超级电容观光车无线充电系统仿真及性能优化

《超级电容观光车无线充电系统仿真及性能优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文超级电容观光车无线充电系统仿真及性能优化SIMULATIONANDPERFORMANCEOPTIMIZATIONFORTHEWIRELESSCHARGINGSYSTEMINSUPERCAPACITORTOURISTVEHICLES梁立科哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM724学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文超级电容观光车无线充电系统仿真及性能优化硕士研究生：梁立科导师：朱春波教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月28日授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex:TM724U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSIMULATIONANDPERFORMANCEOPTIMIZATIONFORTHEWIRELESSCHARGINGSYSTEMINSUPERCAPACITORTOURISTVEHICLESCandidate：LiangLikeSupervisor：ZhuChunboAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InsrumentScienceandTechnologyAffili

3、ation：Dept.ofAutomaticTestandControlDateofDefence：June,27th,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着环境污染和化石燃料不断紧缺，电动汽车作为绿色交通工具越来越多的出现在人们的生活中。然而电动汽车的充电问题一直困扰着人们。本文设计系统采用无线充电方式为超级电容观光车充电，与传统的接触充电方式相比，无线充电方式更加安全、美观、操作简单。文中首先对系统进行了理论分析。基于互感耦合模型建立了超级电容无线充电系统

4、等效电路模型，推导了系统传输功率、传输效率和充电电流表达式。分析了超级电容电压对充电电流和Buck电路占空比的影响。推导了直流母线电压、互感值、Buck电路占空比和充电电流之间的内在联系。分析了互感值对系统传输效率和传输功率的影响。对于系统中存在的频率分叉问题，给出分叉频率和临界负载的计算方法。对于充电电流随超级电容电压改变的问题，采取了在副边增加Buck电路、PI控制占空比的策略实现恒流充电。然后对系统电路进行了仿真研究。基于仿真工具Pspice，分析了直流母线电压、超级电容电压、磁耦合机构互感值和Buck电路占空比对超级电容充电电流的影响。分析了谐振频率对充电电流的影响，研究

5、了工作频率对系统稳定性的影响。最后对系统频率分叉现象进行了仿真研究，分析了频率分叉对传输功率、效率和充电电流的影响。对磁耦合机构进行了仿真研究。基于有限元仿真软件，分析了不同平面磁芯结构对单个线圈电感值的影响，从提高线圈空间利用率的角度出发，给出了方形平板磁芯的优越性；对不同磁耦合机构下副边线圈偏移进行仿真，分析了偏移对于磁耦合机构自感、互感、耦合系数的影响；分析了方形平板磁芯线圈匝数和尺寸改变对磁耦合机构产生的影响；分析了原副边尺寸不对称结构对系统偏移能力的影响。文中最后给出了相关的实验数据，对理论分析和仿真分析进行验证。关键词：无线充电；超级电容；频率分叉；磁耦合机构优化设计

6、-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththeintensificationofeco-environmentproblemandtheshortageoffossilfuels,agrowingnumberofelectricvehiclesappearasgreenvehiclesinpeople'slives.However,thechargingproblemofelectricvehicleshastroubledpeopleforlong.Thispaperpresentsawirelesspowertransmissionsystemchargi

7、ngforsupercapacitortouristvehicles.Comparedwiththeconventionalcontactchargingsystem,thenewsystemismoresecure,beautiful,andconvenient.Firstly,theoreticalanalysisisconductedforthesystem.Basedonmutualinductancecouplingmodel,theequivalentcircuitm