《能量雙向饋動的電動汽車無線充放電系統關鍵技術研究》是依託東南大學，由譚林林擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：能量雙向饋動的電動汽車無線充放電系統關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：譚林林
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
電動汽車無線充放電技術是電動汽車充放電領域的研究熱點之一。本項目擬以磁耦合諧振式無線電能傳輸技術為基礎，結合電動汽車充放電特性，圍繞能量雙向拾取與推送變換、系統最佳化與控制等關鍵問題開展研究。其中針對能量的雙向拾取與推送問題，提出一種對等拓撲的解決方案，構建能量動態分配模型，實現能量雙向拾取與推送的一體化設計；針對雙向耦合器件容偏率低的問題，研究並提出一種新型雙向耦合器，有效提高系統的容偏率與轉換效率；針對電池充放電過程中阻抗動態變化問題，提出一種電池等效阻抗的動態監測與匹配方法；針對能量收發端協調控制困難問題，利用前後端系統間的約束關係，建立系統觀測模型，並給出相應控制策略。本項目的研究將有利於解決電動汽車能量無線雙向饋送中的關鍵問題，實現電動汽車與電網能量的無線雙向高效饋送，從而有效的推動電動汽車無線充放電技術的發展，為電動汽車與電網的有效互動提供新的解決思路，提高與電網的互動能力。
結題摘要
能量雙向饋動的無線電能傳輸技術，簡稱雙向無線電能傳輸技術（Bidirectional Wireless Power Transfer, BD-WPT），是無線能量傳輸技術領域的一個重要分支和研究熱點之一。它不僅具有無線電能傳輸技術便捷、靈活的充電優點，而且還能夠實現電能在“源”與“荷”之間自由流動，在電動汽車與電網能量無線互動場合具有廣闊的套用前景。 本項目對雙向無線電能傳輸系統開展的研究包括以下幾個方面： （1）提出一種基於對稱拓撲的能量雙向拾取與推送系統架構及電路實現方法，並採用移相調壓法控制兩側H橋變換器的出口電壓幅值，實現能量從電網側到電池側的雙向柔性傳輸； （2）建立了雙向無線電能傳輸系統的電氣模型、等效電路模型和相應的數學模型，在推導雙向無線電能傳輸系統的傳輸功率、傳輸效率理論表達式的基礎上，深入挖掘傳輸功率和傳輸效率的影響因素，從傳輸功率、傳輸效率、效率剛性和線圈偏移等角度對比研究LC和LCL等諧振拓撲模型的雙向無線電能傳輸系統，研究表明LCL諧振拓撲相較於LC諧振拓撲可提高系統的整體性能； （3）對多個能量單元同時接入的雙向無線電能傳輸系統進行了分析，以“零無功”為基本原則，提出採用“電壓—相位”複合控制策略實現能量在多個能量單元之間的靈活流動。在推導不同能量傳輸方向下系統的傳輸功率和傳輸效率表達式的基礎上，以傳輸效率最優為目標，對系統能量互動點的選取作了理論研究； （4）提出採用探測線圈監測初、次兩側電壓比和相位等系統關鍵參數的方法，設計了一種可以套用於電池負載的恆流-恆壓無線電能傳輸系統，並給出了相應的控制策略及系統參數設計流程； （5）針對電動汽車無線充放電系統所存在的能量發射與接收裝置水平偏移問題，提出一種具有高容偏率的能量雙向電磁耦合器的設計方法； （6）搭建了一套3kW實驗驗證平台，在鉛酸電池和鋰電池性等不同電池類型接入下能夠有效的實現能量的雙向饋送，傳輸距離不低於20cm，初步形成了一套能量雙向饋送系統的設計方法。
