移

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电动汽车无线充电空间电磁场的安全分析及生物效应影响

电动汽车无线充电空间电磁场的安全分析及生物效应影响

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作者：高妍天津工业大学

学位级别：硕士

近年来电动汽车无线充电技术,基于无线电能传输技术原理,应用于新能源电气领域。现今其电磁环境安全问题成为国内外研究热点和推广应用的关键。本文针对电动汽车无线充电系统的电磁安全性及生物效应影响,进行以下研究。1.阐述国内外生... 详细信息

近年来电动汽车无线充电技术,基于无线电能传输技术原理,应用于新能源电气领域。现今其电磁环境安全问题成为国内外研究热点和推广应用的关键。本文针对电动汽车无线充电系统的电磁安全性及生物效应影响,进行以下研究。1.阐述国内外生物电磁场安全、电动汽车无线充电技术的电磁安全标准研究现状。将IEEE、GB8702、ICNIRP电磁安全标准,选取10MHz以内频段的电磁场进行对比总结。根据基本限值与导出限值,阐述了本文的人体外部和内部电磁暴露的计算分析方法及所采用的电磁场和热效应安全指标原理。2.构建电动汽车无线充电仿真系统,研究人体安全性。利用3Ds MAX建模软件构建了人体器官精细模型并简化有限元网格。将真实人体的电磁与物理热的特性参数赋予器官模型,在多物理场中实现生物传热与电磁能量耦合计算。在电动汽车无线充电系统频率85k Hz和功率7.7k W、11k W、22k W和33k W条件下,研究不同充电位置,铝板电屏蔽条件下的车内、车外空间人体的电磁暴露情况。3.制定了一套关于电动汽车无线充电环境中人体电磁暴露指标与安全距离的计算分析方法。以身体不同层面研究器官,计算充电环境中体内和体外的电磁场暴露。在近体表空间对应身体层面计算电场和磁场指标,以导出限值判定;计算身体层面的体内感应电场和电流密度指标,以基本限值判定,根据不同器官的安全性,限制更严格的安全距离。得到空间和体内电磁场的两种安全距离,并对比体内和体外暴露特性。最后计算安全距离位置内的比吸收率与温升是否安全。4.对应仿真系统设置条件,搭建电动汽车无线充电实验系统,并制定了一套关于人体在该充电环境的近体表电磁暴露测量方案。在充电时对应身体器官层面,在近体表空间选定电磁场测试点。实验结果测得不同空间位置的磁感应强度、电场强度分布,证实了仿真结果中导出限值指标与安全范围的正确性。5.在电动汽车无线充电实验平台搭建生物活体暴露实验。设置充电频率为40-60k Hz、功率33k W,测试位置的最大磁感应强度达到5m T,保证生物实验高于人体测试强度条件,研究小鼠器官的生物效应。综合结果表明:在本系统连续1,2,4周且每天2小时的暴露条件下用流式细胞仪和SPSS显著性分析法得到脾脏、淋巴指标无明显影响。在连续三个月且每天2小时的长时间暴露条件下:HE染色法处理组织器官切片,除睾丸和卵巢切片的腺体出现明显缩小影响,其余器官无明显影响;利用ELISA方法分析出生殖器官的性激素睾酮、孕酮水平虽有降低但符合健康的正常参考值。

关键词：电动汽车无线充电人体器官身体层面暴露分析多物理场耦合生物电磁暴露实验

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电动汽车无线充电S/SP补偿拓扑能效特性研究

电动汽车无线充电S/SP补偿拓扑能效特性研究

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作者：刘苗苗西安理工大学

学位级别：硕士

环境污染与能源短缺问题日益严重,电动汽车因其具有能源清洁、环境友好的优点使其得到世界各国的推广,但由于电池寿命与充电设施等条件限制,充电问题成为电动汽车普及的主要瓶颈。电动汽车采用的充电方式主要有有线充电和无线充电,相比... 详细信息

环境污染与能源短缺问题日益严重,电动汽车因其具有能源清洁、环境友好的优点使其得到世界各国的推广,但由于电池寿命与充电设施等条件限制,充电问题成为电动汽车普及的主要瓶颈。电动汽车采用的充电方式主要有有线充电和无线充电,相比于传统的有线充电,无线充电具有无机械损耗、运行安全、灵活便捷、占用空间小等优点,成为未来电动汽车充电方式的重要补充。本文基于感应耦合式无线电能传输技术研究电动汽车静态无线充电能效特性,主要进行以下研究工作:首先,分析了电动汽车无线充电原理,构建四种基本补偿拓扑及S/SP补偿拓扑T参数等效模型和等效互感模型,推导并对比分析各拓扑输出电压增益和输入相角特性,确定本课题采用S/SP补偿拓扑为电动汽车无线充电主电路拓扑,并建立电动汽车无线充电模型。其次,针对锂电池负载特性,构建了锂电池等效模型,设计了电动汽车无线充电两级控制策略,即原边侧采用频率跟踪控制策略,在变参数条件下使S/SP补偿拓扑始终工作在谐振角频率ω0处,实现高输出电压增益和输入相角为零,进而提高能效特性。副边侧采用Buck变换器电压电流双闭环控制策略,实现锂电池恒流恒压高效无线充电。再次,针对电动汽车无线充电在实际充电过程中引起的电路参数变化,采用控制变量法,并通过引入误差系数aa,通过a取不同值来反映电路参数变化。首先分析了原副边线圈漏感、激磁电感变化对S/SP补偿拓扑能效特性敏感度;其次针对实际无线充电装置中,补偿电容本身精度问题及松耦合变压器原副边线圈电感值测量不精确引起的匹配补偿电容存在的误差,分析了原副边补偿电容存在匹配误差对S/SP补偿拓扑能效特性敏感度。并在此基础上通过优化补偿电容参数,使松耦合变压器原副边线圈水平位置变化时实现额定功率传输,并且不增加副边补偿电容电压电流应力,使系统稳定运行。最后,构建无线充电实验平台。首先验证了蓄电池可实现恒流恒压充电;其次验证了电路参数变化对S/SP补偿拓扑输出电压和输出电流的影响;最后测定了补偿电容取不同值时输出功率和传输效率值,并利用描点法拟合输出功率和传输效率与误差系数之间的曲线图。实验验证了本课题理论分析的正确性和可行性。

