电动车不停车无线供电系统输出稳压控制-控制科学与工程专业论文.docxVIP

中文 中文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE VI 摘 要 随着社会经济的高速发展、能源需求的不断增加与环境污染的巨大压力，电动 车以低碳经济、节能、环保成为关注的焦点。电动车不停车无线供电技术利用无 线电能传输技术以非接触的方式为行驶中的电动车提供实时的电能供给，通过埋 在路面下的能量发射线圈阵列/导轨实现了电网电源灵活便捷、安全可靠地供给电 动车，使电动车少搭载甚至无需搭载电池组以减轻车身自重、提高电能补给的安 全性和便捷性、延长续航里程。作为一种新型的电能供给模式，电动车不停车无 线供电技术展现了良好的应用前景与巨大的市场潜力。本文主要研究了耦合机构 的偏移特性，就几何情况与空间偏移状况对互感参数的影响进行了系统的分析并 得出一些规律，以电动车不停车无线供电系统稳压输出为目标来对电动车行驶过 程中的电压波动进行控制。 论文首先介绍电动车不停车无线供电系统的工作原理、系统框架及技术需求， 阐述了电动车不停车无线供电技术的国内外研究现状及产业化发展。接着讨论了 电动车不停车无线供电系统的高频逆变技术及拓扑、电磁耦合机构、谐振补偿技 术与拾取及输出几个典型的关键技术。 其次，采用性能优良的电磁耦合机构可在一定程度上提高输出电压的稳定性， 因此，本文对耦合机构的偏移特性进行了研究，针对几种典型的耦合机构形式， 就几何情况与空间偏移状况对互感参数的影响进行了系统的分析。通过对几何形 状、尺寸与空间偏移对互感参数的影响进行计算和分析，得出几何情况与空间偏 移状况对互感参数影响的变化规律，寻求最优尺寸的电磁耦合机构使之对空间偏 移有一定的位置鲁棒性。 最后，对电动车不停车无线供电系统的车载端输出稳压问题进行了研究。电动 车在行驶过程中，车载端的拾取线圈和能量发射线圈/导轨的相对位置存在一定的 随机性和不确定性，会发生横向偏移或角度偏移，从而引起系统的互感参数发生 变化，进而导致车载端输出电压不稳定。本文对输出电压特性进行了分析，对电 动车不停车无线供电系统进行了建模，提出输出电压控制方法，使其适用于大范 围互感参数变化，并基于 Matlab 的 Simulink 仿真环境进行仿真验证，最后完成示 范系统的硬件设计，主要包括主电路和控制电路的设计，通过实验结果验证理论 的正确性和可行性。 关键词：电动车，不停车无线供电系统，偏移特性，稳压控制 英文摘 英文摘要 重庆大 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT With the rapid economic development, increasing energy demand and great environment pollution, electric vehicles have aroused more and more public attention because of its low carbon, energy saving and eco-friendly. Based on the technology of wireless power transfer, the dynamic wireless power supply system for electric vehicles realizes a real-time contactless power supply from underground coil array or track to electric vehicles flexibly and safely. With the assistance of such system, battery can be cut down or even can be removed in order to reduce the body weight, and the power supply will be more safety and convenient, also, the change will be extended. As a new type of power supply, the dynamic wireless power supply system for electric vehicles shows good application prospects and huge market potential, which is a growing trend of future development. This paper studies on the misalignment characteristics of the electromagn