采用超級電容的電動汽車動態充電拓撲結構研究

采用超級電容的電動汽車動態充電拓撲結構研究

電動汽車能夠降低汽車對化石燃料的依賴，從而減輕對環境的影響。但是，在電動汽車充電時，始終存在充電時間較長的問題。由于傳統的充電方法需要使用電纜連接，而電纜長時間使用產生的磨損可能引發漏電，因而造成充電過程不安全。為此，出現了動態充電技術，其是一種無線電能傳輸技術，能夠實現在汽車行駛過程中進行充電，因而可消除充電時間較長的問題，同時解決電纜磨損引發的安全問題。感應電能傳輸（IPT）是實現電動汽車動態充電最具潛力的技術，因而引發了眾多研究人員的注意。

基于IPT進行電動汽車動態充電時，首先通過初級線圈產生交變磁場，利用感應耦合原理在次級線圈中生成交變電流；之后利用逆變器將產生的交變電流轉換成直流電存儲在車載鋰電池中。為了減小充電過程對車載鋰電池產生的沖擊，采用耦合超級電容的形式。利用超級電容較高的功率密度，實現對電能的緩沖，降低車載鋰電池的充電速率。在進行車載鋰電池、超級電容和逆變器的連接拓撲結構的設計時，共設計3種不同的拓撲結構（串聯、并聯、混聯）。對3種不同的拓撲結構進行評價時，通過制造原型系統結合簡單的比例積分控制器通過試驗進行評價。試驗結果顯示，3種不同的拓撲結構均表現出緩沖充電電能的有效性，但是由于超級電容的增加會導致充電效率的下降，下一步將集中研究如何提高充電效率。

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

編譯：王祥