電動(dòng)汽車充電站諧振現(xiàn)象及其分析

鄧彥波

摘 ?要：現(xiàn)如今電動(dòng)汽車行業(yè)已經(jīng)發(fā)展的越來越迅速，隨著人們對(duì)出行交通需求的增加，電動(dòng)汽車已經(jīng)成為了人們生活中占比較大的出行工具。因此，人們對(duì)于電動(dòng)汽車實(shí)用性和性價(jià)比的需求也越來越高?；谥C振效應(yīng)，該文將主要探索一下如何提高電動(dòng)汽車充電站效率，通過仔細(xì)研究諧振效應(yīng)的各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和參考，發(fā)現(xiàn)相比于無跟蹤式諧振電路、諧振效應(yīng)的充電系統(tǒng)的參數(shù)相對(duì)要高。該文將針對(duì)諧振效應(yīng)的種種原理和系統(tǒng)做出介紹和主要應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：諧振現(xiàn)象 ?電動(dòng)汽車 ?充電站

中圖分類號(hào)：TM46 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）11（a）-0027-02

現(xiàn)如今人們對(duì)于電動(dòng)汽車的需求越來越高。在時(shí)代飛速發(fā)展的現(xiàn)在，電動(dòng)汽車在汽車行業(yè)的占比也逐漸增大，人們對(duì)于新能源汽車等新式汽車的需求不斷提高，而對(duì)于舊式汽車也在不斷改進(jìn)。若電動(dòng)汽車廣泛使用的話，那么就要面臨許多問題和挑戰(zhàn)。主要的方面是在于電動(dòng)汽車的續(xù)航問題和充電方面，這是讓電動(dòng)汽車能夠得到廣泛使用和普及的關(guān)鍵所在。相對(duì)于不可再生能源電動(dòng)汽車需要能夠提供更多的能量支撐汽車的續(xù)航。面對(duì)電動(dòng)汽車充電站的諧振反應(yīng)做出如下措施[1]。

1 ?諧振耦合電路諧振失諧機(jī)理

現(xiàn)如今人們對(duì)于低碳的需求在不斷提高，尤其是各種新能源產(chǎn)生，這些都加大了人們對(duì)于清潔能源的需求和減少對(duì)不可再生能源的依賴。如今隨著電動(dòng)汽車的不斷增加，作為新能源汽車，它顯然符合人們的需求和對(duì)于低碳生活的需要，減少污染和圍棋排放，同時(shí)也能緩解人們對(duì)于不可再生能源的依賴。電動(dòng)汽車的諧振式無線供電技術(shù)對(duì)于電動(dòng)汽車來而言是一項(xiàng)非常關(guān)鍵的技術(shù)，無論是在提高電動(dòng)汽車的安全可靠性，還有遠(yuǎn)距離傳輸，都是電動(dòng)汽車相對(duì)于傳統(tǒng)汽車而言的優(yōu)點(diǎn)之一。同時(shí)也成為了人們研究電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部分。諧振式無線供電技術(shù)主要是通過發(fā)射電路以及接收電路發(fā)生諧振，實(shí)現(xiàn)能量的有效傳遞。但是同樣也面臨著問題所在，就是可能電路參數(shù)的不穩(wěn)定性，這些都影響著電動(dòng)汽車以及整個(gè)系統(tǒng)的整體運(yùn)作情況。主要是通過兩種諧振式供電電路的調(diào)諧控制方法來提高安全性和穩(wěn)定性。第一種方法能夠控制能量的傳輸，從而改變能量轉(zhuǎn)換效率，以達(dá)到信息交換的目的。第二種方法主要是通過電容調(diào)節(jié)以調(diào)控電流，但同時(shí)這種方法也存在著缺陷和弊端，所以需要其他的電路穩(wěn)定措施相以輔助才能夠達(dá)到預(yù)期效果[2]。

現(xiàn)如今電動(dòng)汽車充電站的充電的方法主要有兩種方法：一種方法是有線充電;另一種方法就是無線充電。這兩種方法通過名字就可以看出來，充電方法不同，它們的充電效率也各不相同。兩種方法相比較的話，有線充電方法對(duì)于能量的轉(zhuǎn)換效率是非常高的，遠(yuǎn)超過無線充電方法。諧振式無線充電的方法能夠提高充電的效率，相對(duì)于微波電能傳輸這種效率很低，而且對(duì)于傷害比較大的方法來說，如何建立新的諧振充電方法，以達(dá)到效率提高的同時(shí)，還能夠減少對(duì)于人體的輻射傷害，是一個(gè)關(guān)鍵問題。

電磁場(chǎng)會(huì)根據(jù)紀(jì)律的不同產(chǎn)生迅速的變化。諧振電路就是通過兩個(gè)正在發(fā)生的諧振電路，根據(jù)磁場(chǎng)感應(yīng)的不同，而達(dá)到將能量進(jìn)行傳遞的效果。根據(jù)原理可以得到，當(dāng)兩種回路的諧振頻率是相同的時(shí)候，那么能量就會(huì)有發(fā)射回路，而傳遞到接收的回路上，但如果兩種回路都會(huì)喪失頻率時(shí)，那么接收回路所得到的能量就會(huì)比，發(fā)射回路傳遞到的能量要少很多，這樣就會(huì)導(dǎo)致能量失調(diào)，從而無法達(dá)到能量轉(zhuǎn)換率提高的狀況。面對(duì)這樣的情況，就要進(jìn)行仔細(xì)的分析，通過仔細(xì)計(jì)算可以得到，當(dāng)頻率不同時(shí)，那么就可以發(fā)射別的頻率的電流來改變影響頻率，從而達(dá)到諧振頻率的相同;在相同時(shí)，此時(shí)電阻最小，而且收發(fā)線圈的電流最大，因此在這個(gè)時(shí)候能量傳輸轉(zhuǎn)化的效率也達(dá)到了最大。因此，還要保證電路能夠相協(xié)調(diào)，達(dá)到諧振效應(yīng)，同時(shí)還要保證距離和頻率之間達(dá)到相平衡的點(diǎn)，從而提高傳輸?shù)男省?/p>

