《電動汽車移動式無線供電系統的定向能量傳輸研究》是依託天津大學，由張鎮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電動汽車移動式無線供電系統的定向能量傳輸研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張鎮
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
無線充電技術藉助空間軟介質取代有形介質實現能量的非接觸式傳輸，並為電動汽車提供了一種全新的能源補給方式。通過緩解對儲能電池的過度依賴，無線充電技術可促進電動汽車的大規模普及進而對可再生能源的廣泛套用有著重要的研究意義。針對當前亟待解決的多電動汽車無線供電系統的能量最優調度問題，本項目提出同頻感應磁場內多充電目標的定向式能量傳輸策略。以電磁感應耦合原理為切入點，分析電動汽車在行進工況下對路面無線供電系統性能的影響；研究同頻感應磁場內多充電目標的定向傳輸控制；從進一步最佳化定向傳輸的系統性能為出發點，提出基於虛擬阻抗的電路調節策略，從而補償頻率調節誘發的阻抗漂移對系統性能的影響；藉助三維電磁場仿真與硬體在環綜合實驗相結合的方法驗證有效性。同頻感應磁場的定向傳輸為能量最優管理提供了必要的技術基礎，提高了電動汽車移動式無線充電系統多目標充電調度的靈活性、能量傳輸的安全性及系統性能的可靠性。
結題摘要
電動汽車動態無線充電技術有助於緩解車輛對儲能電池的過度依賴，不僅可以有效地增長車輛的續航時間，而且對於減少廢舊電池對環境的危害有著重要的研究意義。但是，目前尚缺乏針對同一充電軌道內多車輛能量分配的研究，進而可能引發電動汽車動態無線充電系統能源利用率低，超負荷及能量安全等問題。因此，本課題提出同頻感應磁場內多充電目標的能量定向傳輸控制策略。根據上述研究背景，本課題主要研究內容包括：1.移動式無線充電系統的電路諧振對充電性能的影響：研究了負載移動速度、耦合係數、系統工作頻率及電路阻抗等因素對電路諧振及電能傳輸性能的影響；刻畫了電磁耦合式無線充電系統的工作頻率與諧振頻率之間偏移量對能量傳輸功率的量化關係。2.同頻感應磁場中多充電目標的定向式無線電能傳輸：研究了無線電能傳輸系統的頻率敏感特性，並揭示了在同頻感應磁場中創建定向能量傳輸通道的工作機制；針對高頻電路的阻抗調節提出一種新型的電路拓撲結構及控制方法。3.頻率調節誘發的系統阻抗漂移及補償策略：研究由頻率變化引起的對電動汽車移動式無線充電性能的暫態與穩態影響；提出基於電力電子控制的新型阻抗補償技術。圍繞上述研究內容，本課題取得的研究成果包括：1.分析了在負載移動工況下無線電能傳輸系統的電路諧振對充電性能的影響機制；2.研究了基於頻率調節的定向式無線電能傳輸控制策略；3.初步驗證了一種新型系統阻抗調節的電路拓撲及控制策略；4.項目取得總體情況如下：共發表期刊論文11篇；授權發明專利3項；培養畢業碩士4人，在讀碩士研究生3人；任職國際學術組織職位共6項。本課題的成果為實現多充電目標在同頻感應磁場中能量分配的關鍵技術，提高了電動汽車移動式無線充電系統多目標充電調度的靈活性、能量傳輸的安全性及系統性能的可靠性。
