雷竞技网页版研究和评论——国际期刊雷竞技苹果下载

国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

菜单

ISSN在线(2278 - 8875)打印(2320 - 3765)

所有提交的电磁系统将被重定向到在线手稿提交系统。作者请直接提交文章在线手稿提交系统各自的杂志。

雷竞技网页版为电动汽车应用非接触式电源和数据传输

萨拉·阿西娅1,Amna Al-Marwani1,温和的哈达2艾哈迈德马苏德3
  1. 学生,EE称,卡塔尔多哈卡塔尔大学的工程学院1
  2. 助理教授,EE称,卡塔尔多哈卡塔尔大学的工程学院2
  3. 副教授,EE称,卡塔尔多哈卡塔尔大学的工程学院3
相关文章Pubmed,谷歌学者

访问更多的相关文章国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程

文摘

论述了使用非接触式电源和数据传输(CPDT)充电电动汽车(EV)雷竞技网页版。本文的主要贡献跨越的分析和发展非接触式能量传输(CPT)设计,以及系统的实际实现原型。雷竞技网页版CPT系统主要由两部分组成;发射机和接收机的部分。在发射机部分有一个直流供电系统供电。然后这个直流转换为交流的高频逆变器。单相全桥逆变器是用于这个应用程序。产生的交流电压逆变器将通过线圈从发射机到接收机。这是通过一个串联谐振电路在发射机和接收机。转移后的二次侧的权力系统,它用于电动汽车的电池充电。 Therefore a rectifier is needed to convert the AC to DC voltage. Data also is transferred wirelessly with the power in order to control the charging process for the electric vehicles with different proposed scenarios. A scaled down prototype has been tested experimentally for the CPDT. Despite tested for different air gaps, the implemented CPT system results are presented for an air gap of 1 cm.

关键字
雷竞技网页版非接触式电力传输,数据传输,电动汽车,谐振变换器。

介绍
电动汽车得到广泛的接受近年来作为一种新兴技术。其市场急剧增加,因为它不会产生有害气体燃料的汽车一样。电动汽车依赖电力充电电池,可再生能源如太阳能和风能,代表了一个伟大的优势[1 - 3]。为了充电电动汽车需要有一根电线连接到汽车的电池,可以连接到插头。该系统的主要缺点是,应该实现手动连接。这个方法不是很方便,在潮湿的条件可能会有安全风险。因此,一个合适的解决方案是无线传输能力的电动汽车被称为非接触式电能传输(CPT)。雷竞技网页版
CPT之间传输电能的过程是两个或两个以上的电子设备不使用直接导线连接[4]。这是一个新方法,为电子设备提供能量,而无需使用电缆或连接器,这就增加了由于不需维护的操作可靠性的重要系统[5]。该系统可用于低功率设备如家庭设备和办公室,以及高功率设备,如航空航天、生物医学和机器人应用程序[6]。这种技术的优点是;不需维护的操作,没有引发效果由于接触问题,完成电气隔离中小导体和强度对灰尘和环境条件[7]。雷竞技网页版CPT提供了一个更高级别的安全性和更大的灵活性以满足约束空间或其他约束。CPT是通过一个合适的类型的波,它携带的能量。CPT系统可以通过光子光波传输能量,在电磁波电场或磁场[8]。CPT系统可以分为电容耦合和电感耦合。电容耦合用于低功率范围,而电感耦合允许转让的权力之间密尔瓦千瓦[9]。 Some of the advantages of capacitive power transfer is that using capacitor make the system simpler, have low cost, low electromagnetic radiation, and no need for magnetic flux guiding and shielding components [9]. Although this system has many advantages but it also has some constraints that limit the performance of the system. The amount of coupling capacitance depends on the available area of the device. This can be solved by either increasing the size of the capacitor, which is not practical in some applications, or by targeting low power applications [10,11]. The inductive power transfer is widely used and has many advantages such as its ability to transfer larger power than capacitive coupling. Inductive power transfer carries lower risk of electric shock because there are no exposed conductors. Moreover, inductive power transfer is waterproof since the charging connections are fully enclosed, which makes it suitable for harsh environments in general. In this paper, CPT will refer to inductive power transfer. The main disadvantages of CPT are heat and power transfer efficiency [12,13]. It takes more power to inductively charge an energy storage system than charging it through normal conductive means. This is due to the higher power loss in the induction coils.
论述了使用非接触式电源和数据传输(CPDT)技术对充电电动汽车(雷竞技网页版EV)。本文的主要贡献跨越CPT的分析和开发设计,以及系统的实际实现原型。CPT系统主要由两部分组成;发射机和接收机的部分。在发射机部分有一个直流供电系统供电。然后这个直流转换为交流的高频逆变器。单相全桥逆变器是用于这个应用程序。产生的交流电压逆变器将通过线圈从发射机到接收机。这是通过一个串联谐振电路在发射机和接收机。转移后的二次侧的权力系统,它用于电动汽车的电池充电。 Therefore a rectifier is needed to convert the AC to DC voltage. Data also is transferred wirelessly with the power in order to control the charging process for the electric vehicles with different proposed scenarios. A scaled down prototype has been tested experimentally for the CPDT. Despite tested for different air gaps, the implemented CPT system results are presented for an air gap of 1 cm. By having the transmitter section of the charging system built in at the parking slot, the chances of danger or harmfulness on anyone that enter the parking space are reduced. To make sure that the CPT system will only transfer power when a car is on top of it, proximity switches can be used to detect that the car is parked correctly in the parking slot, then the CPT system will start charging. Different charging scenarios; charging once parked (COP), charging based on request (CBR), charging based on request with delay (CBRD), and charging with switched OFF engine (CEOFF) are proposed.

