电动汽车无线充电耦合机构金属异物检测方法研究

发布时间：2025-07-18 21:30

　　电动汽车无线充电技术因其安全、方便、环保等特点,正在逐渐受到人们的重视。无线充电技术在解决电动汽车接触式充电时间、维护、用地成本等问题上具有重要意义,有于电动汽车的推广使用。然而,目前无线充电技术均基于理想状态进行分析,当系统接收端与发射端线圈之间出现金属异物时,系统的参数将发生变化,这将对电能传输效率造成严重影响,甚至引起金属异物发热,造成安全隐患。因此,对耦合结构间混入的金属异物检测显得尤为重要。本文以混入金属异物的电动汽车无线充电系统作为研究对象,采用电磁场理论和有限元仿真对阵列式线圈检测方法进行研究。(1)基于电路和电磁场理论,从原理上分析了金属异物对无线电能传输系统影响。基于上述影响规律,提出阵列式线圈检测法,研究金属对检测线圈两端电压和功率的影响,并对检测系统拓扑电路进行理论分析。(2)基于有限元仿真,建立具有金属异物检测功能的无线电能传输系统计算模型。在研究金属对无线传能系统涡流损耗的基础上,从线圈形状、内直径和外直径角度对检测线圈进行优化,确定最优阵列式检测线圈模型。并将标准铝片、铜片和铁片引入系统中,得到三种金属对检测线圈端电压的影响规律。(3)按仿真等比例搭建无线充电...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１铁对无线电能传输系统的影响??Ｆｉｇ．?１－１?Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ?ｏｆ?ｉｒｏｎ?ｏｎ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｓｙｓｔｅ?

合线圈互感、谐振频率和输出功率的影响。搭建一套间距６０ｃｍ，频率为２．２ＭＨｚ??的无线电能传输系统，稱合线圈半径为２５ｃｍ。将４３ｃｍ＞＜４３ｃｍ的铁片放入系统的??各个位置，仿真和实验结果如图１－１所示，铁片介入会对互感、谐振频率、输出??功率均产生影响，且铁片距离耦合线圈越....

图１－２异物对传输效率影响??

?２０１５年，中国矿业大学团队［％分析了不同材质的异物对无线电能传输系统??传输效率的影响。如图１－２所示，搭建谐振频率为９．９ＭＨｚ，传输效率８５％的四??线圈无线电能传输系统，其中源线圈和负载线圈半径均为２５ｃｍ，发射和接收线??圈半径均为３０ｃｍ。将７０ｍｍｘ７０ｍｍｘｌｍ....

图1一4铜片对系统效率影响实验图

图１－５金属对无线电能传输系统影响图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ?ｏｎ?ｗｉｒｅｌｅｓｓ?ｐｏｗｅｒ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??２０１６年，天津工业大学杨庆新教授带领的工程电磁场课题组［２５］研究了金属??对无线电能传输系统的影响。从理论上研究金....

图１－７频率分裂图??

??谐振频率、传输效率和涡流损耗的影响。如图１－５所示，当金属靠近接收线圈时，??系统谐振频率偏移小，随着金属与发射线圈距离减小，系统工作频率出现上升趋??势；金属介入使传输效率下降，且随着金属从发射线圈移至接收线圈过程中，传??输效率经历从小变大再变小的过程，在耦合线圈中间附近....

本文编号：4057452