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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: 116| 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 ...


在串联(S-S)补偿WPT中,所有耦合器电流都是正弦的,但驱动点电压,UAB和接收点电压Ur是方波(带电容输出滤波器的二极管整流器(DR))。这个全桥DR输入端的接收端电压Ur值由车辆确定电池组电压,Ub。

必须指出的是,在全桥DR下,输入电流的频率ir由高频逆变器定义。因此,部分由于二极管的开关点,会有一些小的滞后相位在电流ir和电压Ur之间。在高功率WPT中,这可以通过添加一个小的二次侧泄漏的电感(~1.3µH)(或通过计算DR无功功率分量根据其输入)。DR输入电流ir为电池提供直流充电电流Ib所需如等式(3)所示。

因为Ur和ir基本上是同相的,所以DR输入功率是等式(2)和(3)的乘积,等于对于电池充电功率,Pb=UbIb加上整流器中的传导和开关损耗。实践方面参考文献[9]和[10]的作者涵盖了高功率WPT和互操作性,而[11] 还要考虑一些与耦合器设计相关的电磁问题。目前的工作考虑了更详细地了解WPT的功率限制。

本文中要评估的关键性能指标包括:

 当应用于HD车辆时,该耦合器耦合系数(k)的合理限制

 空气冷却条件下Litz电缆电流密度的热约束

固定充电)

 在大功率运行期间,与GA线圈表面电磁场强度相关的安全注意事项,以及

 绝缘材料,尤其是Litz电缆护套和电缆中的绝缘层设定的实际限制

接地总成(GA)和车辆总成(VA)耦合器垫。

以下小节中对这些限制进行了评估,其中参考了图4,其中突出显示关键的WPT组件,即耦合器。注意,工作频率标准化为fs=85kHz,在81.38 kHz至90.00 kHz范围内的标称点,在J2894中有规定。这可能会改变随着J2954/2在HD车辆充电方面的发展。


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