基于Maxwell的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.88萬(wàn)字
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摘要 隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，資源以及環(huán)境問題成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題，為了解決這兩大問題，電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。同時(shí)我們知道由于資源的有限性，發(fā)展電動(dòng)汽車是必然趨勢(shì)，而本文中主要介紹和分析了電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)之一：無(wú)線充電技術(shù)。
第一章介紹了電動(dòng)汽車的特點(diǎn)、歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，并且介紹了無(wú)線充電技術(shù)的起源、發(fā)展歷史、現(xiàn)狀以及趨勢(shì)、方式以及標(biāo)準(zhǔn)等方面；第二章介紹了耦合、自感和互感、耦合因數(shù)k、品質(zhì)因數(shù)Q等基本概念，后著重介紹了無(wú)線充電技術(shù)的兩種方式：電磁感應(yīng)無(wú)線能量傳輸和耦合諧振無(wú)線能量傳輸。第三章中對(duì)Ansoft Maxwell仿真軟件的應(yīng)用領(lǐng)域以及優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，并進(jìn)行模型的仿真，最后通過(guò)分析仿真結(jié)果，找出耦合因數(shù)k的影響因素，以及在不同的頻率點(diǎn)上系統(tǒng)傳輸效率的差別。最后提出提高傳輸效率和功率的方法。因此本文的主要研究方向是諧振式無(wú)線充電系統(tǒng)的傳輸問題。
關(guān)鍵字： 電動(dòng)汽車 無(wú)線充電 磁耦合共振 Maxwell

Research on Wireless-Charging System for EV Application Based on Maxwell
Abstract With the rapid development of society, resource shortage and environment issue become matters catching growing concern of people, so in order to address these two problems, electric vehicles emerged. At the same time, we all know about the finiteness of resources, so to develop electric vehicles is an inevitable trend. This thesis mainly introduces and analyzes one of the electric vehicle related technologies: wireless charging technology.
The first chapter of the paper introduces the features, history and the current development situation as well as development trend of electric vehicles; meanwhile it introduces the original history, current development situation, trends as well as charging method, etc. The second chapter introduces some basic concepts such as coupling, self and mutual inductances, coupling coefficient k, quality factor Q, etc., then it highlights two methods of wireless charging technology: Electromagnetic-induction wireless energy transmission and resonant wireless power transmission. In chapter three a brief introduction of the applications area and the advantages of Ansoft Maxwell are made. And the model simulation is carried on, and finally through the analysis of simulation results, I identify the factors that influence the coupling coefficient k and difference among system transmission efficiency on a different frequency. Finally, put forward certain method to increase transmission efficiency. Therefore, the main research problems of this paper are the transmission resonance wireless charging system. Therefore, the main research destination of the paper is about transmission resonant wireless charging system.
Key words： Electric Vehicles Wireless Charging WiTricity Maxwell

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 選題背景與意義 1
1.2 電動(dòng)汽車的發(fā)展概述 2
1.2.1 早期電動(dòng)汽車在各國(guó)的發(fā)展 2
1.2.2 現(xiàn)代電動(dòng)汽車的發(fā)展?fàn)顩r 3
1.3 無(wú)線電能傳輸技術(shù)概述 5
1.3.1 無(wú)線充電技術(shù)的概念 5
1.3.2 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的起源及發(fā)展過(guò)程 5
1.3.3 無(wú)線電能傳輸?shù)膸追N方式 6
1.3.4 無(wú)線電能傳輸技術(shù)的應(yīng)用 8
1.4 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 9
第二章 感應(yīng)式和諧振式無(wú)線充基本原理 10
2.1 無(wú)線充電技術(shù)基本概念 10
2.1.1 耦合以及線圈互感和自感 10
2.1.2 耦合因數(shù)和品質(zhì)因數(shù) 11
2.2 電磁感應(yīng)式無(wú)線充電原理 12
2.2.1 松耦合變壓器的電路模型分析 14
2.3 諧振式無(wú)線電能傳輸原理 15
2.4 本章小結(jié) 16
第三章 諧振式無(wú)線充電系統(tǒng)構(gòu)成以及軟件介紹 17
3.1 諧振式無(wú)線充電系統(tǒng)構(gòu)成及模塊電路介紹 17
3.1.1 橋式整流電路 17
3.1.2 橋式整流電容濾波電路 18
3.2 Ansoft Maxwell軟件介紹 19
3.3 本章小結(jié) 20
第四章 無(wú)線充電模型仿真與分析 21
4.1 耦合線圈模型分析 21
4.1.1 分析線圈的中心軸偏移距離D對(duì)耦合系數(shù)的影響 21
4.1.2 分析線圈之間的垂直距離H對(duì)耦合系數(shù)的影響 23
4.2 無(wú)線充電傳輸效率仿真分析 25
4.3 本章小結(jié) 30
第五章 結(jié)論及展望 31
5.1 結(jié)論 31
5.2 展望 31
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34