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重型电动汽车的大功率无线充电:技术、挑战和局限性

2022-5-16 15:50| 发布者: 闪电| 查看: 122| 评论: 0|原作者: 约翰·M·米勒和约翰·沃尔格茅

摘要: 用于轻型电动汽车(EV)的商用大功率无线充电设备已经问世可以使用几年。供应商现在提供的无线电动汽车供电设备(WEVSE)的额定功率来自3.7千瓦至11.1千瓦,以及根据SAE J2954设计的高达22千瓦的开发系统。 水流“LD ...

参考图6,可以看到线圈跨距cs中的导体总数Z由(11)中定义的电缆绕组间距ws。设置参数ws>2ac对于最小化接近度是必要的影响。

在继续之前,有必要通过设置一些包装来设置图6中绕组厚度t的界限VA pad上的约束。固定总衬垫高度为40 mm(制造商可使用最大包装高度质量)和以下厚度:安装板(12号钢7/64英寸)2.78毫米,0.7毫米铝(6011)屏蔽,20毫米压铁氧体磁通导管(辐条),杜邦-卡普顿绝缘板材厚度为0.15 mm,盖板厚度为3 mm。这使得40-2.78-0.7-20-0.15=16.36毫米=2摄氏度。新英格兰Wire提供额定频率为50 kHz至100 kHz的Litz电缆,其直径为14 mm。


由于电缆护套和线圈封装,这正好满足可用的包装空间。对于Litz电缆,由于极端绞合,不能简单地应用公式(7)。对于ac=7毫米(#1 AWGLitz的面积为84000 CMIL或42.56 mm2)。使用此约束和JLitz约束将导致icond=150个臂。

假设封装线圈高度为16.36 mm,并将导体绕组间距(11)设为3 ac,以最小化邻近效应导致导体总数Z=24(该值必须为整数)。

绝缘材料电压限值到目前为止,所有的部件都不足以定义完整的绕组,因为对于大回路,每个线圈的电感轮到你了。高电感和高工作频率意味着无功电压应力将变大极端使用回路的惠勒公式估算线圈电感(参考文献[13])。


我们的最终限值是一个实用且与安全相关的限值,即储能元件上的电压应力在合理范围内。对于目前在85 kHz下运行的LD车辆,作者认为不愿意运行线圈和补偿电容器上超过10 kV至15 kV的应力水平。在本文中,限制将是将可达到的最大值设置为15 kVrms(21.2 kVpk)。这部分是绝缘材料的动机在耦合器设计中,但对于串联补偿电容器Cp(和Cs)来说变得更加重要,如图3所示,需要标准尺寸的串并联组合。


读者可以很容易地看到,这些组件的反应性负担将是极端的。事实上,大多数即使在高功率下,开发人员也会主张<10 kVpk。为了提供更多关于WPT的见解该程序在(13)中定义的最大应力上限下继续。



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