功率匹配型高效无线电能传输系统结构与控制技术研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51607052
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    郑昕昕
  • 依托单位：
    合肥工业大学
  • 学科分类：
    E0706.电力电子学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Low transmission efficiency and electromagnetic radiation pollution are the two challenges of the Electric Vehicle Wireless Power Transfer (WPT) technology. In order to simplify the system, improve the work reliability and transmission efficiency, this project studies the power matching structure and advanced control technology of the magnetic induction WPT, which has lower electromagnetic radiation pollution. The improvement of the system structural, topology and the magnetic design of the transformer are discussed to overcome the low transmission efficiency of the WPT. The system efficiency and reliability are improved by advanced control technology. The main research contents are as follows. The power automatic matching three-stage structural and topology without dead-time of the magnetic induction WPT system are researched to avoid the wireless communication of electrical signals. The system is simplified and the reliability is improved. The dead-time is eliminated and the loss of the power devices is reduced. The DC voltage utilization is improved. The magnetic core, winding design method and compensation strategy of the non-contact DC Transformer is analyzed combining with the topology. The transmission efficiency is improved and the volume can be reduced. The advanced topology and control technology which can realize the energy interaction between the batteries and the power grid is discussed. The high efficiency and reliability in the process of energy transfer are ensured. The implementation of these techniques will provide new ideas for the multilevel power matching, topology and transformer integration and islanding detection.
低传输效率和电磁辐射污染是目前电动汽车无线电能传输技术面临的两大难题。本项目以简化系统、提高工作可靠性和传输效率为目标，研究电磁辐射污染较小的磁感应式电动汽车无线电能传输系统的功率匹配结构与先进控制技术，从结构拓扑的改进和变压器的磁设计两个方面克服磁感应式无线电能传输效率低的问题，并通过先进控制技术提高系统效率和可靠性。主要研究内容有：研究高效磁感应无线电能传输系统的变换器自动功率匹配三级式结构与无死区拓扑，省去电气信号的无线通信，简化系统并提高工作可靠性，消除死区，减小功率器件损耗并提高直流电压利用率。研究与拓扑集成的非接触式直流变压器磁芯、绕组设计方法和补偿策略，提高传输效率、减小体积。研究实现动力电池与电网能量交互的先进拓扑与控制技术，保证能量传输的高效与高可靠性。这些技术的实现将为多级式功率匹配、拓扑和变压器集成以及无畸变抗孤岛效应检测等研究方向提供新思路。

结项摘要

本项目针对三级式无线电能传输系统，研究其AC/DC、DCT和DC/DC级的拓扑和关键控制技术，提出了可以实现能量双向流动的无死区AC/DC变流器拓扑和绕组耦合型DC/DC变换器拓扑，针对AC/DC拓扑，通过无锁相、半周期等双向控制技术降低了系统工作时对电网的污染，通过无功功率闭环被动孤岛检测技术实现了系统的双向V2G可靠并网，针对DC/DC拓扑，通过容错控制技术提高了系统工作可靠性，并结合拓扑，提出了磁耦合机构的EMC抑制方案，提高了系统效率。最终AC/DC级效率达到99.1%，DCT和DC/DC级效率达到96%，系统级联效率为95.1%，达到了预期目标。上述技术的实现为无线电能传输系统的高效、可靠性充电机并网的研究方向提供理论支撑，在现有研究成果的基础上，进行了多端口扩展研究，为系统进一步的整车集成提供了新思路。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（10）
High-Reliability Three-Phase Dual-Buck Grid-Connected Inverter without Shoot-Through Problem
无直通问题的高可靠性三相双降压并网逆变器
  • DOI：
    10.6113/jpe.2019.19.2.454
  • 发表时间：
    2019-03
  • 期刊：
    Journal of Power Electronics
  • 影响因子：
    1.4
  • 作者：
    Fu Zhenbin;Feng Zhihua;Chen Xi;Zheng Xinxin
  • 通讯作者：
    Zheng Xinxin
基于闭环锁频控制的并网逆变器孤岛检测方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    电力系统自动化
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘新天;冯嘉骏;何耀;郑昕昕;曾国建
  • 通讯作者：
    曾国建
基于试验设计的电动汽车充换电站接入电网的降损研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电力自动化设备
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘新天;尤俊杰;何耀;郑昕昕;曾国建
  • 通讯作者：
    曾国建
应用于调度数据网的双电源不间断供电电路
  • DOI：
    10.19457/j.1001-2095.dqcd18020
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电气传动
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈曦;吴泽勇;刘震宇;郑昕昕
  • 通讯作者：
    郑昕昕
基于V2G无线充电双向直流变压器的补偿研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电力电子技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何耀;周瑞娟;刘新天;郑昕昕
  • 通讯作者：
    郑昕昕

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其他文献

基于可变温度模型的锂电池SOC 估计方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    电机与控制学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何耀;曹成荣;刘新天;郑昕昕;曾国建
  • 通讯作者：
    曾国建
基于分数阶无迹粒子滤波的动力电池SOC估计
  • DOI：
    10.19620/j.cnki.1000-3703.20172509
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    汽车技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    何耀;秦少勋;刘新天;郑昕昕;曾国建
  • 通讯作者：
    曾国建
基于简化可变参数热模型的锂电池内部温度估计
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    华南理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘新天;张胜;何耀;郑昕昕;刘兴涛;王守模
  • 通讯作者：
    王守模
基于现代识别技术的抗孤岛效应检测方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    电力电子技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑昕昕;肖岚;刘新天;何耀
  • 通讯作者：
    何耀
双向三相AC/DC变流器的无锁相环控制策略
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    郑昕昕;肖岚;田洋天;张方华
  • 通讯作者：
    张方华

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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