電動汽車動態無線充電的充電通道設計

電動汽車動態無線充電的充電通道設計

電動汽車始終存在電池能量密度低、成本高和充電時間長等問題，而新興的動態無線充電（DWC）技術能夠很好發解決這些問題。DWC技術能夠在電動汽車行駛過程中，在無電纜連接的情況下直接給電動汽車充電，因而能夠減小車載電池的體積和減輕其質量。常用的DWC技術包含電磁輻射式、電磁諧振式和電磁感應耦合式3種充電模式。隨著電動汽車控制系統、多媒體系統等電子系統數量的增加以及對電動汽車動力性要求的增加，電動汽車對電能的需求也隨之增加。因而，能夠實現近距離大功率電能傳輸的電磁感應耦合式DWC技術得到了關注。

在實現電磁感應耦合式DWC時，通常需要搭建充電通道，即在電動汽車行駛路面上鋪設通有高頻交流電的初級線圈。常用的鋪設方式有兩種：①采用尺寸大于次級線圈的初級線圈，并沿汽車行駛方向鋪設，稱為延伸式充電通道；②采用尺寸等于次級線圈的初級線圈，并沿汽車行駛方向的垂向鋪設，稱為集中式充電通道。

目前，對延伸式充電通道的研究已經較為全面，如韓國科學技術院（KAIST）開發的“OLEV”標準充電通道。對集中式充電通道的研究較少，還沒有開發出標準的原型充電通道。設計集中式充電通道的關鍵在于確定初級線圈的結構。通過建立圓形、方形和雙D（DD）形3種不同結構初級線圈的電磁耦合模型，并采用JMAG軟件利用有限元方法（FEM）分析3種初級線圈的電能傳輸性能，得出采用DD形結構初級線圈進行集中式充電通道設計可獲得良好效果的結論。

刊名：IEEE Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2016年第63期

作者：Giuseppe Buja

編譯：李臣