電動(dòng)汽車(chē)電池感應(yīng)充電系統(tǒng)的計(jì)算模型

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電動(dòng)汽車(chē)電池感應(yīng)充電系統(tǒng)的計(jì)算模型

研究了提高電能轉(zhuǎn)移到電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載電池存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率。在Matlab/Simulink中建立了用于電動(dòng)汽車(chē)電池充電的3kW單相電和22kW三相電的感應(yīng)充電系統(tǒng)（IPT）的計(jì)算模型，模型中采用鋰離子電池和雷諾Zoe充電器的技術(shù)規(guī)范。

IPT最重要的部分是其空芯變壓器，其為電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)載電池存儲(chǔ)系統(tǒng)提供最大的電能。然而，由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈存在相對(duì)較大的漏抗，存在弱耦合問(wèn)題（即效率低），因此電路的等效阻抗必須考慮漏抗。

研究結(jié)果表明，串-串（SS）電容補(bǔ)償有助于提高IPT變壓器的功率傳輸能力。在沒(méi)有電容補(bǔ)償時(shí)，最大功率傳輸效率為78.14%；在有電容補(bǔ)償時(shí)，最大功率傳輸效率為93.18%，比沒(méi)有電容補(bǔ)償時(shí)功率傳輸效率提高了15.04%。

根據(jù)IGBT原理，可將400V的直流電壓轉(zhuǎn)換提高到一個(gè)固定頻率為40kHz的交流電壓，因此初級(jí)線圈能夠產(chǎn)生更高頻率的電磁場(chǎng)并耦合到次級(jí)線圈。此外，為了保證最大功率轉(zhuǎn)移到鋰離子電池，模型中應(yīng)考慮SS電容補(bǔ)償。電池充電器單元包括不受控制的橋接器（UBR）和電容濾波器。該單元負(fù)責(zé)IPT和鋰離子電池充電之間的連接，UBR用于將高頻交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，而電容濾波器用于減少電壓的波動(dòng)。

通過(guò)仿真試驗(yàn)獲得的負(fù)荷電壓、負(fù)荷電流、電池的充電狀態(tài)和放電特性表明，計(jì)算模型能夠提供所需的電池的總電壓，驗(yàn)證了模型的有效性。

AOAneleetal.4th InternationalConference onMathematicalModeling in Physical Sciences（ICMSquare2015）IOPPublishing.

編譯：劉歡