电动汽车无线充电技术PPT课件

2020/5/25，1，电动汽车无线充电技术概述，组长：组员：曾金华，任远，迟浩，迈克，徐策，李，DSP课外研究课题，2020/5/25，2，主要内容，2020/5/25，3，电动汽车无线充电技术的研究背景，中国新能源汽车政策进程，2020/5/25，4、电动汽车无线充电技术研究背景，新能源汽车(乘用车、轻型商用车)示范推广补贴标准(万元/车)，2020/5/25，5，电动汽车无线充电技术研究背景，10米以上城市公共汽车示范推广补贴标准(万元/车)，2020/5/25，6，电动汽车无线充电技术的研究背景，传统汽车与纯电动汽车节能减排对比的研究背景，2020/5/25，7、燃料电池技术瓶颈：1。H2的制造、储存和运输问题。2.催化剂选择困难，成本太高。目前，纯电动汽车大多是发展中的电动汽车，电动汽车的研究背景和电动汽车的无线充电技术，2020/5/25，2020/8，电动汽车无线充电技术的研究背景，传统电动汽车的充电方式及其存在的问题，2020/5/25，2020/9，同时充电的车辆数量有限，室外有线充电堆脆弱，专用充电站建设占用大量土地。摘要：采用无线充电模式，电动汽车无线充电技术的研究背景，充电桩充电模式的不足及其解决方案，2020/5/25，10，电动汽车充电站和充电桩，电动汽车无线充电技术研究背景，2020/5/25，11，无线充电站，电动汽车无线充电技术研究背景，2020/5/25，12，无线充电停车场，电动汽车无线充电技术研究背景，2020/5/25，13、电动汽车无线充电技术的工作原理，无线充电的发展历史迈克尔法拉第在19世纪30年代发现，周围磁场的变化会在电线中产生电流。2.19世纪90年代，爱迪生光谱辐射能研究项目的助手尼古拉特斯拉提出了无线电力传输的想法。3.几年前，香港城市大学电子工程系的徐淑媛教授成功开发了“无线电池充电平台”。它要求产品与充电器接触。它主要利用近场电磁耦合原理。4.2007年，麻省理工学院的MarinSoljacic等人在无线电力传输方面取得了新的进展。他们点燃了一个60瓦的灯泡，电源离地面两米远。最近，几家公司生产了无线充电手机、mp3播放器和便携式电脑。2020/5/25，14、电动汽车无线充电技术的工作原理，无线传输，同频共振耦合现象，电流振荡：7 MHz范围：1米传输效率：80%，2020/5/25，15、电子产品充电，电动汽车无线充电技术的工作原理，松下产品，无线电源联盟，2020/5/25，16，电动汽车无线充电技术的工作原理，磁共振型，无线电波型，三种无线充电模式，2020/5/25，17、电磁感应式充电，电动汽车无线充电技术的工作原理，电磁感应初级线圈产生一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈时钟中产生一定电流，从而将能量从发射端传递到接收端，2020/5/25，18，电磁感应式充电系统及应用框图，电动汽车无线充电技术的工作原理，2020/5/25，19、无线电波充电和电动汽车无线充电技术的工作原理，基本原理类似于早期使用的晶体接收器，主要由微波发射装置和微波接收装置组成。如图所示，接收电路可以捕获从墙壁反弹回来的无线电波能量，并在随负载调整时保持稳定的DC电压。Powercast开发了一种接收设备，2020/5/25，21、磁场共振充电应用，电动汽车无线充电技术的工作原理，2020/5/25，22，三种充电模式的比较，2020/5/25，23、电动汽车无线充电系统的实际结构和原理图，电动汽车无线充电技术的工作原理，该系统由位于车外的主电路和位于车内的次级电路、整流器和驱动系统组成。通常在充电时，带有扁平铁芯的初级线圈，即耦合器，被手动插入次级铁芯的间隙中，以便能量可以从布置在底层的初级电路传递到电池。2020/5/25，24、电动汽车无线充电系统结构及原理图，电动汽车无线充电技术工作原理，2020/5/25，25日，电动汽车无线充电技术应用实例，感应充电观光巴士，韩国首尔一家游乐园试运行新型电车。这种有轨电车在铺有感应条的路面上行驶时，可以“无线”充电，这与传统有轨电车不同，传统有轨电车需要通过轨道或架空电线获得电力。2020/5/25，26岁的印度无线充电车(REVANXG)是电动汽车无线充电技术应用的一个例子，REVANXG是一款双门跑车，带玻璃车顶，最高时速为130公里，每次充电的连续行驶速度为200公里。该车预计将于2011年上市。