电动汽车动态无线充电的充电通道设计

电动汽车动态无线充电的充电通道设计

电动汽车始终存在电池能量密度低、成本高和充电时间长等问题，而新兴的动态无线充电（DWC）技术能够很好发解决这些问题。DWC技术能够在电动汽车行驶过程中，在无电缆连接的情况下直接给电动汽车充电，因而能够减小车载电池的体积和减轻其质量。常用的DWC技术包含电磁辐射式、电磁谐振式和电磁感应耦合式3种充电模式。随着电动汽车控制系统、多媒体系统等电子系统数量的增加以及对电动汽车动力性要求的增加，电动汽车对电能的需求也随之增加。因而，能够实现近距离大功率电能传输的电磁感应耦合式DWC技术得到了关注。

在实现电磁感应耦合式DWC时，通常需要搭建充电通道，即在电动汽车行驶路面上铺设通有高频交流电的初级线圈。常用的铺设方式有两种：①采用尺寸大于次级线圈的初级线圈，并沿汽车行驶方向铺设，称为延伸式充电通道；②采用尺寸等于次级线圈的初级线圈，并沿汽车行驶方向的垂向铺设，称为集中式充电通道。

目前，对延伸式充电通道的研究已经较为全面，如韩国科学技术院（KAIST）开发的“OLEV”标准充电通道。对集中式充电通道的研究较少，还没有开发出标准的原型充电通道。设计集中式充电通道的关键在于确定初级线圈的结构。通过建立圆形、方形和双D（DD）形3种不同结构初级线圈的电磁耦合模型，并采用JMAG软件利用有限元方法（FEM）分析3种初级线圈的电能传输性能，得出采用DD形结构初级线圈进行集中式充电通道设计可获得良好效果的结论。

刊名：IEEE Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2016年第63期

作者：Giuseppe Buja

编译：李臣