电动汽车充电站谐振现象及其分析

邓彦波

摘  要：现如今电动汽车行业已经发展的越来越迅速，随着人们对出行交通需求的增加，电动汽车已经成为了人们生活中占比较大的出行工具。因此，人们对于电动汽车实用性和性价比的需求也越来越高。基于谐振效应，该文将主要探索一下如何提高电动汽车充电站效率，通过仔细研究谐振效应的各个数据进行对比和参考，发现相比于无跟踪式谐振电路、谐振效应的充电系统的参数相对要高。该文将针对谐振效应的种种原理和系统做出介绍和主要应对措施。

关键词：谐振现象  电动汽车  充电站

中图分类号：TM46   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）11（a）-0027-02

现如今人们对于电动汽车的需求越来越高。在时代飞速发展的现在，电动汽车在汽车行业的占比也逐渐增大，人们对于新能源汽车等新式汽车的需求不断提高，而对于旧式汽车也在不断改进。若电动汽车广泛使用的话，那么就要面临许多问题和挑战。主要的方面是在于电动汽车的续航问题和充电方面，这是让电动汽车能够得到广泛使用和普及的关键所在。相对于不可再生能源电动汽车需要能够提供更多的能量支撑汽车的续航。面对电动汽车充电站的谐振反应做出如下措施[1]。

1  谐振耦合电路谐振失谐机理

现如今人们对于低碳的需求在不断提高，尤其是各种新能源产生，这些都加大了人们对于清洁能源的需求和减少对不可再生能源的依赖。如今随着电动汽车的不断增加，作为新能源汽车，它显然符合人们的需求和对于低碳生活的需要，减少污染和围棋排放，同时也能缓解人们对于不可再生能源的依赖。电动汽车的谐振式无线供电技术对于电动汽车来而言是一项非常关键的技术，无论是在提高电动汽车的安全可靠性，还有远距离传输，都是电动汽车相对于传统汽车而言的优点之一。同时也成为了人们研究电动汽车的关键部分。谐振式无线供电技术主要是通过发射电路以及接收电路发生谐振，实现能量的有效传递。但是同样也面临着问题所在，就是可能电路参数的不稳定性，这些都影响着电动汽车以及整个系统的整體运作情况。主要是通过两种谐振式供电电路的调谐控制方法来提高安全性和稳定性。第一种方法能够控制能量的传输，从而改变能量转换效率，以达到信息交换的目的。第二种方法主要是通过电容调节以调控电流，但同时这种方法也存在着缺陷和弊端，所以需要其他的电路稳定措施相以辅助才能够达到预期效果[2]。

现如今电动汽车充电站的充电的方法主要有两种方法：一种方法是有线充电;另一种方法就是无线充电。这两种方法通过名字就可以看出来，充电方法不同，它们的充电效率也各不相同。两种方法相比较的话，有线充电方法对于能量的转换效率是非常高的，远超过无线充电方法。谐振式无线充电的方法能够提高充电的效率，相对于微波电能传输这种效率很低，而且对于伤害比较大的方法来说，如何建立新的谐振充电方法，以达到效率提高的同时，还能够减少对于人体的辐射伤害，是一个关键问题。

电磁场会根据纪律的不同产生迅速的变化。谐振电路就是通过两个正在发生的谐振电路，根据磁场感应的不同，而达到将能量进行传递的效果。根据原理可以得到，当两种回路的谐振频率是相同的时候，那么能量就会有发射回路，而传递到接收的回路上，但如果两种回路都会丧失频率时，那么接收回路所得到的能量就会比，发射回路传递到的能量要少很多，这样就会导致能量失调，从而无法达到能量转换率提高的状况。面对这样的情况，就要进行仔细的分析，通过仔细计算可以得到，当频率不同时，那么就可以发射别的频率的电流来改变影响频率，从而达到谐振频率的相同;在相同时，此时电阻最小，而且收发线圈的电流最大，因此在这个时候能量传输转化的效率也达到了最大。因此，还要保证电路能够相协调，达到谐振效应，同时还要保证距离和频率之间达到相平衡的点，从而提高传输的效率。