2 ?頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)

2.1 諧振耦合無線充電系統(tǒng)

諧振耦合無線充電系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的工作原理是，系統(tǒng)將把從電網(wǎng)吸收的能量，通過多種調(diào)和，改變整合轉(zhuǎn)換以后，轉(zhuǎn)換成高頻交流電流。然后，將高頻交流電流功率放大以后，在阻抗匹配送至發(fā)射線圈。當(dāng)震動(dòng)的頻率，還有信號(hào)之間的頻率相同時(shí)，那么此時(shí)線圈里的電流將達(dá)到最大水準(zhǔn)，在這個(gè)時(shí)候，磁場(chǎng)感應(yīng)最明顯。而且根據(jù)不同的諧振感應(yīng)頻率，在這個(gè)時(shí)候的磁場(chǎng)耦合同樣達(dá)到了最大的強(qiáng)度，在這個(gè)時(shí)候如果發(fā)電的話，那么電能的轉(zhuǎn)換將達(dá)到最大的效果。與此同時(shí)，就能夠達(dá)到給電動(dòng)汽車充電站高效率充電的要求。在這樣的情況下，能大大提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，還有高頻率的穩(wěn)定性，從而達(dá)到續(xù)航的效果[3]。

2.2 頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)

頻率跟蹤式諧振耦合系統(tǒng)，這一個(gè)系統(tǒng)的工作原理和上一個(gè)系統(tǒng)之間有相似之處，但是也有不同的地方。這個(gè)系統(tǒng)能夠同樣達(dá)到讓電動(dòng)汽車快速充電的效果。但這個(gè)系統(tǒng)受外界因素影響比較大，距離輻射磁場(chǎng)電流的大小都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生比較大的影響，因而這個(gè)充電系統(tǒng)相對(duì)來說穩(wěn)定性較差，頻率保持不穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^發(fā)射端頻率自動(dòng)跟蹤來改變諧振頻率，從而達(dá)到諧振頻率和發(fā)射電路的頻率相同的效果，還能夠減少外界因素對(duì)于充電系統(tǒng)的影響。在系統(tǒng)中，可以通過不同的脈沖來控制逆變器，從而轉(zhuǎn)換整體的頻率，以達(dá)到頻率相同的效果，在這樣的相同頻率情況下，充電系統(tǒng)就能夠達(dá)到轉(zhuǎn)換效率的提高。

2.3 頻率跟蹤方法

頻率跟蹤方法，這種方法主要是高頻電流信號(hào)之間的變化。因?yàn)闉榱吮３殖潆娤到y(tǒng)的穩(wěn)定性，還有續(xù)航能力，所以說要對(duì)頻率實(shí)時(shí)跟蹤，及時(shí)調(diào)整發(fā)射電路工作狀況，因此就需要設(shè)計(jì)高頻電流信號(hào)檢測(cè)。設(shè)定特定的頻率之后就能夠進(jìn)行檢測(cè)。通過電流之間的檢測(cè)和互相感應(yīng)。再加上獨(dú)立回路，還有發(fā)射電路，此時(shí)的電流能夠通過不同的分別和會(huì)和以達(dá)到預(yù)期的效果。再通過電阻之間的差異，還有電流之間的不同，在此基礎(chǔ)上，再加上電流互相感應(yīng)器之后，就能夠通過對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)和實(shí)施控制，以達(dá)到預(yù)期效果[4]。

2.4 相位補(bǔ)償電路

相位補(bǔ)償電路，主要是因?yàn)樵陔娐分?，因?yàn)橛卸喾N情況影響，因此會(huì)有時(shí)間的差異，在時(shí)差中很有可能會(huì)因?yàn)榇藭r(shí)頻率的改變而影響整體的充電情況，所以就需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相位補(bǔ)償。保證整體的充電器是達(dá)到共同諧振頻率上，從而達(dá)到充電效率的最大化。對(duì)電路進(jìn)行補(bǔ)償，主要是通過電壓的不同改變，還有電流的不同轉(zhuǎn)化，從而進(jìn)行調(diào)整。為了保證補(bǔ)償相位不會(huì)隨著檢測(cè)電流實(shí)時(shí)變化，從而影響整體情況，因此就需要進(jìn)行電路中設(shè)置特定的電阻量，以保證補(bǔ)償相位的固定和穩(wěn)定，這樣也能夠?qū)崿F(xiàn)補(bǔ)償量的靈活，從而達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)整的預(yù)期想法。

3 ?結(jié)語

總而言之，電動(dòng)汽車是一個(gè)非常先進(jìn)的技術(shù)，而且對(duì)于電動(dòng)汽車的需求也越來越大，所以說人們對(duì)于電動(dòng)汽車充電的研究也日益增加，為了能夠讓電動(dòng)汽車的性能得到大大提升，從而能夠達(dá)到擴(kuò)大生產(chǎn)的需要。通過對(duì)電流和系統(tǒng)的調(diào)整，從而達(dá)到預(yù)期效果，在頻率跟蹤的情況下，能夠解決因?yàn)橹C振效率不同而引起不穩(wěn)定性，可以說通過這種方法能夠大大提升整體的安全性和充電的轉(zhuǎn)換效率，可以說是非常具有針對(duì)性的策略。

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