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电动汽车动态无线充电系统效率优化控制策略研究
| 论文题名： | 电动汽车动态无线充电系统效率优化控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;动态无线充电系统;优化控制;DC/DC电路 |
| 摘要： | 近年来，随着电动汽车的广泛应用，使用者对其续航能力、充电设备的高效性以及安全性都有了更高的要求。在这样的背景下，电动汽车动态无线充电技术由于安全可靠且能够提高电动汽车续航能力，得到了大力发展。本文对基于磁耦合原理的动态无线充电系统进行了深入的研究，包括其工作原理分析，系统设计以及系统效率优化。主要研究内容如下： 介绍动态无线充电系统结构，对其工作原理进行总体分析。对所采用的双矩形线圈进行参数设计和ANSYS Maxwell仿真。分析基于LCC补偿网络的谐振电路工作原理，设计LCC电路参数保证逆变器的MOSFET实现软开关从而提高系统的可靠性和工作效率。对发射端逆变电路、接收端整流电路、DC/DC电路进行工作原理分析、元器件选型和参数设计以确保系统的可靠运行。 分析动态无线充电系统中谐振电路、接收端DC/DC电路、接收端整流电路和发射端逆变电路这四个模块的损耗，并对各个模块进行损耗建模。最后，综合系统的损耗模型并运用MATLAB计算出系统效率曲线，为之后效率优化控制策略的设计奠定基础。 对接收端DC/DC电路进行平均状态方程建模和小信号建模并分析其伯德图，在此基础上进行双闭环PI控制算法的设计。通过分析系统特性，提出基于耦合因子变化跟踪的效率优化控制策略。并在MATLAB中通过理论分析验证了所设计的效率优化控制策略对于系统功率和效率有显著的提升。 最后在PLECS上进行系统仿真，并在实验样机上进行实验测试，包括逆变器输出信号测试、动态实验测试和系统效率测试。测试结果表明，所设计系统逆变器MOSFET实现了软开关，运用效率优化控制策略后系统工作功率和效率均得到了提升。因此，所设计系统具有很高的可靠性，并完成了效率优化的目标。 |
| 作者： | 黄子毅 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 张立炎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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