2  频率跟踪式谐振耦合系统

2.1 谐振耦合无线充电系统

谐振耦合无线充电系统，这个系统的工作原理是，系统将把从电网吸收的能量，通过多种调和，改变整合转换以后，转换成高频交流电流。然后，将高频交流电流功率放大以后，在阻抗匹配送至发射线圈。当震动的频率，还有信号之间的频率相同时，那么此时线圈里的电流将达到最大水准，在这个时候，磁场感应最明显。而且根据不同的谐振感应频率，在这个时候的磁场耦合同样达到了最大的强度，在这个时候如果发电的话，那么电能的转换将达到最大的效果。与此同时，就能够达到给电动汽车充电站高效率充电的要求。在这样的情况下，能大大提高整个系统的安全性，还有高频率的稳定性，从而达到续航的效果[3]。

2.2 频率跟踪式谐振耦合系统

频率跟踪式谐振耦合系统，这一个系统的工作原理和上一个系统之间有相似之处，但是也有不同的地方。这个系统能够同样达到让电动汽车快速充电的效果。但这个系统受外界因素影响比较大，距离辐射磁场电流的大小都会对其产生比较大的影响，因而这个充电系统相对来说稳定性较差，频率保持不稳定。可以通过发射端频率自动跟踪来改变谐振频率，从而达到谐振频率和发射电路的频率相同的效果，还能够减少外界因素对于充电系统的影响。在系统中，可以通过不同的脉冲来控制逆变器，从而转换整体的频率，以达到频率相同的效果，在这样的相同频率情况下，充电系统就能够达到转换效率的提高。

2.3 频率跟踪方法

频率跟踪方法，这种方法主要是高频电流信号之间的变化。因为为了保持充电系统的稳定性，还有续航能力，所以说要对频率实时跟踪，及时调整发射电路工作状况，因此就需要设计高频电流信号检测。设定特定的频率之后就能够进行检测。通过电流之间的检测和互相感应。再加上独立回路，还有发射电路，此时的电流能够通过不同的分别和会和以达到预期的效果。再通过电阻之间的差异，还有电流之间的不同，在此基础上，再加上电流互相感应器之后，就能够通过对电流进行检测和实施控制，以达到预期效果[4]。

2.4 相位补偿电路

相位补偿电路，主要是因为在电路中，因为有多种情况影响，因此会有时间的差异，在时差中很有可能会因为此时频率的改变而影响整体的充电情况，所以就需要对系统进行相位补偿。保证整体的充电器是达到共同谐振频率上，从而达到充电效率的最大化。对电路进行补偿，主要是通过电压的不同改变，还有电流的不同转化，从而进行调整。为了保证补偿相位不会随着检测电流实时变化，从而影响整体情况，因此就需要进行电路中设置特定的电阻量，以保证补偿相位的固定和稳定，这样也能够实现补偿量的灵活，从而达到实时调整的预期想法。

3  结语

总而言之，电动汽车是一个非常先进的技术，而且对于电动汽车的需求也越来越大，所以说人们对于电动汽车充电的研究也日益增加，为了能够让电动汽车的性能得到大大提升，从而能够达到扩大生产的需要。通过对电流和系统的调整，从而达到预期效果，在频率跟踪的情况下，能够解决因为谐振效率不同而引起不稳定性，可以说通过这种方法能够大大提升整体的安全性和充电的转换效率，可以说是非常具有针对性的策略。

参考文献

[1] 梁营玉，刘建政，许杏桃，等.电动汽车充电站谐波治理方案[J].电力电子技术，2015，49（7）：44-46.

[2] 刘闯，李伟，孙佳俊.一种应用于电动汽车快速充电站的高频隔离双级功率变换器[J].电网技术，2017，41（5）：1636-1643.

[3] 张涛.LLC全桥变换器电动汽车充电机设计[J].电气技术，2018，19（8）：164-167.

[4] 迪姆科·米什科夫斯基，谢尔登·威廉姆森，岳文姣.基于感应电能传输技术的光伏充电站的建模与仿真研究[J].智能建筑电气技术，2017，11（3）：95-97.