基于磁耦合谐振的汽车无线电能传输系统研究与设计

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1、硕士学位论文基于磁耦合谐振的汽车无线电能传输系统研究与设计MagnetCoupledResonantAutomotiveWirelessPowerTransmissionSystemResearchandDesign作者：孙志峰导师：丁恩杰教授中国矿业大学二〇一五年六月中图分类号TM64学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于磁耦合谐振的汽车无线电能传输系统研究与设计MagnetCoupledResonantAutomotiveWirelessPowerTransmissionSystemResearchandDesign作者孙志峰导师丁恩杰

2、教授申请学位工学硕士培养单位信息与电气工程学院学科专业信息与通信工程研究方向无线电能传输答辩委员会主席张申教授评阅人二〇一五年六月论文审阅认定书研究生在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢经过三年的研究和学习，研究生生活即将结束。由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。

3、在这里首先要感谢我的导师丁恩杰教授。本论文是在丁恩杰教授的悉心指导下完成的。丁恩杰教授渊博的专业知识，严谨的治学态度，他不仅传授我研究科学问题的方法与技巧，也教给我许多做人的道理。从入学后第一次见面时的谆谆教导，再到后来学习中生活中的每一次关心和帮助，每每想起，心中无不充满感激。衷心感谢信电学院的全体授课教师，研究生三年中他们在专业知识和理论方面对我的培养及在结果分析测试过程中的热忱帮助!难忘同学情，这三年中我们朝夕相处一路走来。三年的研究生生活是我人生中重要的转折点，也是我人生的重要财富。我不仅得到了同学的诸多帮助，而且从同学身上学到许多闪光的东西。尤其感谢赵

4、端师兄、吴静然师姐、叶雷师兄、孟晓松师姐、蒋龙娇师姐、横条条师姐在学习上给予我无私帮助，和在生活中帮助我的同学李论、刘欢、薛慧、王龙、王桃、王文娟、王存、张雷、乔欣、李欣和安瑞师妹，也祝愿大家在以后的工作生活中更上一层楼。衷心感谢所有在我成长的道路上给予我关怀和帮助的友人。同时要对我的家人致以最深情的敬意，他们用无私的爱给予我默默的关心和支持。是他们给我撑起一片蓝天，使我能够安安心心地进行学习和研究。最后祝他们生活安康！最后，感谢参加论文审阅和答辩的专家们，感谢你们抽出宝贵的时间为我提出宝贵的意见。摘要我国已拥有超过1亿辆汽车，并以每年超2000万辆的速度快速增

5、加，对能源供应和环境保护带来巨大挑战，发展电动汽车、混动汽车等新能源汽车已成为共识，如何提供具有简便、快捷、安全等特点的汽车充电方案也成为重中之重，而飞速发展的无线电能传输技术则是有效的解决方法之一。该文将磁耦合谐振式无线电能传输技术应用于汽车无线充电，以固定传输距离和固定谐振频率下提高系统效率为目标，研究磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输特性并设计无线电能传输系统。该文首先从电、磁场的角度分析磁耦合谐振式无线电能传输技术的基本原理，诠释了高频和补偿电容的重要性，然后建立两谐振系统的电路模型，通过分析系统传输特性并结合汽车无线充电的需求，提出了改进电路--SSS

6、S型四谐振线圈电路结构，对其传输特性的分析得出固定传输距离和固定谐振频率时提高系统效率的设计原则，依据此原则设计了四谐振线圈的参数。由优化设计的四谐振线圈的参数制作了各个谐振线圈，完成了试验平台的搭建，验证了固定传输距离和固定谐振频率时提高传输效率应遵循的设计原则，并研究了负载功率、传输效率、高频激励有效输出功率、MOS管损耗功率和高频激励效率随传输距离变化的特性。在传输距离为20cm，谐振频率为500KHz时，遵循设计原则的系统传输效率为41.88%，比不符合此原则的系统传输效率高出一倍，同时在标准高频激励的条件下，系统的传输效率可提升至62.6%。实验表明，

7、高品质因数的谐振线圈和高效率、高品质、低输出阻抗的高频激励是固定传输距离和固定谐振频率时磁耦合谐振式无线电能传输系统实现高系统效率的关键。关键字：磁耦合谐振；固定传输距离；固定谐振频率；系统效率；汽车无线充电IAbstractChinaalreadyhasmorethan100millioncars,and20millionperyeartoincreaserapidlywhichhasbroughtgreatchallengesinenergysupplyandenvironmentalprotection.Developingelectricvehicles

8、,hybridvehic