مدل‌سازی و طراحی یک مبدل تشدیدی برای شارژ القایی خودروهای الکتریکی

امروزه، بخاطر معضلات زیست محیطی استفاده از خودروهای الکتریکی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. یکی از مشکلات موجود در این حوزه، شارژ باطری این خودرها است. شارژرهای مبتنی بر القای مغناطیسی بخاطر مزایای از جمله حذف سیم و کابل و قابلیت اطمینان بالا نسبت به شارژرهای پلاگین معمول؛ با پیشرفت تکنولوژی در حوزه الکترونیک قدرت در حال توسعه هستند. این راه‌حل جدید امکان ساخت سیستم‌های انتقال انرژی کم هزینه و هوشمند را فراهم می‌کند. شارژرهای القایی یک سیم پیچ فرستنده بر روی زمین و یک سیم پیچ گیرنده بر روی خودرو دارند. بخاطر فاصله هوایی، تزویج مغناطیسی بین اولیه و ثانویه ضعیف است. در این مقاله یک شارژر القایی دو طرفه معمولی مبتنی بر مبدل تشدیدی مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس ساختار آن با مدل تزویج مغناطیسی ضعیف ترکیب می شود و مدل ترکیبی مورد تحلیل و بررسی قرار می گیرد. در نهایت مدل بدست آمده و تحلیل های محاسباتی صورت گرفته، با انجام شبیه سازی بر روی یک مبدل شارژ باتری 6.6 کیلوواتی در محیط سیمولینک matlab مورد تایید قرار می گیرند. نشان داده می شود با تغییر تزویج در گستره 0.1 تا 0.9، اگر فرکانس تشدید با خازن تشدیدی متغیر، ثابت نگه داشته شود،  ولتاژ شارژ باتری تقریباً در گستره 440 ولت تا 450 ولت ثابت می ماند. 

resonance converter for inductive charging of electric vehicles; modeling and design

nowadays, electric vehicles have gained more attention due to environmental issues. in this regard, charging the batteries of electric vehicles is one of the main challenges. because of recent advancements in power electronics, inductive power transfer (ipt) chargers are rapidly developing due to some advantages compared to conventional plug-in chargers, such as no cable required and higher reliability. this new solution allows the building of low-cost and intelligent energy transfer systems. ipt chargers have a transmitter coil on the ground and a receiver coil on the vehicle. due to the air gap, the magnetic coupling between the primary and secondary is weak. in this paper, the structure of a typical bidirectional charger based on a resonant converter is developed by a weak magnetic coupling. finally, the obtained model and the performed computational analyzes are confirmed by simulation on a 6.6 kw battery charging converter in the simulink matlab. it is shown that by changing the electromagnetic coupling in the range of 0.1 to 0.9, if the resonance frequency is kept constant with a variable resonance capacitor, the battery charging voltage remains almost constant in the range of 440 v to 450 v.