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随着自然环境日益恶化和以石油为代表的化石燃料逐渐短缺,电动汽车作为绿色交通工具的代表,被公认为最具发展潜力的交通工具。当前电动车输电大多采用导线连接进行传导,具有以下弊端:充电电流较大,连接件笨重;插件长期磨损,连接不佳状况下发出电火花;缆线老化或遭遇雨雪天气时,易引发漏电危险,有引发安全问题的隐患。然而电动汽车电池技术发展水平有限,存在占用空间较大、续航时间较短和充电耗时长等问题。电动汽车的进一步推广与应用因此受到制约。感应耦合电能传输技术通过埋设于地面下的能量发射装置,将电能以非接触的方式传输到电动汽车端电机或者电池组,电能输送的便捷程度与安全性得到较好提升。 本研究主要内容包括:⑴分析电动汽车非接触供电系统组成,讨论确立系统主电路结构,确立初级侧整流滤波电路。从电路器件性能、传输功率等级和经济性等方面,比较几种高频逆变电路特性,确立初级侧高频逆变电路。对比车载端整流电路特点,选择适合感应耦合输电系统的次级整流电路,进而确立系统主电路结构。⑵确立电能感应耦合传输系统漏感以及互感理论模型,列写松耦合装置耦合系数、互感、自感以及漏感等参数的计算方法。给出松耦合装置的互感参数以及自感的度量方案。通过系统无补偿模型的建立,推出在无补偿状态下松耦合变压器效率计算步骤。对四种补偿结构方案开展研究,探究系统拟采用的补偿方案类型。列出系统等效阻抗计算方法,推导补偿状态下系统效率计算步骤。⑶给出松耦合变压器的研制流程,设计出适合电动汽车无线传输的松耦合变压器装置,采用Maxwell有限元软件对耦合结构开展探究。静态场下采用参数化扫描分析自感、互感和耦合系数随气隙和偏移的变化,对松耦合变压器的进行初步设计,对谐振网络参数进行设计。⑷借助Simplorer仿真平台建立系统模型,开展基于Simplorer多物理域平台与Maxwell软件的场路耦合联合仿真研究。获取电路初级与次级端电压以及电流参数,得出系统传输效率。分析多个气隙和偏移状况下,系统功率等级和效率变化状态。验证研制的耦合装置能够基本满足系统要求。