研究方向1. 高功率密度高传输效率磁系统研究2. 发射端和接收端大功率电力电子高效变换技术3. 无线电能传输系统控制策略记录当互感增大到一定程度时，谐振点频率会出现分叉现象，此时谐振点频率会出现分叉现 象，同时出现两个谐振频率，且一个大一个小此外值得注意的是，当原边和副边的固有自谐振频率相同时，能量将在原副边之间高效 的传输，故一般设计时将原边和副边的自谐振频率以及高频逆变部分的频率设置为相同中继线圈的作用：中继线圈的最大作用就是当接收端线圈发生错位时输入阻抗会变大 可以有效的保护电源负载匹配：由基本的电路知识可以知道当负载阻抗与电路的阻抗相匹配时可以达到最大的传输效率，因此设计时候需要考虑到电路与负载的阻抗匹配问题耦合系数对传输效率和传输功率的影响：当耦合系数增大时系统效率也随之增大，一 般当耦合系数达到0.15 的时候传输效率就能够达到90%以上，而耦合系数达到0.35 以上时 系统的传输功率会降到6KW左右，随着耦合系数的增大传输功率先是急剧的增大，在耦合 系数达到 0.1 左右时传输功率会达到最大值，然后又会逐渐衰减耦合系数图2旳系统传输效率和传输功率号耦合系数的羌系传递效率与自谐振频率的关系：前面已经提到当系统原副边的自谐振频率相同时，能 量可以高效的在送耦合变压器的原边和副边之间进行传输，频率的选择很关键，由下图不 难发现当在同意耦合系数的情况下，系统的传输效率随着频率的增大而增加，此外需要考 虑到发射端线圈高频逆变部分的开关管频率限制，故可以将频率选择在85kHz左右。
ao 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0耦台系数圖2JO盂种频率下传输效率与耦合系数的黄緊无线充电的四种补偿结构：电磁谐振式无线电能传输系统有四种常见的苗振结拘，即：发射线圈申吸谐 振，接收线圈串联谐振「串串式）；发射线圈串联谐振，接收践圈并联谐振〔串 井式）：发射线圈井联谐振*壊收线圈串联谐振〔并串式〉；发姑线圈并联谐振, 接收线圈井联谐振［井并笛訂各谐振结构如图2d所示.艮中足为输入屯源电 压、G为发射端电容、尽为电源则阻、a为发射端电感、口为发射端部分等效内 阻、吃为段收端裁分等效内阻、器为按收端电感、□为接收端电容、航为等效负 载、M为互感a）串串式 fb；串井式〔c；1 井串M id J ?t Jt-X图2-2电厳谨掘式元线炒能传输系统的点种谐娠结构对串串式无线充电建模可得传输效率公式如下:［儿也+町我沁厶］（I俎）X 1 00%系统传输效率与原边副边电感电容数值关系:图2-5系统传输功率与发射躅和援收端电蛭的关系抉收舞曲S/询250M0(50"%耦电寧血图2-5所示为系統传输功率与发射端和接收端电感的关系*随若发射端和接 收端电感值的增加『養统传输功率先急剧地增加后逐渐减小。
以满足6kW的传 输功率为搁，柱发射端电感为JOOpH保持不变时，接收端业感增加到lOOpH时 ■(专输功率依然號滿足要求由于谐振电容参数不可连续调节，电感蔘數较黠实现 连续调节.鼠终选取2>2飾pH、G=33nF. £円卯田、C^,lnF的谐振电感和谐 振电容参數系统传输效率与等效负载的关系：带入相关参数后可得，通过matlab可得系统的传输效率和传输功率与等效负载的关系如下：EU 2-6義统传输皱率邦怙韬功率与尊披贲戟阻值的关系从圏2-E中可讯看出.当舒敷興載蛆值趣斷我大时*系统的悴输敢率先埋大丿亓减小「?fc 15fi左若时达到敢大.此时岳统幡輛效率大釣汨黍统隹输功率俺若將处戾载阻值的确加先増大后醺小”血茹on公右时达到舞值.电动汽罪充电时.电地的箱救灵栽阻（3大多対几；-欧蚂*根据图中伎輸功率与等敢负载咀 值的关薪曲线町或看出.轴效负载阻值住几十欧倒时・其传输功率充个町以达到 电动汽车的充电豊求.松耦合变压器原边副边电阻对传输效率的影响：原副边线圈的电阻对传输效率有着很大的影响，通过仿真可以知道原边电阻增大时传输 效率会急剧的减小，而副边电阻较小范围内增大时对频率影响不大，故设计时原边选用高频 低电阻率的线圈材料。
