Analysis of the performance in wireless transmission systems for application in electric vehicles

Abstract

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O objetivo deste trabalho consiste em analisar o comportamento de um sistema de transferência de potência sem fios para aplicações em veículos elétricos, utilizando o princípio do acoplamento magnético. E, para alcança-lo, foi necessário construir um circuito inversor para que a bobina emissora opere em ressonância magnética com a bobina receptora. Foi elaborado uma rotina computacional para calcular o rendimento de um circuito ressonante, a partir dos parâmetros físicos e elétricos das bobinas. O protótipo consiste em energizar uma bobina plana primária e realizar a transferência indutiva para a bobina secundária, podendo ser de mesmo tamanho ou não. Resultados experimentais foram coletados, tais como, curvas de rendimento em função da distância, transferência através de barreiras metálicas e não metálicas, rendimentos em função do desalinhamento entre bobinas, carga em bateria automotiva, distâncias máximas de transferência; dentre outros. Um sistema desse tipo pode trazer muitos benefícios para aplicação no carregamento de baterias em veículos elétricos de forma prática, segura e com rendimentos satisfatórios quando realizado a transferência indutiva sem fios. The objective of this work is to analyze the behavior of a wireless power transfer system for applications in electric vehicles, using the principle of magnetic coupling. And in order to reach it, it was necessary to construct an inverter circuit so that the sending coil operates in magnetic resonance with the receiving coil. A computational routine was developed to calculate the efficiency of a resonant circuit, based on the physical and electrical parameters of the coils. The prototype consists of energizing a primary flat coil and performing the inductive transfer to the secondary coil, which may be the same size or not. Experimental results were collected, such as yield curves as a function of distance, transfer through metallic and non-metallic barriers, yields due to misalignment between coils, automotive battery charge, maximum transfer distances; and others. Such a system can bring many benefits for application in battery charging in electric vehicles in a practical way and with satisfactory yields when conducting wireless inductive transfer. Dissertação (Mestrado)