電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無(wú)線充電的充電通道設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車始終存在電池能量密度低、成本高和充電時(shí)間長(zhǎng)等問題，而新興的動(dòng)態(tài)無(wú)線充電（DWC）技術(shù)能夠很好發(fā)解決這些問題。DWC技術(shù)能夠在電動(dòng)汽車行駛過(guò)程中，在無(wú)電纜連接的情況下直接給電動(dòng)汽車充電，因而能夠減小車載電池的體積和減輕其質(zhì)量。常用的DWC技術(shù)包含電磁輻射式、電磁諧振式和電磁感應(yīng)耦合式3種充電模式。隨著電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)等電子系統(tǒng)數(shù)量的增加以及對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力性要求的增加，電動(dòng)汽車對(duì)電能的需求也隨之增加。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)近距離大功率電能傳輸?shù)碾姶鸥袘?yīng)耦合式DWC技術(shù)得到了關(guān)注。

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

目前，對(duì)延伸式充電通道的研究已經(jīng)較為全面，如韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）開發(fā)的“OLEV”標(biāo)準(zhǔn)充電通道。對(duì)集中式充電通道的研究較少，還沒有開發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的原型充電通道。設(shè)計(jì)集中式充電通道的關(guān)鍵在于確定初級(jí)線圈的結(jié)構(gòu)。通過(guò)建立圓形、方形和雙D（DD）形3種不同結(jié)構(gòu)初級(jí)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(jí)線圈的電能傳輸性能，得出采用DD形結(jié)構(gòu)初級(jí)線圈進(jìn)行集中式充電通道設(shè)計(jì)可獲得良好效果的結(jié)論。

刊名：IEEE Transactions on Industrial Electronics（英）

刊期：2016年第63期

作者：Giuseppe Buja

編譯：李臣