采用超級電容的電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)充電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究

電動(dòng)汽車能夠降低汽車對化石燃料的依賴，從而減輕對環(huán)境的影響。但是，在電動(dòng)汽車充電時(shí)，始終存在充電時(shí)間較長的問題。由于傳統(tǒng)的充電方法需要使用電纜連接，而電纜長時(shí)間使用產(chǎn)生的磨損可能引發(fā)漏電，因而造成充電過程不安全。為此，出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)充電技術(shù)，其是一種無線電能傳輸技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)在汽車行駛過程中進(jìn)行充電，因而可消除充電時(shí)間較長的問題，同時(shí)解決電纜磨損引發(fā)的安全問題。感應(yīng)電能傳輸（IPT）是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)充電最具潛力的技術(shù)，因而引發(fā)了眾多研究人員的注意。

基于IPT進(jìn)行電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)充電時(shí)，首先通過初級線圈產(chǎn)生交變磁場，利用感應(yīng)耦合原理在次級線圈中生成交變電流；之后利用逆變器將產(chǎn)生的交變電流轉(zhuǎn)換成直流電存儲在車載鋰電池中。為了減小充電過程對車載鋰電池產(chǎn)生的沖擊，采用耦合超級電容的形式。利用超級電容較高的功率密度，實(shí)現(xiàn)對電能的緩沖，降低車載鋰電池的充電速率。在進(jìn)行車載鋰電池、超級電容和逆變器的連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，共設(shè)計(jì)3種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)）。對3種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行評價(jià)時(shí)，通過制造原型系統(tǒng)結(jié)合簡單的比例積分控制器通過試驗(yàn)進(jìn)行評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，3種不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出緩沖充電電能的有效性，但是由于超級電容的增加會導(dǎo)致充電效率的下降，下一步將集中研究如何提高充電效率。

Steven Ruddell et al. 2016 IEEE Transportation Electrification Conference and Expo(ITEC),Dearborn 27-29 June 2016.

編譯：王祥