关键词：电动汽车无线充电控制策略电路参数变化补偿电容参数优化

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电动汽车无线充电耦合机构电磁屏蔽设计与安全性研究

电动汽车无线充电耦合机构电磁屏蔽设计与安全性研究

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作者：杨凡长安大学

学位级别：硕士

在乘用车领域,电动汽车已经逐渐成为了发展绿色环保型社会的重要选择。为了满足电动汽车的续航里程以及缓解动力电池储存容量限制,电动汽车无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)逐渐受到了众多专家学者的关注和研究。但随之... 详细信息

在乘用车领域,电动汽车已经逐渐成为了发展绿色环保型社会的重要选择。为了满足电动汽车的续航里程以及缓解动力电池储存容量限制,电动汽车无线电能传输技术(Wireless Power Transfer,WPT)逐渐受到了众多专家学者的关注和研究。但随之也面临着诸多挑战,电动汽车无线充电系统磁耦合机构电磁安全性就是其中突出的问题。本文以电动汽车无线充电系统为研究对象,在保证耦合机构传输能效的前提下,探究大功率无线充电系统电磁屏蔽问题,通过理论计算、仿真分析、实验论证等方法对其展开研究。主要研究内容如下:(1)电动汽车无线充电系统组成与建模方法。针对电动汽车无线充电的建模方法与适用场景的匹配问题,提出基于多线圈的无线电能传输模型,研究对比电动汽车无线充电系统不同的建模方法,表明基于电路理论的建模方法更适合于本文耦合机构的设计;针对电动汽车无线充电的主要组成部分,提出系统设计步骤,奠定了无线充电实验平台的搭建基础;针对电动汽车无线充电补偿电路拓扑结构的多元复杂性问题,以经典补偿网络和复合型补偿网络为例,分析电路模型下电动汽车无线充电的传输特性;针对电动汽车无线充电电磁能量转化过程,提出给定激励源下空间任意一点磁场强度数值计算方法,考虑集肤效应,给出了在交流场下电流非均匀分布的阻抗矩阵计算式。(2)电动汽车无线充电基本磁耦合机构屏蔽层优化与设计方法。针对基本磁耦合机构的线圈结构参数选取问题,分析线圈物理结构对耦合系数、互感、自感以及磁感应强度分布的影响,结果表明单线圈拥有更高的耦合能力,组合线圈拥有更强的偏移能力;针对耦合机构的电磁安全性问题,设计了符合国标要求的带有电磁屏蔽效果的耦合机构模型,并计算能量损耗,结果表明在无线充电过程中约有80%的损耗在导体中产生;针对上述磁耦合机构传输能效问题,提出了磁耦合机构的优化目标与设计流程,综合考虑制造成本、空间占用体积、传输效率、环境磁场强度等指标,设计了一种优化的屏蔽磁耦合机构,搭建了从电网侧到车载侧的多级能量变换无线电能传输电路模型,结果表明,优化后的耦合机构屏蔽效果与抗偏移能力相对基本磁耦合机构更佳,系统传输效率达到86.2%。(3)电动汽车无线充电耦合机构电磁屏蔽特性与人体安全性研究。针对人体暴露于高频电磁场下的安全性问题,给出人体暴露在无线充电工作区域内的最低安全限值,将磁耦合机构屏蔽层划分为双层结构,分析不同屏蔽材料对耦合系数、传输效率以及周围电磁辐射的影响,优化双层屏蔽结构,选取铝板与锰锌铁氧体作为屏蔽层,其屏蔽性能既能满足国际标准要求,又不损失传输能效;针对电动汽车无线充电的车体屏蔽与人体组织受热效应问题,在考虑车体底盘的屏蔽效应与位置限制的前提下,引入与人体等高的人物模型,完成人体处于无线电能传输耦合空间不同位置与不同角度下的感应电流强度、比吸率与磁场强度评估,结果表明,站姿下脚踝部位受热效应影响最大,且仅有磁场强度在部分位置下会超过最低安全限值。(4)电动汽车无线充电实验平台搭建与耦合机构安全性测试。搭建额定功率为11k W,可满足多种充电需求的电动汽车无线充电实验平台,平台能够实现实验过程可视化、实验数据可测化、实验设备可控化等要求;根据实际场景需求,进行静态无线充电的空载、满载测试;验证无线充电线圈投切策略;针对无线充电实验平台在满足额定输出功率条件下的耦合机构周围环境磁感应强度变化与电磁屏蔽效果问题,对设备进行实地测量,测试结果与仿真实验相符;针对平台在偏移下传输能效变化问题,以接收线圈电流和传输效率为指标进行了偏移测试,表明在传输效率不低于80%的前提下,带有双层屏蔽结构的单线圈耦合机构最大抗偏移能力达到了13.1%。

关键词：无线电能传输电动汽车无线充电磁耦合机构电磁屏蔽人体安全性

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