电动汽车无线充电系统仿真与设计_秦奋.pdf

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1、电动汽车无线充电系统仿真与设计＊秦奋赵强苏成利（辽宁石油化工大学信息与控制工程学院抚顺１１３００１）摘要：针对现有有线充电方式的缺点，提出了电动汽车无线充电控制系统。采用耦合无线电能传输和三相交错式ＤＣ－ＤＣ变换器建立充电控制系统，在Ｐｓｐｉｃｅ环境下分析了无线能量传输系统特性，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下对充电控制系统进行了仿真，搭建了ＤＣ／ＤＣ变换电路，实现了蓄电池充放电控制系统的双闭环ＰＩ控制。通过对蓄电池充电过程、放电过程和ＰＩ控制电路仿真实验，验证了ＰＩ控制策略和三相交错并联技术的可行性和优越性。实验结果表明，该充电方案具有易实现

2、、充电快速的特点，使电动汽车蓄电池充放电过程更加的安全、稳定和高效。关键词：电动汽车；无线充电；仿真中图分类号：ＴＭ７２４ＴＮ９１９文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．１０ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｅｌｅｃｔｒｉｃａｕｔｏｍｏｂｉｌｅＱｉｎＦｅｎＺｈａｏＱｉａｎｇＳｕＣｈｅｎｇｌｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈ

3、ｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｗｉｒｅｄｃｈａｒｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．ＡｃｏｕｐｌｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｒｅｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｃｈａｒｇｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．ＩｎＰ－ｓｐｉｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｅｎｅｒｇｙｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ

4、ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｃｈａｒｇｅｃｏｎ－ｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＤＣ／ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｉｓｓｅｔｕｐｉｎＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ，ｗｈｉｃｈｅｎａｂｌｅｓｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄ－ｌｏｏｐＰＩｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｅａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｅｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｉｎｇｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＰＩｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙａｎｄｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｈａｖｅａｄｖ

5、ａｎｔａｇｅｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｈａｒｇｉｎｇｓｃｈｅｍｅｉｓｅａｓｙｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔ，ｆａｓｔｃｈａｒｇｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｍｏｒｅｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｈａｒｇｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ早，已经完成小规模实验阶段［６－７］。国内研究起步较晚，主１引言

6、要集中在高校，以理论研究为主。东南大学、哈尔滨工业大发展电动汽车是节能环保和低碳经济的需求，电动汽学、重庆大学、华南理工大学等高校在实验室实现了千瓦级车的充电环节至关重要［１］。国内外研究者对于蓄电池的研［８］的无线能量传输，并对系统传输效率与谐振频率、线圈自究重点大部分在蓄电池的充电方法上，而对于蓄电池充电身参数和距离等参数之间的关系进行了优化设计研究［９－１０］。控制方法研究的相对较少［２－３］。无线充电技术目前主要应为了弥补传统接触式充电方式的不安全、灵活性差等缺用于手机、牙刷、电脑等小型设备上，大多以感应式电能传点，设计了一种具有快速、安全、

7、节能的新型电动汽车无线充输为主，传输效率较低，距离较近。应用到电动汽车等大功电系统，实现充电系统和电动汽车的无物理接触的电连接，不率设备的电能传输上目前正处于实验研究阶段［４－５］，基于磁仅提高了充电系统的安全系数，更延长了蓄电池使用寿命。耦合无线电能传输的研究大多数都处于理论研究阶段。欧基于三相交错技术的蓄电池充放电优化控制技术，可以使电美、韩国、日本等国家对于电动汽车无线充电技术起步较动汽车蓄电池充放电过程更加的快速、稳定和高效。收稿日期：２０１４－０３＊基金项目：２０１３年国家级大学生创新创业训练计划（２０１３１０１４８０１９）项目中国科技核心

8、期刊国外电子测量技术—４５—发射线圈高频电压源Ｖ１以幅值为３１１Ｖ正弦波震２系统组成结构荡，因为电路中有储能