1. 研究目的与意义(文献综述)
无线充电技术,是一种综合利用电力电子技术、磁场耦合技术和现代控制理论等,通过能量发送端和能量接收端之间的耦合磁场实现电能从静止电源系统向一个或多个移动用电设备的非电气直接接触电能传输的新技术。该技术实现了能量的无线传输,避免了导体连接部由于摩擦,腐蚀,和接触不良等原因造成的安全问题,特别适合应用于水下、易燃易爆等场合,具有很好的应用前景。而我的课题是针对电动汽车的无线充电。电动汽车相比较传统的汽车,有节能减排,保护环境的积极作用,所以发展电动汽车是非常有必要的。传统的充电桩充电,具有占用大量用地,充电桩的线和其外壳容易被腐蚀的缺点,所以发展无线充电是趋势。目前在国际上,宝马、丰田、奥迪等汽车公司已经开始研究无线充电技术。在2014年韩国铺设了一条长达12公里的无线充电了路段,实现了动态无线充电的技术,可以边开边充。相比于国外无线充电的技术成熟发展,国内研究无线充电技术的机构并不是很多,只有中兴、比亚大等在进行研究。其中中兴在2013年就开始研究了无线充电技术,并在2014年推出了较为成熟的方案和产品。虽然现在国内的技术没有国外成熟,但是国内已经在大力发展此项技术,进行了很深入的研究。相信,在接下来的几年里,国内的无线充电技术会发展的越来越好,技术越来越成熟,做出成熟的产品。
对于无线充电系统的数学建模,国内外研究的机构也很多。无线充电系统的建模和参数优化的意义重大。目标是为了更好地深入了解这个无线充电系统,数学模型可以帮助我们从数字的角度上去理解电路里各个部分的电流和电压随时间的变化情况,可以更好地去原理上去掌握无线充电系统。在2009年,奥克兰大学的li等人分析了ss拓扑结构的特点,研究出了输出功率和耦合系数的关系,以最大输出功率为目标,来优化耦合系数。在2010年南京航空航天大学的mao等人以系统频率稳定性为条件对系统的体积和结构,原边的电流等进行了一系列的优化设计,不过该方法的效率很低,参数优化结果的质量较差。同年浙江大学马皓等人设计了一种以电压传输特性的优化方法来设计系统参数,以电压传输比最大为目标,辅助仿真,研究负载品质因数、耦合系数、变压器有效匝数比、原副边的补偿电容等对电压传输比的影响。在2012年,重庆大学的孙越和赵志斌等人提出了非线性规划思想,和交流阻抗nlp模型、广义状态空间平均nlp模型、时域微分nlp模型、给予仿真的综合nlp模型,他的方法和思想比较好,但是计算和优化显得些许繁琐。
对于约束优化算法,在1969年,michigan等人提出了一种应用范围广、鲁邦性能强、优化新能强的一种全局优化算法,后来被归纳为一套模拟进化算法。它在问题求解、优化和搜索、机器学习、智能控制、模式识别等领域取得了很大的成功。2000 年美国的米凯利维茨、日本的玄光男等人分别详细论述了 ga 研究现状,中国的王小平等人(2002 年)、王凌(2004年)、熊信银等人(2004年)及雷英杰等人(2005年)分别著书研究了ga,自出现之日起ga一直是很多学者研究的热点。在2012年,重庆大学的孙越和赵志斌等人提出了罚函数法和多目标优化算法。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容:
(1) 集成lcc补偿网络拓扑结构的分析:集成的lcc补偿网络拓扑结构主要有四个特征:
a)通过集成化的设计,可以使得系统更紧凑,不至于笨重,不过集成带来的互感的影响也有存在的,比如系统的输入功率因数将减小,参数设计也会更加复杂,不过相比带来的优点,这些影响可以忽略。
3. 研究计划与安排
1-2周查阅相关文献资料;
3-4周撰写开题报告,
2016.3.20.前上传开题报告;每三周上传一次阶段性成果;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] li s, li w, deng j, et al. a double-sided lcc compensation network and its tuning method for wireless power transfer ieee transactions on vehicular technology [j]. 2014.
[2] [2] lu f, zhang h, hofmann h, et al. a double-sided lclc-compensated capacitive power transfer system for electric vehicle charging[j]. power electronics, ieee transactions on, 2015, 30(11): 6011-6014.
