Ключові слова
wireless battery charging
air transformer
series resonance
power transmission efficiency
electromagnetic shield бездротова передача енергії
бездротова зарядка акумуляторної батареї
повітряний трансформатор
послідовний резонанс
ефективність енергопередачі
електромагнітний екран
Як цитувати
Анотація
Проведено теоретичні дослідження ефективності передачі електричної енергії у бездротовому зарядному пристрої індуктивного типу із послідовним резонансом в колах передавальної та приймальної котушок. Показано, що ефективність залежить від параметру (добуток коефіцієнту магнітного зв’язку та добротності котушок) і співвідношення активних опорів акумуляторної батареї та котушки. Показано, що існує оптимальне значенням співвідношення, за якого ефективність пристрою є максимальною (за умови = const) і її значення монотонно зростає із ростом параметра. Причому, для досягнення ефективності більше 0.8, необхідно мати систему котушок із значенням 10. Наведено графічні залежності, що надають змоги визначення цієї ефективності як функції цих двох параметрів та встановити допустимий інтервал змінення співвідношення опорів з точки зору високої ефективної енергопередачі. Проведено чисельний розрахунок високочастотного магнітного поля (із робочою частотою 100 кГц), що утворюється котушками, у двох випадках – за відсутності екранування та за наявності алюмінієвих електромагнітних екранів. Показано високу ефективність використання таких екранів. Особливістю розрахунку є те, що для визначення значень комплексних струмів в обох котушках, які залежать від режиму роботи всього пристрою, використовується попередній їхній розрахунок на основі створеної Simulink-моделі пристрою. Бібл. 14, рис. 5, табл. 2.
Посилання
Trivino-Cabrera A., Gonzalez-Gonzalez J., Aguado J. Wireless Power Transfer for Electric Vehicles: Foundations and Design Approach. Springer, 2020. 175 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-26706-3
Song M., Belov P., Kapitanova P. Wireless Power transfer inspired by the modern trends in electromagnetics. Applied Physics Reviews. 2017. No 4. Pp. 0211102(1-19). DOI: https://doi.org/10.1063/1.4981396
Patil D., McDonough M.K., Miller J.M., Fahimi B., Balsara P.T. Wireless power transfer for vehicular applications: overview and challenges. IEEE Transactions jn Transportation Electrification. 2017. No 4. Pp 3–37. DOI: https://doi.org/10.1109/TTE.2017.2780627
Kurs A., Karalis A., Moffat R. Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances. Science Ex-press. 2007. Vol. 317. No 5834. Pp. 83-86. DOI: https:dooi.org/10.1126/science.1143254
Frivaldski M., Spanik P., Drgona P., Jaros V., Piri M. Analisis of Wireless Power System Efficiency in Dependecy on Configuration of Resonant Tank. Wireless Power Transfer - Fundamentals and Technologies, 2016. Pp.27-48. DOI: https://doi.org/10.5772/62998.
Kurkova O.P, Efimov V.V. Numerical computer modeling and optimization of circuit solutions for contactless chargers for electric drive vehicles. Sistemy upravleniia, svizi i bezopasnosti. 2019. No 3. Pp. 64-88. (Rus). DOI: https://doi.org/10.24411/2410-9916-2019-10305
Ahmad A., Saad Alam M.S., Chalan R.C. A Comprehensive Review of Wireless Charging Technologies for Electri-cal Vehicles. IEEE Transactions On Transportation Electrification. 2017. Vol. 4. No 1. Pp. 38-63. DOI: https://doi.org/10.1109/TTE.2017.2771619.
Choi S.Y., Jeong S.Y., Gu B.W., Lim G.C., Rim C.T. Ultraslim S-Type Power Supply Rails for Roadway – Powered Electric Vehicles. IEEE Transactions on Power Electron. 2015. Vol. 30. No 11. Pp.6456-6468. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2015.2444894
Bojarski M., Asa E., Colak K., Czarkowski D. A 25 kW industrial prototype wireless electric vehicle charger. IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition – APEC2016. Long Beach, CA, USA, March 20-24, 2016. Pp. 1756-1961. DOI: https://doi.org/10.1109/APEC.2016.7468105
Sato F., Morita J., Takura T., Sato T., Matsuki H. Research on Highly Efficient Contactless Power Station Systems using Meander Coil for Moving Electric Vehicle Model. Journal of the Magnetics Society of Japan. 2012. Vol. 36. No 3. Pp.249-252. DOI: https://doi.org/10.3379/msjmag.1205R014
Shimohara N. Wireless power Transmission progress for electric vehicle in Japan. IEEE Conferences on Radio and Wireless Symposium (RWS formerly RAWCON). Austin, TX, USA, January 20-23, 2013. Pp. 109-111. DOI: https://doi.org/10.1109/RWS.2013.6486657.
Kamineni A., Covle G.A., Boys J.T. Analysis of Coplanar Intermediate Coil Structures in Inductive Power Transfer Systems. IEEE Transactions on Power Electronics. 2015. Vol. 30. No 11. Pp. 6141-6154. DOI: https://doi.org/10.1109/TPEL.2014.2378733.
Vatsava, Ahmad A., Saad Alam M.S., Chalan R.C. Efficiency enhancement of wireless charging for electric vehi-cles through reduction of coil misalignment. IEEE Transportation Electrification Conference (ITEC), Chicago, IL, USA, June 22-24, 2017. Pp. 21-26. DOI: https://doi.org/10.1109/ITEC.2017.7993241.
Kalantarov P.L., Zeitlin L.A. Calculation of inductances. Leningrad: Energoatomizdat. 1986. 458 p. (Rus)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2021 Array