采用超级电容的电动汽车动态充电拓扑结构研究

采用超级电容的电动汽车动态充电拓扑结构研究

电动汽车能够降低汽车对化石燃料的依赖，从而减轻对环境的影响。但是，在电动汽车充电时，始终存在充电时间较长的问题。由于传统的充电方法需要使用电缆连接，而电缆长时间使用产生的磨损可能引发漏电，因而造成充电过程不安全。为此，出现了动态充电技术，其是一种无线电能传输技术，能够实现在汽车行驶过程中进行充电，因而可消除充电时间较长的问题，同时解决电缆磨损引发的安全问题。感应电能传输（IPT）是实现电动汽车动态充电最具潜力的技术，因而引发了众多研究人员的注意。

基于IPT进行电动汽车动态充电时，首先通过初级线圈产生交变磁场，利用感应耦合原理在次级线圈中生成交变电流；之后利用逆变器将产生的交变电流转换成直流电存储在车载锂电池中。为了减小充电过程对车载锂电池产生的冲击，采用耦合超级电容的形式。利用超级电容较高的功率密度，实现对电能的缓冲，降低车载锂电池的充电速率。在进行车载锂电池、超级电容和逆变器的连接拓扑结构的设计时，共设计3种不同的拓扑结构（串联、并联、混联）。对3种不同的拓扑结构进行评价时，通过制造原型系统结合简单的比例积分控制器通过试验进行评价。试验结果显示，3种不同的拓扑结构均表现出缓冲充电电能的有效性，但是由于超级电容的增加会导致充电效率的下降，下一步将集中研究如何提高充电效率。

Steven Ruddell et al. 2016 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo(ITEC),Dearborn 27-29 June 2016.

编译：王祥