关键词：电动汽车;;无线充电;;补偿电路拓扑
摘 要：电动汽车充电技术是电动汽车系统的重要组成部分,它又可以分为有线充电和无线充电两种主要的形式。无线充电相比有线充电布置更为灵活,安全性高,但原理相对复杂,成熟产品较少,大多数无线充电技术仍处于研发阶段。补偿电路是主流无线充电系统的结构中的关键组成部分,直接决定了无线充电系统的充电性能及效率。本文针对无线充电系统中典型补偿电路拓扑结构进行了深入的研究,从理论、仿真和实验几方面对对几种补偿电路的性能进行了分析。完成了典型补偿电路拓扑结构的理论分析。利用等效电路法对基本的补偿电路SS及两种混合补偿电路LCC和CLC进行了理论推导。分别计算了三种拓扑结构的效率,比较了不同结构的恒压恒流特点。搭建SS和LCC补偿电路的仿真模型,并进行了仿真研究。基于LTSPICE仿真模型,验证了两种补偿电路的工作特性,详细分析了两种补偿电路工作过程中主要元器件的电气应力,并针对LCC电路进行了其软开关特性的验证,为硬件系统的参数选型和设计奠定了基础。搭建了SS和LCC补偿电路的试验平台。基于Ansys maxwell有限元分析,确定了无线充电线圈的设计,选取高压MOSFET完成了无线充电逆变主回路的设计,根据仿真模型的结果,完成了两种补偿电路的硬件设计及系统功能的调试。完成了SS和LCC补偿电路的功能实验及实验结果的比较分析。分别实验测量了SS和LCC补偿电路下无线充电系统的效率及功率传输特性。实验结果表明,SS补偿电路拓扑结构简单,但器件电压应力高,很难实现高压应用,且无法实现ZVS;LCC补偿电路拓扑结构相对复杂,补偿电路参数调节相对困难,但器件电压应力低,且可以实现ZVS。
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