关键词：无线充电;;电动汽车;;功率因数校正;;高频逆变;;谐振补偿
摘 要：在石油资源稀缺和大气污染问题日渐严重的现状下,电动汽车作为传统燃油汽车的代替品,具有非常好的发展前景。电动汽车与传统燃油汽车相比,具有污染小、功耗少的突出优点,电动汽车是绿色经济之路的必须选择。电动车的充电方式主要分为有线充电和无线充电两种。目前,电动汽车有线充电的研究已经相当成熟,很多公司研发的快速的有线充电设备都已经实现量产,并得到了广泛的应用。但是,有线充电也存在很多无法避免的缺点,如装置易磨损,人接触充电枪存在触电风险等。而无线充电避免了有线充电的上述不足。目前,无线充电方式已经成为国内外研究的热点,因此,本文对电动汽车无线充电装置进行了设计。本文首先对电动汽车无线充电装置整体结构进行了介绍,同时,提出了发射线圈侧的整流部分、逆变部分以及接收线圈侧的谐振补偿部分以及DC-DC部分的电路拓扑结构,并对工作原理进行了分析。其次,对电动汽车无线充电装置进行了电路设计。其中包括:整流滤波部分器件选型,PFC、BUCK电路硬件设计及其电流电压双闭环控制器的设计;设计了高频逆变电路,并对功率模块以及门极隔离驱动模块器件进行选型;对谐振补偿电路以及接收线圈侧的DC-DC硬件电路进行设计;设计了负载辨识算法。接着,在MATLAB/Simulink中建立了一个完整的无线充电装置的电路仿真模型。该模型包含了发射线圈侧的整流滤波、PFC、BUCK、高频逆变以及接收线圈侧的谐振补偿、整流以及DC-DC等模块,仿真验证了各部分电路的输入与输出的关系。最后,本文对无线充电装置搭建了实验样机,在实验中对逆变电路和控制器的控制策略进行了调试。实验结果表明理论分析和仿真结果的一致性。本设计为无线充电技术在电动汽车上的应用奠定了基础。
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