电动汽车电池感应充电系统的计算模型



电动汽车电池感应充电系统的计算模型

研究了提高电能转移到电动汽车的车载电池存储系统的效率。在Matlab/Simulink中建立了用于电动汽车电池充电的3kW单相电和22kW三相电的感应充电系统（IPT）的计算模型，模型中采用锂离子电池和雷诺Zoe充电器的技术规范。

IPT最重要的部分是其空芯变压器，其为电动汽车的车载电池存储系统提供最大的电能。然而，由于初级线圈和次级线圈存在相对较大的漏抗，存在弱耦合问题（即效率低），因此电路的等效阻抗必须考虑漏抗。

研究结果表明，串-串（SS）电容补偿有助于提高IPT变压器的功率传输能力。在没有电容补偿时，最大功率传输效率为78.14%；在有电容补偿时，最大功率传输效率为93.18%，比没有电容补偿时功率传输效率提高了15.04%。

根据IGBT原理，可将400V的直流电压转换提高到一个固定频率为40kHz的交流电压，因此初级线圈能够产生更高频率的电磁场并耦合到次级线圈。此外，为了保证最大功率转移到锂离子电池，模型中应考虑SS电容补偿。电池充电器单元包括不受控制的桥接器（UBR）和电容滤波器。该单元负责IPT和锂离子电池充电之间的连接，UBR用于将高频交流电压转换为直流电压，而电容滤波器用于减少电压的波动。

通过仿真试验获得的负荷电压、负荷电流、电池的充电状态和放电特性表明，计算模型能够提供所需的电池的总电压，验证了模型的有效性。

AOAneleetal.4th InternationalConference onMathematicalModeling in Physical Sciences（ICMSquare2015）IOPPublishing.

编译：刘欢