[01158988]自供电数字继电器控制软件V1.0

①课题来源与背景 目前电动汽车普遍采用传统的有线充电方式,即利用充电桩或充电站通过导线与电网进行有线连接,从电网获取电能为电动汽车进行充电。有线充电存在摩擦、老化等问题,电能传输过程中易产生火花,影响用电设备的寿命和安全,同时维护困难、灵活性较差,在雨雪等恶劣环境下充电困难。而无线充电具有更强的灵活性、更高的稳定性,能够减少对电网冲击的影响,更好地发挥削峰填谷作用,同时还可以实现动态供电,这恰恰解决了目前电动汽车动力电池容量有限而导致续航能力不足这一关键技术问题,研究表明采用动态供电,在保证同样续航里程的条件下,电池容量可以减小到原来的1/5。利用无线充电技术可以省却繁琐的充电作业,实现智能化、人性化,同时还解决了接触式充电在安全维护方面的问题。因此,对电动汽车采用无线充电技术更加符合未来社会的发展方向。 研究有效的调控手段并将其应用到汽车无线充电装置设计中,以提高装置的适应性和电能应用效率指标,实现电能的智能高效传输。通过理论分析和实验研究,探讨中等距离条件下电动汽车负载无线充电理论和行为;着重研究负载容量和距离可变条件下,基于充电效率和时间最优的自适应无线输电机理和调控规律,以及在复杂电磁环境下无线输电的电磁兼容特性和供用电设备的性能和可靠性控制方法。指导电动汽车无线充电设备设计和应用 ②技术原理及性能指标 （1）建立表征变系统参数条件下磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统参数和输出特性的数学物理模型;确立系统工作参数选择方法以及参数变化对系统输出特性的影响规律。 （2）建立MCR-WPT系统部分参数受约束（比如距离限制、负载参数、输出功率）条件下,期望系统输出性能指标（如传输距离、输出效率）最优化的调控理论和实现方法。 （3）建立传输距离和工作频率可调整的MCR-WPT系统,研究确立灵活的电路拓扑结构和阻抗匹配网络及其实现方法,满足输出功率、输出效率和充电时间指标要求的电动汽车无线充电技术需要。 ③技术的创造性与先进性 根据磁耦合谐振无线电能传输存在的传输距离变化、频率漂移和失谐等因素造成输出性能下降的问题,提供基于电路拓扑和阻抗网络优化的传输距离可调和最优工作频率调控理论和方法,优化系统输出功率、输出效率和系统稳定性指标。提供面向电动汽车无线充电的装置和控制策略,建立满足充电距离可调、动力电池负载容量可变条件下的无线充电系统及其调控规律,开发传输距离500px～1000px,输出功率3kW及以上的电动汽车无线充电系统。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 依据无线电能传输理论和技术特征,针对性的研究基于磁耦合谐振式WPT系统关键构件发射/接收线圈的结构和参数选择和优化理论,确立线圈参数选择和结构设计方法。建立表征线圈参数和结构特性的物理模型,得到能够反映线圈参数、参数变化、输出指标之间的相互作用规律和内在联系。建立基于电路拓扑结构和阻抗匹配网络优化的传输距离、工作频率和调整的磁耦合谐振式WPT系统,建立基于输出功率和输出效率最优化的无线输电调控理论和调控措施,应用安全,可靠性高。 ⑤应用情况及存在的问题 本研究成果所涉及到的机理和应用技术,历经研究、改进和实际应用,得到了较好的效果和社会经济效益。经过积累,取得了良好的使用和运行经验,获得了相关国家知识产权保护,正处在产业化和积极推广阶段。