雷竞技网页版非接触式电力传输系统
本节讨论的CPT电感耦合。它探讨了CPT变压器的概念然后调查谐振电路,它主要是四种类型(基于谐振电路);系列(SS)、串并联(SP),并串联(PS)和并行(PP)。四个拓扑之间的比较后,选择使用的拓扑CPT系统进行了探讨。然后在这个设计通信系统的作用将探索。CPT系统由两部分组成;发射机和接收机。在发射机,直流供电将通过一个逆变器转换成交流电(操作在一个较高的频率)谐振电路。然后通过电感耦合系统的接收端。在接收端将交流电源转换成直流整流器。 The system does not only transfer power, it also transfers data between transmitter and receiver sides. The data transmission system will be achieved through a separate system than the power transfer system; as high power is being transferred which may affect the data transfer. The overall system is presented in Fig. 1 [3].

答:单相逆变器
图2显示了功率单相全桥电压源逆变器的电路图。为了产生一个高频输出,为方波逆变器将控制操作,如图2所示。

b .谐振电路
谐振电路的第二部分CPT系统如图1所示。电容的两端插入订单取消的影响,发射机和接收机的高漏电感线圈。漏电感高由于两线圈之间的距离和/或空气的核心。可能的组合共振电路在发射机和接收机电路可分为基于连接的电容器。谐振电路有四种类型,每种类型由两个字母S和P系列平行,第一个字母代表了发射机,第二部分代表了接收机的一面。党卫军拓扑的选择有两个主要优势,使其有益的。首先,二次绕组的阻抗反射到初级绕组只有一个真正的反映分量和无功分量[13]。第二个优势是,主要和次要的选择补偿电流之间是独立的互感或负载(即初级和二级共振频率是独立的互感或负载,只有依靠selfinductance的初级和次级绕组和各自的补偿功放)[13]。

