基于太阳能发电的智能电池充电系统的研究翻译

1 设计的一个高频电感耦合功率传输系统对电动汽车的电池充电1. 介绍在许多应用程序中 ,ICPT系统有几个优势在常规的能源传输技术使用连线和连接器 .例如 ,ICPT系统已经首选解决方案在危险的应用程序由于消除引发 -ng 和电击风险[1]. 这种系统的发展年代改善和更多的应用程序 , 它们是西装能够稳步增长 : 非接触电源为职业工具 [2], 在大型非接触的电池充电的空气间隙电动汽车 [3], 紧凑的电子设备 [4], 移动电话 [5] 和公共交通系统 [6]. 通常 , 一个 ICPT端由磁感应在专门建造的变压器 . 在这样的变压器 , 电感en-ergy 是转移到主镜通过空气 . 这是很常见的 ,rela-tively ICPT 系统都有一个大的分离的初级和中级 wind-ing 之间 ( 图 1). 因此 , 这些变压器的特点非常有别于常规变压器拥有的好之间的耦合绕组 . 由于庞大的蜿蜒的分离、 ICPT系统已经相对大型漏感和减少磁化变化 , 同时需要提供更大的 im-plies 磁化电流 . 所有这些特性使功率因数较低 . 在这两个国家主要和次要的方面显著降低工作效率系统的 . 改善 ICPT的行为系统几个研究已经开展了为了找到最好的办法功率因数补偿的 . 在 [7 、 8] 不同的补偿他们的福利方案 , 给出了 . 尽管这些研究的设计过程是不清楚的 . 在 [9] 一个设计过程提出了但是仍然存在着许多设计决好 , 取决于实际的情况下 , 这意味着设计过程需要发展的四个步骤 : 1. 确定最小电气需求 ( 电压双方和移交权力给负载 ). 2. 执行第一个理论研究 . 3. 模拟方法 . 4. 测试实验最后的方法 . 2 不同的研究考虑高距离主和二次侧像 5厘米 . 我们认为 , 对于酒吧—这可能过于 lic 运输短 , 此外 , 在这样的环境下 , 阳离子很难保持常数差距和完美的绕组对齐 . 所以 ,覆盖到这些问题 , 本文研究了的一个 200千瓦的迹象 ,35 厘米差距 ICPT系统和设计和测试的 5 kW实验室原型与 20厘米的气隙 . 模拟和测试这个原型 , 影响气隙的变化和系统上的偏差行为进行了研究 , 主要 espe -cially 效率的系统 . 有其他的问题 , 不包括在本文 , 应该可以调查 , 就像电磁排放的影响伙伴与 ICPT系统就能够辨别出 . 这些高频率的字段可能影响电子设备的电动汽车和一些屏蔽可能会被要求 . 2.ICPT理论模型功率传输能力的体系所 ICPT 耦合系数、 k[1] 给出的21LLMK21LL 的主要的自感系数和二级线圈互感系数对于改进负载的导电能力用合适的工作频率在电容器的选择上是必要的， C2充电负载最大 C1在这个频率，总阻抗的系统是纯电阻 , 所以当前在阶段电压源和需要提供最小的电能 .L 1、 L2是 self-inductance 的主要系数和二次线圈， M是互感 , 提高传输功率的负载 , 这是必要的包括电容器在两边 . 工人们的共振频率在二次选择适当的电容器 C2,权力转移到负荷最大 . 选择在一次侧的电容 C1在这个频率 , 总阻抗的3 系统是纯电阻性 , 因此当前在阶段电压源和需要传球 , 最低 明显的权力 . 如果串(SS) 补偿被选中 ( 即两个主要和二次相串联电容器各自的线圈 ), 主要的电容是独立于两个磁耦合和负荷（ 9） . 