2020/5/25，27、日产魔方电动车，电动车无线充电技术的应用实例，采用电磁感应方式，在供电线圈和受电线圈之间供电。一个受电线圈装置安装在车辆底盘上，另一个供电线圈装置安装在地面上。当电动车行驶到供电线圈装置时，受电线圈可以接收供电线圈的电流，从而给电池充电。目前，该套装置的额定输出功率为10kW，普通电动汽车可在7-8小时内完成充电。2020/5/25，28、电动汽车无线充电技术的应用实例、日本无线充电混合动力公交车、电磁感应式和供电线圈嵌入在充电平台的混凝土中。汽车安装在充电平台上后，当汽车线圈与电源线圈对齐(重叠)时，汽车仪表板上的指示灯将点亮，驾驶员按下充电按钮开始充电。2020/5/25，29，电动汽车无线充电技术的应用实例，日本无线充电混合总线结构，2020/5/25，基于电磁感应原理的非接触电能传输系统的分析与设计。新型感应耦合非接触电能传输系统主要由三大部分组成，即能量传输端、非接触变压器和能量接收端。系统结构如图1所示。能量传输端主要由整流滤波电路、高频逆变器和控制电路(调节逆变器频率和脉宽)组成。它的主要功能是产生交流电，并通过一个独立的电力变压器将其传输到能量接收器。能量接收端与变压器的次级相连，具有运动灵活的特点。能量接收端由输出整流滤波环节和控制电路组成，提供负载所需的电能。发射器和接收器相对独立(无机械和电气连接)，但磁场通过非接触式变压器的耦合具有能量相关性。当系统工作时，工频交流电在输入端被整流和滤波，然后由逆变器转换成高频交流电，提供给变压器的初级绕组。输入能量经变压器电感耦合后，次级端口输出高频电流，并根据负载的具体要求调整接收能量以满足负载的要求。2020/5/25，31、DSP课外研究课题，首先，在非接触电能传输系统中的拓扑选择中，高频变压器的一次和二次绕组是分开的，这导致了较大的漏电感，从而导致电路中较大的功率损耗、器件应力和开关损耗。为了解决这些问题，使用泄漏的谐振变换器被设计成，2020/5/25，32，2，非接触式变压器模型分析，2.1补偿前非接触式变压器模型分析，2020/5/25，33，2，补偿后的非接触式变压器模型分析，2.2对于普通变压器，由于初级和次级耦合更好，初级和次级漏电感都很小，可以忽略不计。从等式(3)可以看出，系统的电抗分量很小，并且输出电压与负载无关。然而，对于非接触式变压器，由于空气间隙大、耦合差以及初级和次级漏电感大，系统的输出电压和输出功率相应降低。为了提高系统的传输性能和效率，可以对次级进行补偿。具体方法包括二次串联电容补偿和并联电容补偿。图4示出了次级串联电容器补偿电路。2020/5/25，34、DSP课外研究课题，以上是一般分析，如果用于串联谐振半桥变换器电路，还应考虑开关管的初级串联谐振电容和寄生电容。2020/5/25，35、非接触式变压器设计，非接触式变压器设计是系统设计的核心部分。经过一次谐振和二次补偿，解决了一次和二次漏电感对系统功率传输的影响。系统次级的输出仅与初级的电压和匝数比有关。(1)非接触感应输电系统中松耦合变压器铁心材料的选择一般有以下要求：高磁导率；(2)具有小矫顽力的窄磁滞回线；(3)电阻率较高；足够的饱和磁感应强度；(5)磁损率应小；居里温度应更高。总的来说，铁氧体、铁镍软磁合金和非晶合金能够满足非接触感应输电系统对变压器铁心材料的要求。从性能上看，非晶合金的整体性能优于其他软磁材料，非晶合金中的铁基微晶是最好的磁性材料。(2)气隙尺寸气隙尺寸是影响松耦合变压器耦合系数的关键因素之一。在非接触感应输电系统中，应根据变压器气隙的大小和变化范围选择合适的变压器结构和工作状态，使变压器在规定的气隙变化范围内能够保证较小的耦合系数变化，保持较高的耦合系数，有利于系统的优化设计和效率的提高。2020/5/25，36，4。控制策略。普通半桥串联谐振ZVS变换器一般采用PFM控制策略。输出电压由光耦合器隔离，电压信号反馈给控制电路。控制电路根据反馈的电压信号调整其输出驱动信号的频率，从而改变开关管的导通，达到稳定输出电压的目的。然而，在电感耦合非接触电力传输系统中，初级和次级是完全分离的，这即使通过光耦合隔离也是不可接受的。此外，由于非接触电能传输系统的漏感较大，频率变化会对补偿效果产生很大影响。基于上述考虑，我们设计了一种新型的控制方案在初级侧固定控制信号的频率和导通角，实现初级开关管的ZVS软开关，并通过Buck型降压电路实现最佳补偿效果。次级采用脉宽调制控制的降压式降压电路来调节输出电压，以满足负载的需求。由于采用两级控