通信系统
CPDT系统,第二部分的通信系统与电力传输系统。这部分的一个重要组成部分的CPT系统启动命令开始充电,它也给命令停止充电。

答:无线个域网的通讯系统
在数据传输系统设计无线个域网的程序被使用(14、15)。无线个域网通常用于长距离传输数据,通过中间设备达到更远的。此外,无线个域网网络能够达到所有设备没有中央控制或大功率发射机接收机[16]。同时,无线个域网用于应用程序需要一个安全的网络与低数据率和电池寿命长。它最适合于应用程序,包括无线电灯开关,流量管理系统、电表显示在家里,和其他应用程序需要一个短程无线传输的数据以低利率。无线个域网是一个低成本、低功耗标准[17]。无线个域网节点也可以改变模式,如从睡梦中在30 ms或少主动模式,表明可以低延迟和设备可以响应速度比蓝牙激活时间大约三秒钟。无线个域网的平均消耗功率是另一个优势,可以低导致更长寿命的电池是由于无线个域网节点大部分时间可以睡。因此无线个域网一直被应用在通信系统。

b .权力交接
首先当接收机的发射器,发射器将通知发送到控制器的接收机要求检查电池的水平。如果电池是低将开始收费,如果电池充满,那么它将会停止充电。这个操作将继续,只要接收方在发射机的范围。不同场景的充电方法将在下一节中讨论。

实际系统的实现
系统的实际实现和描述的方法来测量电感CPT系统将在本节中讨论。

答:系统描述
非接触式雷竞技网页版电源和数据传输系统图3所示。系统的每个块在以下部分说明。图4给出了系统测试平台广告图5中的逆变器详细。采用数字信号处理器是ezdsp TMS320F28335。DSP的特点TMS320F28335, 30 MHz输入时钟,150 MHz的操作速度,18 PWM输出,12位ADC(16通道)。

b . SS谐振拓扑
党卫军谐振拓扑包含一个电感器和电容器系统的两侧。双方电感是图6所示。这是由双方与30转线。两个绕组之间的分离已设置为1厘米。因此在不同的参数进行不同的测试更方便使用可变电容器。

c .相互和漏电感的测量
两种方法已被用于测量相互和漏电感;直接测量和串联。下面的内容将澄清两种方法。

C.1。方法1:直接测量
函数发生器是用来供应电压的频率30千赫(感兴趣的频率)初级线圈。然后一次电流和二次电压测量,而次要是开放的(主空载电流和二次空载电压)。这些结果产生磁化电感和漏电感。从方程(1)和(2),泄漏和互阻抗的值计算。为了找到电容器的值,方程(3)和(4)。附录A泄漏和相互包含的表值阻抗不同的分离距离和频率。
图像
图像
图像
图像

C.2。方法2:串联
另一个测试是用来测量漏电感和互感。两个电感串联连接的两种极性相互耦合的结果,见图7)。这两个测量Lx1和Lx2如下:
图像
图像
然后从(5)和(6),可以获得互感。也漏电感L1和L2将假定平等(匝数相同)。
CPT系统参数,泄漏和相互电感测试结果发现,可以列举如表1所示。

d .通信系统
的启动和停止充电过程中,使用的是无线通信系统。通信系统包括两个waspmote董事会[18]与两个Zigbee模块相连。系统的波特率是38400,发射机和接收机之间的距离可大可小,因为waspmote使用无线个域网拥有大量沟通的距离。操作所需的权力waspmote很低。它会消耗62μa模式,是本设计中使用。从理论上说,电力传输系统、数据传输系统应放置远离彼此,这样没有任何传输数据和传输功率之间的干扰。但因为数据通信系统可以传输数据到2.4 ghz,权力转移30千赫,干扰将会非常小,可以忽略。因此数据通信系统被附近的电力传输系统。图1是框图显示的位置数据传输系统。有多个场景,在该场景中,使用通信系统。 These scenarios are discussed below.
第一个场景是使用两个waspmote董事会。waspmote板是连接到DSP逆变器的功率发射机系统的一部分。另waspmote板是连接到电池的电力接收器系统的一部分。在电力接收器部分,waspmote将连接到一个电流传感器。这个电流传感器将感觉流当前电池的电动汽车,因此将消息发送到发射机部分waspmote开始收费或停止充电。
第二个场景是通过使用one-waspmote董事会。这个waspmote董事会将连接到功率发射机的系统。这个委员会将有意义的光;因此如果一辆汽车停在董事会将发送系统开始充电。然后一个计时器也将开始。这个计时器设定一定时间后停止充电。这一次计算出完全充电电池没电。这个方法不是很有效,如果电池带电或任何其他国家的一半水平,该系统将继续充电后电池完全加载。还光传感方法可能不是很有效,这是因为大多数停车场有阴影在他们之上,这将使光感应操作复杂。
第三个场景是通过使用两个waspmote董事会。一个waspmote董事会将连接到功率发射机的系统;其他waspmote董事会将会连接到一个按钮,根据用户将被放置在第一个waspmote董事会。当用户想开始充电时,按下按钮。然后waspmote板连接到按钮将发送消息waspmote板连接到功率发射机系统将使一部分开始充电。停止充电过程应按另一个按钮。停止这个场景不是有效的方法。
第四个场景是一样的第三个场景,但停止方法是不同的。停止充电将会有一个计时器,程序根据时间死电池完全充电。这种方法可能会更有效率,第三种方法,如果用户忘记停止充电,则系统将继续充电。但是通过一个计时器即使电池还没有死后一定时间充电操作将停止。