上面介绍了无线电能传输过程中的一些影响因素，下面着重介绍控制策略和松耦合变压器对传输效率的影响磁耦合结构对耦合系数的影响目前常见的耦合机构设计有圆盘式、DD式结构，通过ansys软件仿真可以 得到不同耦合情况下的耦合系数，DD式相较于圆盘式耦合系数更高且单一方向 上的容错率更好；此外线圈的相对大小也对耦合系数有着较大影响，对于较大的 接收线圈来说，耦合系数会更高，但实际设计时，接收端的线圈的长宽不可能超 过汽车的轴距和宽度，而发射线圈的尺寸也不宜超过接收线圈的两倍；另外磁芯 结构也对耦合系数有着较大影响，无磁芯结构相较于有磁芯结构来说耦合系数要 低很多，值得一提的是在无磁芯结构中，原边和副边都没有磁芯时，耦合系数反 而要比单边有磁芯结构耦合系数高控制策略调压控制策略：市电经过整流桥过后输出电压约在 300V 左右，此时通过一 个斩波电路将实现点在 0-300V 可调，通过控制斩波电路输出电压，来控制传输 功率，即通过控制逆变的母线电压来控制整个系统系统仿真框图如下：•L4sceit 毎-EKHMergil•严◎拦啊I ym *5调频揑制策略的电路仿真调频控制策略：经过整流的市电直接输入到逆变器的的直流侧，通过控制逆变器的开关频率来实现自谐振，实验仿真图如下：O3wefgul诙5CT賦巳；r怙』,*1. 系统建模体模块设计PSPF拓扑 接收端补偿电容发射端补偿电容在5.阴心壮眾庞気由上图不难看出对于 SP、PS、PP 三种结构其发射端和接收端的补偿电容均 随着负载端的电阻变换而变化，但对于SS结构来说，其发射端和接收端的补偿 电容与负载无关，实际工作时，由于不同电动汽车的的负载阻值不可能完全相同， 所以一般采用SS结构对电容进行补偿。
1畑S畔）皿3】/翻）叫KR +Re%y +（血耳+叫厶）勺在原边和副边通过串并电容来进行无功补偿，常见的无功补偿有四种结构，串串式、串并式、并串式以及并并式；对于不同拓扑结构的无功补偿数值如下：* 2.1四种拓朴皓摘的发射“接收端补偿电容值1/斶厶）局+2兄& +咙E強厶（圧+2&览斗時石卜咙 财匕2.前级电路（变频器设计）2.1 采样电路设计电压采样：先通过电阻分压，然后在经过一定比例的运放，可以得到采样电压值 的连续模拟值，接到DSP芯片的ADC采样端口后经过一定的算法可以得到电压的 实际值毋线电圧如果电压中含有交流成分，则需要在运算放大器两端加上电容，起到隔直通交的作用，示意 图如下：l：DC-MP电流检测：Buck-Boost电流检测，先将输入电流通过电阻转换为电压，通过两级运算放大 器可以得到相应的采样电流A6AJ-DCDClBuck-Boost^ 流参数选择计算： IGBT 故障信号图1逆箜埠接业源王111略Fig 1 The ma 'r circuit offull-Bridge im'erterr-3.松耦合变压器（谐振器设计）3.1 分段式线圈结构，每一扎线圈被分为四段，中间与电容相连HlKJnun25r)tfiiin图1,6分段式线圈结构着痂电春4. 松耦合变压器设计（谐振器设计）5. 高频整流电路设计6. 控制系统。