电动汽车无线充电系统DD型磁耦合机构研究与优化

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当前能源危机、全球升温和环境污染已成为影响世界未来发展的不确定性因素,凭借着节能、环境友好和维护方便等优点,电动汽车得到各国政府和消费者的推崇,电动汽车行业得到迅速发展。电动汽车无线充电技术是一套基于磁感应耦合、电力电子能量变换和控制技术的能量传输技术,可将电能便捷、高效和灵活地从电网向电动汽车车载电池组无线传输。作为实现能量无线传输关键部分的磁耦合机构对电动汽车无线充电系统的效率、功率传输能力、功率密度、体积、总质量和成本等具有显著的影响,其性能、设计和优化一直以来得到了广泛且深入的研究。本文重点分析和研究了用于电动汽车无线充电系统DD型磁耦合机构的优化设计方法,包括磁芯配置结构优化设计方案和线圈结构参数优化设计方案,有助于改善磁耦合机构设计和搭建过程中出现的耦合性能低、总质量大、成本高和体积大等问题。本文概述了无线电能传输技术的实现方式、电动汽车无线充电技术的工作原理、关键技术和相关汽车产品,详细分析了磁耦合机构的国内外研究现状;在对松耦合变压器等效电路模型分析的基础上,研究了双LCC谐振补偿网络的工作原理和网络特性;通过对DD型磁耦合机构磁芯配置结构和线圈结构参数进行分析,提出了DD型磁耦合机构优化设计方法,并按照该方法得到了最优磁芯配置结构和线圈结构参数,在其基础上搭建了优化的磁耦合机构实物,通过综合对比优化前后磁耦合机构的材料用量、总质量、成本、耦合性能、抗偏移能力和系统效率等证明了本文优化设计方法对DD型磁耦合机构的优化具有实用性和可行性。
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