Bezdrátový přenos elektrické energie velkých výkonů

Ing. Martin ZAVŘEL

Doctoral thesis

Abstract:

Tato disertační práce se zabývá technologií bezdrátového přenosu elektrické energie a její vhodnou aplikací v oblasti osobní a hromadné elektro-mobility, tedy v oblastech velkých přenášených výkonů na velkou přenosovou vzdálenost. Práce zachycuje aktuální trendy s přesahem na kabelové nabíjecí stanice a s přímou návaznost k bezdrátovým nabíjecím stanicím elektromobilů. Základním pilířem této práce je teoretický rozbor bezdrátového přenosu elektrické energie a souvisejících poznatků pro jeho aplikaci v bezdrátových nabíjecích stanicích elektromobilů. Druhý pilíř pak tvoří rozbor a volba vhodného výkonového řetězce takovéto nabíjecí stanice s náležitým popisem. Třetí opěrný bod práce tvoří rozbor a návrh vhodné strategie řízení s jeho implementací do mikro-kontroléru Texas Instruments. Čtvrtý bod práce diskutuje naměřená data na prototypech bezdrátové nabíjecí stanice elektromobilů a ztotožňuje je s teoretickými poznatky a předpoklady rovněž uvedenými v této práci. Předkládaná práce uvádí ucelený teoretický základ a technický popis potřebný pro návrh, konstrukci a realizaci bezdrátové nabíjecí stanice pro elektro-mobilitu s optimalizovanými parametry. Rovněž tak práce prezentuje problematiku měření provozních elektromagnetických veličin s ohledem na ověření shody s platnými regulativními předpisy a normami. Hlavním výstupem této disertační práce je experimentální prototyp bezdrátové nabíjecí stanice pro elektro-mobilitu s trvalým výstupním výkonem 65 kW a střední přenosovou vzdáleností o velikosti 20 cm.

Abstract:

This dissertation thesis deals with wireless power transfer technology - its appropriate application in passenger and public electro-mobility, thus in areas of high transferred powers and large distances. This thesis capture actual trends with overlap to the cable charging stations and direct connection to the wireless charging stations of electric cars. The basic thesis pillar is theoretical analysis of wireless power transfer and related knowledge for application in passenger and public electric cars. The second pillar is about analysis, selection and description of a suitable power chain with an appropriate description. The third thesis key point is about the wireless charger control approach, like are analysis and design of a suitable control strategy with its implementation in a microcontroller. The discussion about the measuring on laboratory prototype and its appropriate identification with knowledge and assumptions mentioned in this thesis is the subject of the fourth thesis pillar. This dissertation thesis presents comprehensive theoretical basis and technical description needful for optimised design, construction and realization of electro-mobility wireless charging station. Thesis also presents the measuring issue of operating electromagnetics values with regard to the valid regulations and norms conformity validation. The laboratory prototype of 65 kW electro-mobility wireless charger station of 20 cm average transfer distance is the main output of the presented thesis.

Keywords

Bezdrátový přenos elektrické energie, Bezdrátová nabíjecí stanice pro elektro-mobilitu, Elektro-mobilita, Vazební elementy, Simulační model, Řízení, Výkonový řetězec, Návrh, Optimalizace, Realizace, Měření.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 3. 2022

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Pavel Drábek, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Doctoral programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronics