国产精品久久久久久久久久东京,亚洲视频免费播放,少妇人妻精品一区二区三区视频,日韩一级品

好房網(wǎng)

網(wǎng)站首頁 行業(yè)快訊 > 正文

今日更新無線電能傳輸(無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題)

2022-05-13 19:13:18 行業(yè)快訊 來源:
導讀 目前大家應該是對無線電能傳輸(無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題)比較感興趣的,所以今天好房網(wǎng)小編CC就來為大家整理了一些關(guān)于無
目前大家應該是對無線電能傳輸(無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題)比較感興趣的,所以今天好房網(wǎng)小編CC就來為大家整理了一些關(guān)于無線電能傳輸(無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題)方面的相關(guān)知識來分享給大家,希望大家會喜歡哦。

無線電能傳輸(無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題)

自美國MIT研究團隊于2007年公開發(fā)表對無線電能傳輸技術(shù)的研究成果以來,國內(nèi)外專家學者從科學問題和關(guān)鍵技術(shù)兩方面進行了廣泛且深入的研究。伴隨著難點問題的突破,無線輸電作為一種新型電能傳輸方式所輻射的領(lǐng)域不斷增多。

省部共建電工裝備可靠性與智能化國家重點實驗室(河北工業(yè)大學)、天津工業(yè)大學天津市電工電能新技術(shù)重點實驗室的研究人員薛明、楊慶新、章鵬程、郭建武、李陽、張獻,在2021年第8期《電工技術(shù)學報》上撰文,首先對無線電能傳輸技術(shù)的分類和組成進行簡要介紹;其次著眼于國內(nèi)外10余年來,該技術(shù)在家用電子設備、智能家居、醫(yī)療器件、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、水下探測設備、交通和航天八大領(lǐng)域的應用,重點闡述該技術(shù)的應用水平和目前在不同領(lǐng)域中存在的難點問題;再次從文獻和專利兩方面對比分析國內(nèi)外該技術(shù)的研究成果;最后總結(jié)了無線電能傳輸技術(shù)在各領(lǐng)域?qū)嶋H應用中的關(guān)鍵共性問題,并分析無線電能傳輸技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

自從人類學會用電,便與電密不可分。如今,人們生活中電氣化程度越來越高,電能的應用越來越多。傳統(tǒng)電能傳輸普遍采用金屬導線和電纜線等傳輸介質(zhì),其在電力傳輸過程中不可避免地會產(chǎn)生傳輸損耗、線路老化、尖端放電等問題,從而為一些易燃、易爆場景的供電設計帶來困擾。

無線電能傳輸作為一種新型的電能傳輸方式有效地避免了“不宜、不易”使用導線供電場景中的諸多弊端,提高了供電方法的自由度,拓展了人們對電能傳輸方法的想象。

經(jīng)過多年發(fā)展,無線電能傳輸技術(shù)在家用電子設備、智能家居、醫(yī)療設備、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、水下探測設備、交通和航空航天八大領(lǐng)域快速應用,并正向更廣泛的領(lǐng)域滲透,部分技術(shù)研究成果已成功實現(xiàn)產(chǎn)品化與產(chǎn)業(yè)化。

無線電能傳輸技術(shù)簡介

無線電能傳輸技術(shù)(Wireless Power Transfer Technology, WPTT)于19世紀中后期首次被著名的電氣工程師尼古拉?特斯拉提出,它是一種借助于空間無形軟介質(zhì)(如電場、磁場、聲波等)將電能由電源端傳遞至用電設備的一種傳輸模式。這種傳輸方式與傳統(tǒng)利用電纜線輸送電能的方式相比更加安全、便捷和可靠,被認為是能源傳輸和接入的一種革命性進步。

1 無線電能傳輸技術(shù)分類

隨著無線電能傳輸技術(shù)理論研究的深入與發(fā)展,科研工作者面向不同的應用場景和實際問題,不斷提出與無線電能傳輸技術(shù)相關(guān)的新名詞和新概念。本文通過查閱現(xiàn)有文獻資料,將無線電能傳輸技術(shù)按能量傳輸機理和能量收發(fā)端耦合空間位置變化兩種方式進行分類,圖1為無線電能傳輸技術(shù)分類框圖。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

圖1 無線電能傳輸技術(shù)分類框圖

2 磁耦合式無線電能傳輸系統(tǒng)簡介

目前無線電能傳輸方式中,理論研究較多且應用進程較快的主要為磁耦合無線電能方式。目前已有文獻資料從能量傳輸原理分類的角度對磁耦合無線電能傳輸系統(tǒng)構(gòu)成進行了詳細的介紹,本文從能量收發(fā)端耦合空間相對位置是否變化的角度進行闡述。

01 靜態(tài)無線充電系統(tǒng)

靜態(tài)無線充電系統(tǒng)以電磁場為原理,高頻電源、電磁耦合器、能量變換模塊和靜止負載為電能流通主路,集成檢測、通信、控制和保護電路,收發(fā)端依靠高頻電磁場實現(xiàn)為靜止負載充電。其應用主要包括電子設備、智能家居和醫(yī)療器件等功率需求較小以及電動汽車和工業(yè)機器人等大功率能量傳輸場景。圖2所示為電動汽車靜態(tài)無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

圖2 電動汽車靜態(tài)無線充電系統(tǒng)框圖

02 動態(tài)無線供電系統(tǒng)

動態(tài)無線供電系統(tǒng)是以電磁場為原理,高頻電源、電磁耦合器、能量變換模塊和移動負載為電能流通主路,集成檢測、傳感、通信、控制和保護電路,收發(fā)端依靠高頻動態(tài)電磁場實現(xiàn)為移動負載實時供電。

其與靜態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)相比,原理采用感應耦合與電磁諧振協(xié)同工作方式,最大差異在于電磁耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計、補償拓撲和控制策略方面,并且動態(tài)供電系統(tǒng)在系統(tǒng)復雜程度、技術(shù)成熟度以及建造經(jīng)濟性等方面均需要進一步提升。

該系統(tǒng)主要應用于高鐵列車、有軌電車和電動汽車等場景。如圖3所示為電動汽車動態(tài)無線供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。這種供電方式可保證移動受電體實時獲取電能,有效避免了電池續(xù)航能力弱和充電時間長的弊端,同時也極大地減輕了受電體的質(zhì)量。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

圖3 電動汽車動態(tài)無線供電示意圖

03 準動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)

準動態(tài)無線電能傳輸系統(tǒng)構(gòu)成與靜態(tài)無線充電系統(tǒng)類似,其技術(shù)成熟度介于靜態(tài)系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)之間,主要應用于移動受電體(有軌電車或電動汽車等)緩慢移動或短暫停車(如交通燈路口)時為車載儲能裝置充電。與傳統(tǒng)的動態(tài)無線傳輸系統(tǒng)相比,簡化了系統(tǒng)控制復雜性,降低了基礎設施成本,并能夠使發(fā)射端和接收端磁場耦合度高,從而實現(xiàn)能量高效傳輸。

無線電能傳輸技術(shù)應用水平與重點問題

隨著無線電能傳輸技術(shù)在諸多領(lǐng)域的快速應用,本文通過查閱10余年來國內(nèi)外研究成果,闡述了目前該技術(shù)在家用電子設備、智能家居、醫(yī)療設備、交通運輸、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、水下探測設備和航空航天八大領(lǐng)域的應用水平,并對各領(lǐng)域中待突破的難點問題進行了總結(jié),表1為該技術(shù)在不同應用領(lǐng)域?qū)Ρ确治觥?/p>

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

表1 本技術(shù)在不同應用領(lǐng)域?qū)Ρ确治?/p>

1 家用電子設備與智能家居領(lǐng)域

無線電能傳輸技術(shù)最早應用于電動牙刷、智能手表、MP3和手機等電子設備領(lǐng)域,其充電采用靜態(tài)感應式無線充電方式,由于電子設備的體積較小,線圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計、屏蔽方式和電能變換集成化芯片是主要研究方向。

目前,針對電子設備的小功率無線充電技術(shù)已經(jīng)成熟,充電標準主要采用無線充電聯(lián)盟(Power Matters Alliance, PMA)標準和Qi標準。無線充電產(chǎn)品中電能發(fā)射端與接收端尺寸在2~10cm,傳輸距離一般在mm級,并且硬件可通過軟件更新實現(xiàn)兼容。

可量產(chǎn)的線圈結(jié)構(gòu)包括HQ-S(單線圈)、HQ-D(雙線圈)、HQ-F(四線圈),以及HQ-O(16線圈)等,并且搭載了專用異物檢測線圈,可檢測直徑小于15mm的標準異物和任何金屬零件,其中,16線圈支持自由位置、15W快充和多設備同時充電。

此外,接收側(cè)采用的無線充電芯片可兼容多種無線充電標準,自動識別發(fā)射端充電協(xié)議。2019年,全球航空航天、國防等行業(yè)先進技術(shù)的主要供應商Astronics公司,宣布推出一款可用于商務飛機為乘客的智能手機和其他設備進行無線充電的充電器,這款15W的充電器已被空客、波音公司采用。航空客機搭載的無線充電模塊如圖4所示。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

圖4 航空客機搭載的無線充電模塊

感應式無線充電技術(shù),適合短距離無線充電,充電效率可達95%以上,但在空間自由度上存在劣勢。磁耦合諧振式充電在水平面積和充電垂直距離方面擁有更高的空間自由度,但是傳輸效率低、成本較高。

在智能家居領(lǐng)域,無線電能傳輸技術(shù)在產(chǎn)品的智能化中具有重要地位,它改變了傳統(tǒng)上通過插、拔電線使用電能的方式,改善了空間環(huán)境和用戶體驗,其主要采用靜態(tài)感應耦合方式實現(xiàn)無線充電。

針對感應式中功率等級下的具體應用場景,科研人員從不同角度進行了大量研究工作,在理論上取得了諸多可應用于產(chǎn)業(yè)化的成果。

海爾集團作為中功率等級下無線電能傳輸技術(shù)在智能家居領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化的領(lǐng)先者,近年來不斷推出了諸多可產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品。例如,2010年的世界首臺“無尾”電視、2012年的“無尾”廚電產(chǎn)品以及2016年推出的可用手機APP控制無線充電的衛(wèi)璽無尾智能馬桶蓋。

無線電能傳輸在智能家居領(lǐng)域具有巨大的前景,Wireless Power Consortium在2019年3月表明正在編寫其用于廚房電器的新無線電源標準Ki。此外,科研工作者正在研究采用微波無線供電方式同時給家庭中無線鼠標、手機、計算機、臺燈和加濕器等電器進行無線供電的技術(shù)。

綜上所述,目前無線電能傳輸技術(shù)在電子設備領(lǐng)域主要還是以靜態(tài)感應式供電系統(tǒng)為主,并已經(jīng)取得諸多可產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品,部分產(chǎn)品已經(jīng)進入電子商品市場,但具備高空間自由度的充電升級產(chǎn)品還需進一步研發(fā)。

在智能家居領(lǐng)域亦是由靜態(tài)感應式無線充電系統(tǒng)占據(jù)著主導地位,技術(shù)比較成熟,已經(jīng)具有商業(yè)化的能力,但由于存在家電負載功率等級跨度大、拾取端位置與負載功率需求隨機性大、效率要求高等問題,因而在研究中對工作頻率、原邊諧振電流及負載輸出電壓的近似恒定、效率優(yōu)化等方面還需進一步優(yōu)化。

2 醫(yī)療電子設備領(lǐng)域

無線電能傳輸技術(shù)應用于植入醫(yī)療器械,醫(yī)療傳感器如膠囊內(nèi)鏡等醫(yī)療電子設備領(lǐng)域,可有效解決患者利用手術(shù)更換電池蓄能的問題。

2003年,日本RF公司采用該技術(shù)研制出植入式內(nèi)窺鏡生物遙測系統(tǒng),以色列、韓國以及歐洲隨之相繼推出了相應的實物產(chǎn)品。2005年,日本的Masaya Watada與韓國的Y. Um提出了對人工心臟進行無線電能傳輸?shù)脑O想。

2008年,美國匹斯堡大學將無線電能傳輸技術(shù)應用于體內(nèi)植入器件,并在空氣、人體頭模型及豬活體中進行實驗研究。2013年,香港城市大學針對視網(wǎng)膜假體的應用中線圈失調(diào)引起的弱磁鏈將嚴重影響功率效率的問題,提出了一種新型的高偏差容差接收機結(jié)構(gòu)。

2017年,麻省理工學院科學家在已研制的采用外部來源進行無線充電的耳蝸植入物基礎上,提出采用中場耦合的新技術(shù),與近場耦合相比,工作頻率與耦合效率獲得較大提升,并通過實驗成功利用位于豬體外的發(fā)射器將電力傳送到位于豬食道、胃和結(jié)腸內(nèi)的三個接收器,傳輸?shù)碾娏λ椒謩e為35ìW、123ìW以及173ìW。

此外,馬來西亞大學提出了一種用于機器人膠囊內(nèi)窺鏡的優(yōu)化電感耦合WPT系統(tǒng)。印度浦那NBN Sinhgad提出了一種基于磁諧振耦合的可穿戴起搏器無線供電系統(tǒng)。清華大學提出了一種具有自動功率調(diào)節(jié)功能的植入式醫(yī)療設備的無線功率傳輸系統(tǒng)。

無線充電技術(shù)在醫(yī)療電子設備領(lǐng)域研究初期均采用靜態(tài)感應耦合方式,要求發(fā)射器和接收器距離較近,適用皮膚下方的植入物充電,而不適用于消化道深處的小型電子產(chǎn)品。

2014年,斯坦福大學研究院在美國《國家科學院學報》上發(fā)表了一種可以為植入人體內(nèi)的醫(yī)療器械進行無線充電的新技術(shù)。該技術(shù)可為僅有米粒大小的醫(yī)療電子設備進行充電,且能夠更“深入”地植入人體內(nèi),長久地獲得電能輸送,甚至不需要電池儲能,只需將電源靠近皮膚就能給體內(nèi)的設備供電,如圖5所示。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題

圖5 僅有米粒大小的醫(yī)療電子設備

2018年,Cambridge Consultants公司針對人體可植入設備充電提出了MagLense無線充電系統(tǒng)的概念,該系統(tǒng)具有形狀獨特的柔性線圈,能夠彎曲變形,適用于人體任意部位的植入設備。

綜上,目前無線電能傳輸技術(shù)在醫(yī)療電子設備領(lǐng)域,皮膚下方的植入物靜態(tài)感應方式無線充電比較成熟,消化道深處電子產(chǎn)品的靜態(tài)諧振方式無線充電還處在研究初期。該領(lǐng)域的研究難點在于不給生物組織造成損傷的安全功率范圍內(nèi),接收器尺寸微型化、電路結(jié)構(gòu)集成化、材料生物兼容性等問題。

3 交通運輸領(lǐng)域

近年來,以電能為動力來源的交通工具得到快速推廣,無線電能傳輸技術(shù)作為一種新興的電能傳輸方式,已成為國內(nèi)外科研機構(gòu)以及各大車企的研究熱點。其原理主要采用感應耦合式和磁耦合諧振式,兩種方式可在功率等級、系統(tǒng)損耗、傳輸距離等方面差異形成優(yōu)勢互補。

01 電動車輛

電動車輛應用無線電能傳輸技術(shù)蓄能,在靈活性和安全性等方面優(yōu)勢明顯,在一定程度上促進了電動車輛的發(fā)展。目前,對靜態(tài)無線充電與動態(tài)無線供電系統(tǒng),研究人員在理論研究和技術(shù)應用等方面取得諸多進展,但距離成熟可產(chǎn)業(yè)化推廣的采用無線蓄能的電動車輛依舊面臨巨大挑戰(zhàn)。

1)電磁耦合系統(tǒng)

在靜態(tài)無線充電和動態(tài)無線供電系統(tǒng)中,電磁耦合系統(tǒng)是決定整體能量傳輸效率的重要部分,它包括補償網(wǎng)絡拓撲、耦合線圈和電磁屏蔽三部分。

補償網(wǎng)絡拓撲由電感和電容元件的串聯(lián)或并聯(lián)組成,用來調(diào)節(jié)電磁耦合系統(tǒng)收發(fā)端參數(shù),使之與線圈電感發(fā)生諧振,從而減低無功、提高傳輸效率和改變傳輸特性等。

串串、串并、并并和并串是目前已有文獻中研究較多的四種拓撲結(jié)構(gòu),其中,串并/串諧振補償拓撲結(jié)構(gòu),在全負載范圍內(nèi)具備接收端輸出恒壓特性。一次側(cè)失諧的SS補償拓撲,具有較強的抗偏移能力且不存在輕載安全問題。

此外,在基本補償網(wǎng)絡基礎上衍生出一些具有更佳性能的補償網(wǎng)絡。LCL諧振補償網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)網(wǎng)絡參數(shù)可實現(xiàn)恒流充電模式與恒壓充電模式的自動切換,傳輸效率可達到92%。

在LCL拓撲網(wǎng)絡基礎上,衍生出了LCC拓撲,經(jīng)證明,雙邊LCC拓撲網(wǎng)絡可解決雙邊LCL拓撲網(wǎng)絡傳輸功率偏小和直流磁化等問題,并在雙向電動汽車無線充電應用中具有較強的適用性。有學者提出S/CLC補償拓撲可實現(xiàn)恒壓輸出、零輸入相位以及零電壓開關(guān),并且最大輸出功率不受耦合參數(shù)限制。

耦合線圈是實現(xiàn)能量傳輸?shù)暮诵脑?,在靜態(tài)充電系統(tǒng)中,基于能效最優(yōu)的耦合線圈材料、形狀、尺寸和匝數(shù)等參數(shù)優(yōu)化是目前已有文獻中主要的研究方向。

有學者選取利茲線繞制方形耦合線圈,并采用了Z型串聯(lián)結(jié)構(gòu),在最優(yōu)工作頻率為55kHz時,傳輸距離在8~15cm內(nèi),系統(tǒng)最高傳輸效率可達85%以上。

有學者則采用螺線管來繞制耦合線圈,并增加了耦合線圈的匝數(shù),其系統(tǒng)在7kW的功率等級,傳輸距離16cm下,效率可達98%。此外,有學者對DD型能量發(fā)射線圈,BBP、DDQ型能量接收線圈進行了研究。

與靜態(tài)充電相比,動態(tài)供電系統(tǒng)較為復雜,主要體現(xiàn)在發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)與工作線圈的切換。集中供電導軌和分段供電導軌結(jié)構(gòu)是目前發(fā)射端主要供電結(jié)構(gòu),前者根據(jù)磁心形狀線圈可繞成E型、U型、W型、I型、S型和dq型。

其中,E型、U型和W型是研究較早的三種結(jié)構(gòu),主要集中在傳輸參數(shù)的優(yōu)化;dq型雙向供電導軌結(jié)構(gòu)可有效解決受電體受電過程中的耦合系數(shù)為零的情形;I型和S型結(jié)構(gòu)為雙極性磁心,能量耦合路徑沿受電體移動方向,提高了橫向偏移容忍度和傳輸效率,同時在建造難度和經(jīng)濟成本方面具有優(yōu)勢。

分段供電導軌一般采用多線圈單元并行連接切換供電方式,可顯著降低系統(tǒng)損耗,但對檢測和控制系統(tǒng)的靈敏度、穩(wěn)定性和可靠性具有很高要求。有學者針對系統(tǒng)傳輸?shù)姆€(wěn)定性,提出了利用基于磁場強度檢測的接收端定位策略(測量周期為6ms,分辨率為5mGs)的分段導軌結(jié)構(gòu),與單初級繞組系統(tǒng)相比,功率提升25%,效率提升7%。

對于分段供電導軌的切換問題,學界從不同的方面進行研究,有學者針對分段式動態(tài)無線充電系統(tǒng)的原邊線圈鏈供電管理的需求,提出了一種基于副邊主動激勵的具有分散控制邏輯的接力方法,在實驗中,當原邊直流電源供給功率約為50W時,系統(tǒng)傳輸效率為72%。有學者則針對快速切換導軌時可能出現(xiàn)的過電流、過電壓等問題,提出一種基于能量自由振蕩模式的電動汽車無線供電導軌切換方法,實現(xiàn)了供電導軌的軟切換。

電磁耦合系統(tǒng)中的電磁屏蔽主要是將電磁能量交換路徑束縛在耦合線圈間,從而最大限度地減小漏磁,提高傳輸效率。

從屏蔽材料看,有學者通過有限元計算和實驗驗證了耦合機構(gòu)外加鐵氧體屏蔽后,傳能區(qū)域內(nèi)的磁場被約束在發(fā)射耦合機構(gòu)與接收耦合機構(gòu)之間,提高了傳輸效率,其設計的帶有鐵氧體屏蔽結(jié)構(gòu)的傳輸系統(tǒng)在傳輸距離為0.40m,軸向偏移0.3m,功率從200W增加到2 500W情況下,效率穩(wěn)定在80%左右。有學者提出了一種鐵磁性和非鐵磁性混合材料制成的屏蔽結(jié)構(gòu),其實驗傳輸系統(tǒng)在56kHz、傳輸距離6cm時,系統(tǒng)傳輸效率穩(wěn)定在72%,僅裝有鋁板的系統(tǒng)效率只有2%。