实现的结果和讨论
本节讨论整个系统的结果。
答:泄漏,并相互电感和电阻
图8代表互阻抗,漏阻抗、互感和漏电感不同初级线圈和次级线圈之间的距离。在下面的图中,它可以表明,当频率增加漏电感和互感增加下降。的互感耦合系数的相关关系方程(7)所示。
图像
k, k是耦合系数和0≤≤1,第一个线圈的电感L1, L2第二线圈的电感。
1和0之间的耦合系数总是,“1”表示完美的耦合。“0”表示一个系统,发射机和接收机线圈是相互独立的。图9显示了频率之间的关系和耦合系数不同的距离。它可以表明,随着频率的增加耦合系数增加,当增加的距离偏差范围的耦合系数降低。

整个系统的输出结果

责任输入电压和电流
下面的图10显示了行为的输入电压和输入电流谐振电路的电阻负载的不同价值。在图10中,蓝色方块波形代表输入电压时,粉色代表输入电流波形的频率等于30千赫。

输出电压和电流
图11显示了输出电压和输出电流的行为不同的电阻负载的价值。在图11中,蓝色方块代表输出电压波形和粉色表示输出电流波形。计算系统的输入功率,直流供电的输入电压测量的输入直流电流供应也在衡量,然后计算输入功率(8)所示。
图像
计算出的平均输出功率是平均的结果输出电压和电流的产品。然后计算整个系统的效率,使用方程(9)。
图像
系统效率已经达到77%,R = 20Ω

d .收费情况
在本节中,不同的场景描述的收费方案。有不同的场景开始充电。

D.1。一旦停(警察)
电动汽车的用户并不控制该充电方法。一旦车辆停在停车位置正确,电动汽车的充电系统将通信,发送一条消息来检查电池的水平。如果电池需要充电,那么它将权力转移。充电系统将继续与电动汽车交流直到电池充满电然后将停止传输电力。

D.2。负责基于请求(CBR)
在此方法中,汽车将被停止充电根据用户的要求这是一种控制方法,当车停用户必须选择发送消息到一个充电系统开始充电或停止。

D.3。基于请求延迟(CBRD)
在这种方法中,车控延迟当车停用户订单开始充电的通信系统,汽车将在给定的时间后开始收费。这种方法允许电动车系统充电之前酷一点。

D.4。负责与发动机关闭(CEOFF)
在这种方法中,汽车将公园停车场槽然后当引擎就可以发送一条消息从充电器检查如果需要电池的水平,然后开始充电,如果完全充电停止。

结论
本文使用电感耦合CPDT系统被设计和实现。CPT可以使用在许多应用程序中,但本文中讨论的含义是一个无线电动汽车充电器。无线数据传输与权力为了控制的电动汽车的充电过程提出不同的场景。一个按比例缩小的原型已经CPDT测试实验,测试了1厘米的气隙。的效率已经达到77%。不同的收费情况;充电一次停(警察),基于请求(CBR)充电,充电基于请求延迟(CBRD)和充电关闭引擎(CEOFF)提出。

