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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: 131| 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 ...


在这种“分而治之”的方法中,港口及机场发展策略需要适当分阶段实施。例如,它们可能是成对配置参考相位和反相位,以便在GA之间实现“甜甜圈”场模式和VA pairs。


未来展望使用大功率WPT进行动态充电[19]作为最终的充电方式已经引起了人们极大的兴趣解决EV范围焦虑。但正如本文所见,高功率吞吐量对反应性元件,这反过来又要求使用低损耗和低损耗的电介质和绝缘材料耐用的结构和新颖的包装设计。实际上,有两种场景可以用于移动中充电,也被称为动态WPT充电DWPT:首先,是有一个长序列的道路嵌入GA第二,一根连续的电缆。


在第一种情况下,矩形衬垫会随着过往车辆依次通电,以形成一个车辆下方充电功率的行波,并与之同步。这需要非常快的速度在动量动力学[20]开发并使用了NFC近场通信等通信小于5-s延迟,最重要的是节点到节点、私有和安全的连接。测序的GA pads可能可通过电压源逆变器(VSI)和高压直流配电或单电源供电电流源逆变器(CSI)和为每个GA pad驱动器供电的电缆。


第二种情况依赖于CSI驱动的电缆,该电缆嵌入在道路顶部,但靠近道路顶部作者和贡献者在参考文献[21]中讨论的专用VA拾音垫。典型的这种连续电缆气体的实施将使用由VSI高频逆变器和LCL组成的200个调节臂作为回转器调谐的阻抗匹配网络[22]。在这些系统中,固定电源电压UAB1迫使固定电缆电流,iin,使用我们现有的术语。附加荷载的影响,例如第二种方法是迫使负载侧电压升高,然后通过阻抗反转进行转换回转器在GA侧产生更高的输入电流。


除了实施道路GA的方式外,还有其他与VA与GA的横向偏移、GA响应时间、反映到电网电源的脉动功率,以及有线电视系统持久性EMF。当车辆(可以是自动驾驶车辆)时,第一个问题就解决了具有车道跟随能力,第二个由NFC提供,具有先进的接通控制。第三点更重要问题在于,公用事业运营商对高功率的关注不如对间歇性的关注。这一点很重要作者在参考文献[23]中通过在GA侧使用本地储能来平滑供电GA单元的脉动与过往车辆的顺序一致。


总结


本文提供的分析强调了100kW以上WPT运行面临的一些挑战SAE J1772传导充电和供应商称为Xtreme充电(150千瓦至400千瓦)的地区。


有几个因素在这些权力水平上发挥着重要作用,需要分而治之WPT中的方法。其中一个因素是,85 kHz的运行会导致无功部件产生极端的电压应力。


另一个原因是,伴随而来的高k意味着大直径线圈,这再次迫使产生过大的电压应力。除了元件上的电压应力外,还存在诸如GA焊盘上的表面场强度等问题当可能存在异物(例如箔纸)以及泄漏电磁场时,EMF,靠近车辆。满足人体暴露水平和人体暴露水平的监管要求当涉及大z间隙时,10米(和30米)处的辐射发射对于大功率WPT也是有问题的。

一般来说,对于大z间隙,单个WPT耦合器的功率限制在50千瓦到90千瓦之间。这是因为,在大直径情况下,高电感意味着非常高的谐振电压和昂贵的成本补偿电容器。

对于高功率WPT的结论是,成簇耦合器垫减轻了一个系统的许多问题和限制通过对多个源求和,每个源都满足一组约束条件,从而获得单个大焊盘。这类似于哈勃太空望远镜的主镜,它实现了一个大反射镜的效果,同时由两个反射镜组成许多较小的镜像段。















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