内河船无线充电系统仿真分析

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1、内河船无线充电系统仿真分析高洁吴建国南通理工学院电气与能源学院摘要：考虑将较先进的大功率无线充电技术运到电动船充电，建立内河船只无线充电系统数学模型，运用MATLAB仿真技术，模拟该无线充电系统一般情况，及系统出现意外情况时的处理，将模糊PID与分段控制技术相结合，提高充电系统稳定性以及应对某些故障的自适应能力。从理论上论证了内河船无线充电系统的可行性。关键词：无线充电;内河船;模糊PID;作者简介：高洁（1983-），女，讲师，工程师，硕士，主要研究方向为自动控制、无线充电技术等；作者简介：吴建国（1955-），

2、男，博士，教授，硕士生导师，研究方向为复杂对象的智能控制、嵌入式技术应用等。基金：市级课题GY12015024基于无线充电的内河船纯电推技术研究TheSimulationAnalysisofUsingWirelessChargingSystemonInlandRiverShipAbstract：Frominstallingtheadvancedhigh-powerwirelesschargingtechnologyintotheelectricboatcharging,themathematicalmodeloft

3、heriverboatswirelesschargingsystemisestablished,theMATLABemulationtechnologyisusedtoSimulatcthegeneralsituationofthewirelesschargingsystemandthedispositionofunforeseencircumstances,andthefuzzyPIDandsegmentcontroltechnologyareintegratedforimprovingthestabilityo

4、fthechargingsystemandtheabilityofprocessingdamage.Thefeasibilityofusingwirelesschargingsystemoninlandrivershipisdemonstrated.Keyword：wirelesscharging;riverboat;fu^zyPTD;1背景及研究基础我国是个能源消耗大国，同时环境污染也愈来愈严重。电驱动与传统的燃油驱动相比，具有以下优点：（1）电能可以用多种能源来产生，来源广；（2）工作环境柔和，噪音小；（3）零

5、排放，对环境无污染。由此既可以解决耗能问题又可以有效抑制环境污染，所以电驱动这几年受到广泛关注。目前，电驱动在汽车动力方面得到广泛运用，并逐步推广。对于我国，耗能大、污染大的交通工具乂何止汽车?船作为重要的交通工具，我国约有17万余艘、5500多万载重吨的内河船舶承担着繁重的运输任务。公交车可以改成电动的，功率与其类似的内河船是否可以进行类似的改造呢？在电动船方面，口本走在了前面，口本东京海洋大学制造的电动船，是由锂电池驱动的。原理与插入式电动车相似，具备快速充电的特性，充电三十分钟能在高速环节中行驶四十分钟以上。

6、该电动船长10m,宽2.3m,电动机功率25kW,电池容量18kWh,定员12人。从船体容积和运营成木来看，较原有柴油驱动的小型内河船相比，容量变大口成本减小一半，同吋没有燃油，没有因燃油消耗带來的空气污染，也不会发生对河流的污染。当然电动船性能还有很高的提升空间。目前许多国家的相关技术人员正对电动船纯电推系统进行优化，并规划未来电网及充电点布局，使快速充电电动船更具量产和实用价值。[1]要体现电动船的价值，还有一个问题必须解决，那就是充电。和公交车不同，它在水上，如通过电缆充电，一方面电缆拖拉麻烦，另一方面岸台面

7、积不能同时满足多艘内河船同时充电。面对这样的情况，可考虑用比较前沿的无线充电技术。这一技术在手机、小功率电器、小汽车、大巴车等方而有所运用。2016年中兴公司对此投入了很大的人力和财力，并在多个公交线路上得到实践。这也给内河船无线充电带来了新的希望。经过调研认为：当船靠岸吋，为节约能源，可由岸电供能。对于岸电的要求，小型船一般3-15千瓦，较大型的35-70千瓦。在岸电功率为15千瓦以下时，小型船只可以正常充电，较大型的可以对所用电器供电或进行缓慢的充电。当岸电功率超过35千瓦，就可对较大型船只进行正常充电（同时船

8、载设备可以正常运行），35千瓦时充电电流100A.DC,70千瓦时充电电流可达200A.DC。此次设计以小型船为例，模拟岸电5千瓦，电压380V,目标电压100V,模拟时间O.Olso对于电动船充电而言，充电设备必须具备大功率、高效率、工作稳定可靠等特点。从控制科学的角度来看，电动船充电设备属于电力电子整流逆变设备，是一个离散的非线性控制系统。常用的常规PI