不同补偿拓扑结构下电动汽车无线充电系统传输特性对比

耿琪琛，刘坤，程少宇，田子涵，康锦萍，赵海森

不同补偿拓扑结构下电动汽车无线充电系统传输特性对比

耿琪琛，刘坤，程少宇，田子涵，康锦萍，赵海森

（华北电力大学 电气与电子工程学院，北京 102200）

无线电能传输系统（WPTS）的核心器件为耦合变压器，其原、副边线圈间的气隙会产生漏感和激磁电感，从而降低输出功率和传输效率。为了补偿漏感和激磁电感，WPTS需要添加补偿网络。根据原、副边补偿方式不同，有SS（series-series）型、双边LCL型和双边LCC型补偿拓扑。针对这3种典型的补偿拓扑，通过MATLAB/SIMULINK仿真，分析其传输特性，并分析了其在抗偏移方面的性能。结果发现SS型补偿拓扑适用于高功率工作环境，但在某些特殊工况中存在较大安全隐患；LCL型补偿拓扑鲁棒性较好，但不适于大功率系统；LCC型补偿拓扑在保持较好鲁棒性的同时，传输功率有明显提高。搭建实验平台对SS型补偿拓扑的传输特性进行验证，发现当磁耦合器不发生偏移时，传输功率可达3 kW以上，当耦合器线圈偏移到200 mm时，传输功率高达6 kW。

无线电能传输系统；补偿拓扑结构；输出功率；抗偏移性能；传输特性

0 引言

随着电动汽车技术的快速发展，电动汽车的无线充电问题逐渐受到人们的关注。无线电能传输（WPT）为电动设备的能量获取提供了全新的解决途径[1-5]。电动汽车的无线充电技术以电磁场为传输电能的途径，由原边的高频逆变交流电源提供电能，利用耦合变压器，磁场耦合到副边线圈，再将电能传输到负载上，从而实现电能的无线传输。……