承认
这个刊物是通过UREP卡塔尔国家研究基金的资助12-082-2-035 (QatarFoundation成员)。这里所列的陈述只是作者的责任。

表乍一看
表的图标
表1

数据乍一看
图1 图2 图3 图4 图5
图1 图2 图3 图4 图5
图6 图7 图8 图9 图10
图6 图7 图8 图9 图10
图11 图12 图13
图11 图12 图13

附录A:电感的计算
图像
图像

引用
  1. Madawala,英国;(见上图)m;Thrimawithana, D.J.,"A Power–Frequency Controller for Bidirectional Inductive Power Transfer Systems," Industrial Electronics, IEEE Transactions on , vol.60, no.1, pp.310,317, Jan. 2013
  2. Madawala,英国;Thrimawithana d J。,"Modular-based inductive power transfer system for high-power applications," Power Electronics, IET , vol.5, no.7, pp.1119,1126, August 2012
  3. 嗯,j .;李,S.W.;李,W.Y.;曹,G.H.;Rim,比较温度,"Narrow-Width Inductive Power Transfer System for Online Electrical Vehicles," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.26, no.12, pp.3666,3679, Dec. 2011
  4. Madawala,英国;Thrimawithana d J。,"Current sourced bi-directional inductive power transfer system," Power Electronics, IET , vol.4, no.4, pp.471,480, April 2011
  5. Kurschner d;Rathge c;祝玛尔式上升器,U。,"Design Methodology for High Efficient Inductive Power Transfer Systems With High Coil Positioning Flexibility," Industrial Electronics, IEEE Transactions on , vol.60, no.1, pp.372,381, Jan. 2013
  6. Chwei-Sen王;Covic G.A.;Stielau,平炉,"Investigating an LCL load resonant inverter for inductive power transfer applications," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.19, no.4, pp.995,1002, July 2004
  7. 吴,得出;Covic G.A.;男孩,j.t;Robertson D.J.,"A Series-Tuned Inductive-Power-Transfer Pickup With a Controllable AC-Voltage Output," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.26, no.1, pp.98,109, Jan. 2011
  8. Covic G.A.;男孩,j.t;基森,M.L.G.;陆,H.G.,"A Three-Phase Inductive Power Transfer System for Roadway-Powered Vehicles," Industrial Electronics, IEEE Transactions on , vol.54, no.6, pp.3370,3378, Dec. 2007
  9. Sungwoo李;Bohwan蔡;Rim,比较温度,"Dynamics Characterization of the Inductive Power Transfer System for Online Electric Vehicles by Laplace Phasor Transform," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.28, no.12, pp.5902,5909, Dec. 2013
  10. Karagozler主机;戈尔茨坦,南卡罗来纳州;特,科学博士,"Analysis and Modeling of Capacitive Power Transfer in Microsystems," Circuits and Systems I: Regular Papers, IEEE Transactions on , vol.59, no.7, pp.1557,1566, July 2012
  11. Theodoridis议员。,"Effective Capacitive Power Transfer," Power Electronics, IEEE Transactions on , vol.27, no.12, pp.4906,4913, Dec. 2012
  12. b . m . Wilamowski和j·d·欧文,工业电子手册,泰勒和弗朗西斯集团有限责任公司,2011年版。
  13. 美国Chopra,”为电雷竞技网页版动汽车充电应用程序非接触式权力交接”,代尔夫特理工大学,2011。
  14. s . Farahani ZigBee无线网络和传输模式,爱思唯尔有限公司,2008年版。
  15. m .保卢斯,“电动汽车无线充电系统”。
  16. r .普洱茶k . v . Schuylenbergh m . Catysse和b .何曼思“无线感应移交权力和数据”。
  17. g·a·j·艾略特,s·拉伯,g . a . Covic和j . t .男孩,“多相皮卡大型横向容忍非接触式功率转换系统,”57卷,没有。雷竞技网页版5,2010。
  18. Libelium Waspmote技术指南,Libelium Comunicaciones Distribuidas S.L.,2012年。
全球技术峰会