Report
Методика оценки совместимости бесконтактных зарядных устройств, поставляемых различными производителями для создания общественной инфраструктуры зарядки автономного электротранспорта
| Τίτλος: | Методика оценки совместимости бесконтактных зарядных устройств, поставляемых различными производителями для создания общественной инфраструктуры зарядки автономного электротранспорта |
|---|---|
| Στοιχεία εκδότη: | Системы управления, связи и безопасности, 2021. |
| Έτος έκδοσης: | 2021 |
| Θεματικοί όροι: | ток, математическая модель, совместимость, взаимная индукция, напряжение, зарядная инфраструктура, электроприводное автономное транспортное средство, electric autonomous vehicle, charging infrastructure, мощность, магнитно-резонансная индукция, compatibility, бесконтактное зарядное устройство, импеданс, 7. Clean energy, magnetic resonance induction, current, power, contactless charger, impedance, voltage, mutual induction, mathematical model |
| Περιγραφή: | Problem statement and specific task: With the obvious expansion of the global market segment of contactless chargers for autonomous electric vehicles observed in recent years, when forming regional charging infrastructure projects based on them, the problem of ensuring the compatibility of devices of various developers and manufacturers has become acute, and as a result, the problem of the need to unify the equipment complexes created and supplied to the market. The aim of the research was to develop a methodology and criteria for evaluating the compatibility of contactless chargers of various classes and design configurations. Methods and technologies used: to solve the set tasks, the main tools of system analysis were used: factor analysis, mathematical modeling, criteria analysis of the process of energy transfer by the method of magnetic resonance induction and the compatibility conditions of "Translators" and "Receivers" of chargers. For numerical calculations of the magnetic parameters of the devices, the «MATLAB toolbox Simulink» software package was used. The novelty of the result: The main novelty of the research result is the creation of a universal methodology for analyzing and comprehensively evaluating the compatibility of various classes of contactless chargers with the "Tesla-pack" of various configurations. The scientific novelty of the method is that: the analysis and evaluation is carried out by sequential analysis and evaluation of the magnetic and electrical compatibility of the "Translators" and "Receivers" of devices, and the total impedance of the "Receiver" and "Load", reflecting on the side of the "Translator", is accepted as the main criterion. The compatibility assessment is carried out by comparing its actual values with the normalized design indicators set within the boundary conditions determined on the basis that the charger must provide the required ranges of output power and voltage values for charging the vehicle. As a tool for implementing the technique, a universal mathematical model is developed that describes the process of interaction between the "Translator" and the "Receiver" in the form of a functional algebraic dependence of the reflecting impedance on the impedance of the secondary device and the magnetic parameters of the charger. Practical significance: the developed method, when used, does not require detailed initial data on the structure of the basic electrical circuits of the electronics modules and the design features of the inductance windings of the analyzed devices. The methodology and results of calculations performed for the four main configurations of "Tesla-pack" devices can be used in the design of new devices in order to increase the level of their unification, as well as for testing the chargers supplied to the market by various developers and manufacturers for compatibility. Постановка проблемы и частной задачи: С наблюдаемым в последние годы явным расширением сегмента глобального рынка бесконтактных зарядных устройств (БЗУ) для автономного электротранспорта при формировании на их основе проектов региональных зарядных инфраструктур остро встала проблема обеспечения совместимости устройств различных разработчиков и производителей, и как следствие этого проблема необходимости унификации создаваемых и поставляемых на рынок БЗУ. Целью исследований являлась разработка методики и критериев оценки совместимости БЗУ различных классов и конструктивных конфигураций. Используемые методы и технологии: для решения поставленной задачи использовались основные инструменты системного анализа: факторный анализ, математическое моделирование, критериальный анализ процесса пере-дачи энергии методом магнитно-резонансной индукции и условий совместимости «трансляторов» и «приемников» БЗУ. Для численных расчетов магнитных параметров БЗУ использовался программный комплекс «MATLAB toolbox Simulink». Новизна результата: основной новизной результата исследований является создание универсальной методики анализа и комплексной оценки совместимо-сти различных классов БЗУ с «Tesla-pack» различной конфигурации. Научная новизна методики заключается в том, что: анализ и оценка осуществляется путем последовательного анализа и оценки магнитной и электрической совместимости «трансляторов» и «приемников» БЗУ, а в качестве основного критерия принят суммарный импеданс «приемника» и «нагрузки», рефлектирующий на стороне «транслятора»; оценка совместимости осуществляется путем сопоставления его фактических значений с нормированными расчетными показателями, устанавливаемыми в рамках граничных условий, определяемых исходя из того, что БЗУ должно обеспечить требуемые для зарядки ТС диапазоны значений выходных мощности и напряжения. В качестве инструмента реализации методики разработана универсальная математическая модель, описывающая процесс взаимодействия «транслятора» и «приемника» в виде функциональной алгебраической зависимости рефлектирующего импеданса от импеданса вторичного устройства и магнитных параметров БЗУ. Практическая значимость: разработанная методика при ее использовании не требует детальных исходных данных о структуре принципиальных электрических схем модулей электроники и конструктивных особенностях обмоток индуктивности анализируемых БЗУ. Методика и результаты расчетов, выполненных для четырех основных конфигураций «Tesla-pack» БЗУ, могут быть использованы при проектировании новых устройств с целью повышения уровня их унификации, а также для тестирования поставляемых на рынок БЗУ различных разработчиков и производителей на предмет совместимости. |
| Τύπος εγγράφου: | Research |
| DOI: | 10.24411/2410-9916-2021-10105 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........1ed8a1a71156d8b59a8fb3176c64c1fa |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.24411/2410-9916-2021-10105 |
|---|