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電動汽車電池感應充電系統(tǒng)的計算模型

研究了提高電能轉移到電動汽車的車載電池存儲系統(tǒng)的效率。在Matlab/Simulink中建立了用于電動汽車電池充電的3kW單相電和22kW三相電的感應充電系統(tǒng)（IPT）的計算模型，模型中采用鋰離子電池和雷諾Zoe充電器的技術規(guī)范。

IPT最重要的部分是其空芯變壓器，其為電動汽車的車載電池存儲系統(tǒng)提供最大的電能。然而，由于初級線圈和次級線圈存在相對較大的漏抗，存在弱耦合問題（即效率低），因此電路的等效阻抗必須考慮漏抗。

研究結果表明，串-串（SS）電容補償有助于提高IPT變壓器的功率傳輸能力。在沒有電容補償時，最大功率傳輸效率為78.14%；在有電容補償時，最大功率傳輸效率為93.18%，比沒有電容補償時功率傳輸效率提高了15.04%。

根據(jù)IGBT原理，可將400V的直流電壓轉換提高到一個固定頻率為40kHz的交流電壓，因此初級線圈能夠產(chǎn)生更高頻率的電磁場并耦合到次級線圈。此外，為了保證最大功率轉移到鋰離子電池，模型中應考慮SS電容補償。電池充電器單元包括不受控制的橋接器（UBR）和電容濾波器。該單元負責IPT和鋰離子電池充電之間的連接，UBR用于將高頻交流電壓轉換為直流電壓，而電容濾波器用于減少電壓的波動。

通過仿真試驗獲得的負荷電壓、負荷電流、電池的充電狀態(tài)和放電特性表明，計算模型能夠提供所需的電池的總電壓，驗證了模型的有效性。

AOAneleetal.4th InternationalConference onMathematicalModeling in Physical Sciences（ICMSquare2015）IOPPublishing.

編譯：劉歡