從屏蔽結(jié)構(gòu)看,有學者設計了一種拼接式的電磁屏蔽結(jié)構(gòu),與整體平面型相比具有更佳的屏蔽能力且易制造和安裝,采用該結(jié)構(gòu)的傳輸系統(tǒng)效率為90.94%,功率可達12969W。有學者提出在能量發(fā)射裝置水平側(cè)加屏蔽帶的屏蔽結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可有效降低電動汽車外部的電磁輻射,但整體結(jié)構(gòu)因渦流效應產(chǎn)生的熱量對系統(tǒng)影響較大。

從屏蔽方式來看,有學者提出一種無耦合單線圈產(chǎn)生抵消磁場主動屏蔽的方式,其系統(tǒng)在傳輸距離15cm時,系統(tǒng)效率高于85%。有學者同樣利用主動屏蔽的方式但創(chuàng)新性地提出了一種利用雙線圈和四個電容作為移相器的新型共振無功屏蔽,當采用雙線圈屏蔽時,與沒有屏蔽的情況相比,在地面以上0.15m處,總磁場大幅減小80%。

此外,與單線圈屏蔽相比,雙線圈屏蔽在離地0.15m處的總磁場減少最多70.4%。在此基礎上,有學者結(jié)合磁性材料的磁通路徑和抵消磁場主動屏蔽方式,提出一種組合方法來實現(xiàn)電磁屏蔽,實驗中在額定功率800W,無線線圈之間的間隙距離為30mm,無線功率傳輸效率為83%。

2)控制策略

系統(tǒng)魯棒控制策略研究是保證無線輸電系統(tǒng)可靠性、穩(wěn)定性和高效性的必然要求。目前系統(tǒng)控制方法可分為原邊控制、副邊控制和雙邊控制三種。原邊控制可實現(xiàn)控制原邊諧振電流簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)生恒定交變磁場實現(xiàn)輸出功率魯棒控制等。

有學者均對副邊控制策略展開研究,前者基于副邊DC-DC轉(zhuǎn)換器提出最大效率控制,提高了傳輸效率;后者基于副邊可控整流和滯后比較器實現(xiàn)了對輸出功率或最大效率的控制。雙邊控制可分為雙邊通信控制和雙邊無通信控制。

有學者將原副邊相結(jié)合,提出基于工作頻率調(diào)制和雙邊無線通信的閉環(huán)控制方法,實現(xiàn)對電池的無線充電。有學者提出無需雙邊通信的功率和最大效率雙參數(shù)同步控制方法,通過DC-DC變換器調(diào)節(jié)副邊等效交流阻抗以及搜索原邊輸入功率最小值,實現(xiàn)最大效率控制和輸出恒功率控制。

對于動態(tài)無線電能傳輸?shù)聂敯艨刂撇呗?,采用PI控制算法,控制參數(shù)一般通過極點配置法選取,較為簡單且易于實現(xiàn)。但是目前文獻資料中的建模與控制研究通常忽略電動汽車動態(tài)無線供電實際應用的復雜環(huán)境中的多種不確定擾動因素,因此研究面向?qū)嶋H應用工況的系統(tǒng)動態(tài)響應特性以及多參數(shù)擾動下快速魯棒控制器極其重要。

3)技術(shù)應用

電動車輛靜態(tài)無線充電技術(shù)已相對成熟,并且寶馬、奧迪、豐田、吉利等各大汽車產(chǎn)商已經(jīng)開始在電動車型上加載,見表2。此外,2019年11月,綠馳汽車宣布將在2020年推出搭載智能無線充電模塊的純電動SUV(內(nèi)部代號:綠馳M500)。

學術(shù)綜述:無線電能傳輸技術(shù)應用研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵問題


版權(quán)說明: 本文由用戶上傳,如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除!


標簽: