摘要：伴隨著科技的進步和發(fā)展，傳統(tǒng)的新能源汽車已經不能夠滿足現階段的需求，目前的低溫充放電技術不能滿足續(xù)航要求，因此，必須基于電磁感應原理深入挖掘低溫充放電技術。通過使用電磁感應的新能源汽車低溫充放電技術，有效地利用電耦合變壓器，對新能源汽車低溫充放金屬進行深入的研究，并對相關的設計進行了充分的分析，最后通過實驗對基于電磁感應的新能源汽車低溫充放電技術進行檢驗。

關鍵詞：電磁感應；新能源汽車；低溫充放電技術

中圖分類號：U469.7 ?收稿日期：2023-03-15

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.07.006

1 前言

伴隨著經濟全球化的發(fā)展，人們對資源的開發(fā)利用越來越普遍，造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染，使不可再生能源不斷減少。在這一背景下，很多國家開始重視新能源技術的有效開發(fā)和使用，以期降低不可再生能源的消耗。汽車是全球較大的消耗品，無論是制造汽車的材料，還是汽車消耗的燃料，都造成了很大的資源消耗，并且排放的尾氣對于環(huán)境的污染也比較嚴重。通過使用新能源驅動的新型汽車可以有效地改善上述問題，進而減少對不可再生能源的消耗。電磁感應低溫充放電技術，主要的原理就是電磁能量進行動態(tài)電磁場的轉化，實現低溫充電，進而促進新能源汽車行業(yè)的進步發(fā)展，為同行業(yè)工作者提供參考性的意見。

2 電磁感應低溫充放電技術的設計

2.1 低溫充放電耦合變壓器

新能源汽車內部能量的轉化，主要是通過放電耦合變壓器進行的電力傳輸，在這一轉換過程中，整體充放電效果受到耦合變壓器使用性能的影響。因此，為了進一步實現新能源汽車的長續(xù)航效果，需要對耦合變壓器的性能進一步升級優(yōu)化。在低溫狀態(tài)下，耦合變壓器具有良好的使用性能，圖１所示為常見的耦合變壓器。

在實際應用過程中，電能轉換中的耦合變壓器敏感性較低，因此經常會出現頻率不合適的狀況。如果要進一步提升其使用性能，就可以將內部的磁芯材料用敏感性較高的材料來替代。如果在實際應用過程中頻率出現了異常情況，就需要立即進行磁芯材料的更換，以保障新能源汽車處于最佳的使用狀態(tài)。通過對低溫充放電耦合變壓器的實際放電測試發(fā)現，一旦電耦合器中輸送的電壓與二次側電壓之間存在較大的差距，就很容易使電池內阻對整體的穿電效果造成影響，這時就需要進一步計算壓降參數，公式為：

[IP=NFNE]

式中，[NF]是表充電壓；[NE]是內阻差值。

同時，還可以使用有效的變壓器磁芯來提升耦合變壓器的使用效率，可以通過如下公式計算：

[?B=K1?K2]

式中，[K1]是磁感輸出量；[K2]是磁感變化權重。

在此基礎上，可促進低溫充放電技術的有效應用，盡量避免在電源運作過程中出現超負荷情況，進而難以控制耦合變壓器內部的磁感變化。在實際的運行過程中很容易出現嚴重的故障，因此實際使用時一定要提前設計好耦合內部線路，以保障正常的流程，更好地實現充放電工作。在低溫充放電耦合變壓器優(yōu)化后，可以進行實際操作，對實際的數據結果進行驗證，在此基礎上機械能才為新能源汽車在低溫充放電空間實現轉化[1]。

2.2 低溫充放電補償計算

在以往的新能源汽車充放電中，電能輸出時很容易出現氣隙，無法達到耦合變壓器的使用需求。為了進一步延長充放電波，可以運用電磁感應技術，該技術能夠明顯地緩解低溫充放電氣隙。

在實際的應用中使用電磁感應技術，有助于提升新能源汽車的低溫充放電的效率。新能源汽車進行充放電時，如果產生較大無效功率，就會導致輸出功率增加，造成不必要的浪費，進而導致不能滿足正常的供電需求。對于這種情況就需要使用充放電補償，進而有效緩解該問題。通過使用Ｓ型結構，能夠有效控制電動汽車磁耦的實際輸出功率，避免在實際運行過程中出現大范圍的波動，這也是低溫充放電的有效補償方式。在計算Ｓ型補償拓撲時使用的公式為：

[Z=j+1CP]

式中，ｊ是輸出功率；[CP]是補償阻抗。

在實際的計算過程中，可以推算出精準的補償數值。在結合實際情況進行有效補充的時候，本身在實際運行過程中會產生諧振因子，這種狀況在實際運行中是不能進行補償的，必須是在靜止的狀態(tài)下才能夠進行補償。因此需要有效運用新能源汽車諧振參數的實際運行規(guī)律，推算出電磁感應阻抗Ｆ，使用的計算公式為：

[F=ωZ2R]

式中，[ω]是諧振變化頻率；Ｒ是代表的新能源汽車綜合負載。

在實際運行過程中使用的初級諧振電流為Ｍ，其計算公式為：

[M=1F2UJ+UE]

式中，[UJ]是負載電壓；[UE]是耦合變化壓差。

結合實際的初級諧振電流以及電磁感應阻抗，可以分析放電功率和電流之間存在的數據關系。在功率不斷提升時，其諧振就會不斷下降，所以在實際運行過程中，可以結合參數的變化進行有效的補充，進而提升其實用效果[2]。

通過補償可以起到提升諧振頻率的作用，使用時需要避免電流波動。事實上在實際的應用過程中是避免不了電路耐壓的干擾的，因此會出現小的波動。這種情況就需要使用電壓進行濾波處理，其中濾波后電壓波動的變化計算式為：

[Q=2Uin（15-25%）]

式中，[Uin]代表的是電壓脈動值。

這種情況下就要進行電容儲存，用W代表電容總量，計算公式為：

[W=PminA?fmin]

式中，[Pmin]為最大測試功率；Ａ為交流電參數；[fmin]為最小的電流頻率。

在低溫充放電補償計算時，如果低溫充放電耦合變壓器在運行中出現負載值，并且電源值處于穩(wěn)定的狀況，這不會影響到外界電流變化，也就表明充放電穩(wěn)定性與負載值之間的關系是正相關。通過補償，有助于提升實際應用的電流值，同時也能夠提升輸出電壓值，對低溫充放電有著積極的重要作用[3]。

在此基礎上進行諧振數值調整，與負載電壓運行進行對比，伴隨著諧振數值不斷的增加，輸出電壓值就會出現下降的情況。因此，這種情況就需要提升充放電的穩(wěn)定性，對充放電進行極限電流的判斷，這對諧振補償也有一定的影響。

2.3 低溫充放電頻率跟蹤

在實際設計中，為了有效提升低溫充放電頻率跟蹤技術，對其進行追蹤調查，雖然可以通過低溫充放電補償來提升充放電效率，但是在實際應用過程中也可能發(fā)生諧振匹配異常的情況。這時可通過追蹤低溫充放電頻率，在一定程度上降低電容阻抗，同時，依據新能源汽車工作頻率的整體運行標準進行分析，就可以進一步計算出電阻臨界值。其中也會存在負載高于阻抗唯一解的情況，這容易導致充放電內發(fā)生變化，出現頻率分化的現象[4]。

為保障低溫充放電頻率跟蹤的穩(wěn)定，在實際運行過程中就要選擇合適的諧振電容。如果遇到了充放電工作頻率高出規(guī)定的標準，此時內部的電壓也會隨著升高，在達到一定溫度時，就會造成諧振電容損傷。在遇到這種情況時，為了避免造成更加嚴重的充放電損失問題，就可以通過使用絕緣電阻值大的電容，一般可以使用聚丙烯薄膜材質的電容器，它有著較強的抗壓性、電性能，并且還能夠降低能量損耗，在實際的運行過程中能避免短路現象，如果出現了電壓超標，也可以啟動自動恢復的功能。

當汽車內部的電頻率處于規(guī)定的運行標準時，新能源汽車運行效果將會表現較好，這期間內的充放電效果也較好，如果在實際運行中的充放電頻率高于或者低于運行標準時，就會造成比較嚴重的工作偏差。在實際運行過程中，為了避免出現充放電頻率出現故障，可以通過鎖相環(huán)進行自動的工作跟蹤，進而可以成功地避免位差波動，提升充放電頻率的精準度。

3 實驗驗證

可以通過實驗進行論證，進一步了解電磁感應在新能源汽車低溫充放電技術中的關鍵作用，下面進行相關方面的分析[5]。

3.1 實驗準備

在實驗前需要做好充足的準備，為了保障實驗的精準性，可以使用統(tǒng)一的實驗平臺，這樣能夠對充放電環(huán)境的溫度進行統(tǒng)一的把控，以便模擬真實的低溫環(huán)境。通過該平臺，結合實際的新能源汽車的驅動情況，有針對性地選擇輸出功率，最高不能超過100 kHz。除此之外，為了保障不受其他數值的干擾，就需要將參與實驗過程中的其他功率進行控制。例如，可以增添液晶顯示器以及電池管理系統(tǒng)，這將有助于輔助實驗的順利開展，進而降低實驗中的偏差。實際的檢測可以分為幾部分，包含電路補償、電流轉化、能量傳送、恒定負載轉化以及逆變電路補部分。在實驗開始前，要檢測平臺整體的電壓狀態(tài)，以及最高壓的數值，同時還需要進行有效的功率開關器檢查，進行多種狀況的分析，具體如表１所示。在此基礎上觀察不同的充放電電路和不同溫度下的實際表現情況。

3.2 實驗結果

本次實驗主要是對傳統(tǒng)的新能源汽車充放電技術和基于電磁感應的新能源汽車低溫充放電技術，進行充放電運行模擬，并且要對實驗中的充放電電力飽指標進行記錄。同時還需要進行不同溫度下存放電技術的對比，在相同測試標準的情況下進行測試結果對比，對于實際的技術應用有著積極的參考價值。此外，對新能源汽車低溫充放電技術的設計，即使溫度不斷變化，也不會影響充放電性能，從而表現出較高的可靠性[6]。

4 結語

近年來隨著我國整體水平的不斷進步發(fā)展，資源的消耗越來越嚴重，因此新能源技術的應用越來越迫切。新能源汽車是最為重要的研究項目之一，也在不斷地進行技術突破和完善，傳統(tǒng)的低溫環(huán)境下存在嚴重的充放電問題，嚴重影響新能源汽車的續(xù)航。為此，在新能源汽車低溫充放電技術中使用電磁感應原理設計，可以解決新能源汽車在低溫下充放電技術不足的問題，可促進我國新能源汽車的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]包寧寧，劉曉波.分時電價下電動汽車有序充放電優(yōu)化策略[J].電力科學與工程，2023，39（2）：14-20.

[2]陳文穎，劉蓓迪.基于粒子群算法的電動汽車有序充放電優(yōu)化[J].山東電力技術，2023，50（1）：52-58.

[3]江雪峰.基于電磁感應的新能源汽車低溫充放電技術研究[J].長春工程學院學報（自然科學版），2022，23（3）：47-51.

[4]陳松.新能源汽車低溫充放電技術重難點及解決措施研究[J].時代汽車，2021（20）：94-95.

[5]龔明光，朱強，范恒斌.一款電動汽車用鋰離子電池循環(huán)過程中的性能研究[J].時代汽車，2021（2）：121-123.

[6]梁欣.電動汽車鋰離子電池低溫性能研究[J].農業(yè)裝備與車輛工程，2020，58（8）：118-121.

作者簡介：

武珊，男，1991年生，助理工程師，研究方向為新能源汽車、汽車檢測與維修。