权力转移主要对二次已经被清理212202 IRMPL其中 20 是通常被选出来的主要和次要的共振频率2211011CLCL因此 , 电容值对于 C1和 C2是 : 12011LC22021LC得到理论价值为 L1、 L2 和 M的几何如图 2, 必须使用 : 给出了 L14 图 2. 原理实现的模型展示设计参数 . 并且给出了 L2 其中 R1和 R2 是等效半径的绕组 . 如果两个线圈有相同的尺寸 , 互感系数给出了5 考虑一个情形 , 主要的轨道是较长比二次提取（ L>>a）互感系数尽可能接近于线圈阻抗的标准可以用表示工作在二次谐振频率系统给出了 , 效率为了达到最大的效率其中? 0是该系统的共振频率 .(2) 式 . 显示更好的两个线圈之间的耦合 , 从而减少设计频率 . 一个频率因子 Kω 那边可以定义如下 : Kω 必须大于统一和应确定每一次转身组合以达到最佳的效率 . 一旦这个频率确定后 ,6 剩余的参数如图 3可以获得使用表情概括表 1. 3. 样机设计萨拉戈萨大学进行的一项研究对城市公共汽车能源的需求 , 建立常规模型表 1：表情来确定电性参数的值图 3. 方案的实施和理论模型参数 .公共汽车和 150千瓦额定功率和最大消费周期 109年代以来 , 随着两个加速度间隔和恢复精力在再生制动、消耗能量 7.9 MJ / 周期 . 能量回收制动期间会 750 kJ / 7 周期 , 因此 , 能量被转让两种连续的停车站会是 7.15 MJ / 周期 . 转会时期是设置为 35年代 , 所需的功率是 200千瓦 . 为了把系统安装公共汽车上 , 显示尺寸将 h = 0.35 米 ,d = 1.2 米 ,L = 4 米 , 一个= 1.2 米 . 输入电压 V1 = 540 V 和电动规格荷载是 PL = 200 千瓦 , 喷枪 = 500 V. 一旦参数相关的应用系统 ICPT 选择 , 第一个问题是计算剩余的参数 : 圈数和部分为每个缠绕、 共振频率和补偿电路 . 做这些计算 , 不同的方程确定 ICPT系统的行为( 表现在第二节 ) 已开始实施 , 在 Matlab 程序 . 该模型计算了共振频率、电容 C1和 C2,电压的电容 VC1,VC2,主要动力 P1、电力在路旁的 P2,主要的和次级电流 I1 和感应 , 效率 . 迭代过程如图 4进行优化找到参数优化效率 , 同时减少谐振电容的电压 . 这个过程开始于一个单一的转在两个小学二次绕组预定义的部分 . 其次 , 自我和使用 Eqs相互电感计算 .( 六 ) 、 (7) 、 (10) 和频率 , 就有可能转会要求的确定权力 .在那之后 , 电流密度是检查和部分如果需要增加 . 这个过程一直持续直到最大的圈数在每一个绕组考虑 . 最好的配置给所需的功率最低数量和操作频率铜下面指定的最大价值 . 结果在 200千瓦 ICPT系统综述如表 2 5 kW原型已经建成了测试的行为系统 , 尤其是当距离的变化和侧错位 . 气隙值设置到 20厘米和维度中显示图 2是 h = 0.2 米 ,d = 1.2 米 ,L = 4 米 , 一个 = 1.2 米 . 电力规格在载荷 PL = 5 kW、喷枪 = 60 v 最大允许的电流密度是 d2max d1max = = 4 A / 平方毫米 . 电力是固定的应用和电压调整充电电池设置由四 12 V元素 . 一旦力量和电压是集时 , 该等效负载电阻 R2 = 0.7287 X, 和二次吗电流感应 = 83.3 了 . 为原型 ,所得到的数量的线圈是 7在两个边和各部门的绕组在 S1 = 10 平方毫米的 S2 = 30 平方毫米 . 初始参数值表 1给出了一个和等效电路 . 在上述计算没有考虑那工作频率高 ,所以真正的阻值将不同的计算 .