การศึกษาเชิงเปรียบเทียบประสิทธิภาพการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายแบบพลวัตด้วยความถี่เรโซแนนซ์
A Comparative Study of the Efficiency of Dynamic Wireless Power Transfer with Resonant Frequency
Abstract
บทความนี้นำเสนอการออกแบบระบบการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายแบบพลวัตด้วยวิธีความถี่เรโซแนนซ์ โดยใช้ภาคส่งพลังงานไฟฟ้าหลายชุดขนานกับวงจรอินเวอร์เตอร์ชุดเดียวสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็ก เพื่อหาประสิทธิภาพในการส่งพลังงานไฟฟ้าไร้สายแบบพลวัตระหว่างภาคส่งพลังงานไฟฟ้าและภาครับพลังงานไฟฟ้า ทำการจำลองการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าไร้สายแบบพลวัตรูปแบบวงจรเรโซแนนซ์ทั้ง 4 แบบ คือ แบบขนาน-ขนาน แบบขนาน-อนุกรม แบบอนุกรม-ขนาน และแบบอนุกรม-อนุกรม โดยปรับระยะห่างระหว่างวงจรภาคส่งพลังงานไฟฟ้าและระยะห่างระหว่างภาคส่งและภาครับพลังงานไฟฟ้าที่ความถี่เรโซแนนซ์ จากการจำลองผล พบว่า รูปแบบวงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรม-อนุกรมให้ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าแบบพลวัตสูงที่สุด 18.56 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแบบอื่น โดยระยะห่างที่เหมาะสมระหว่างวงจรภาคส่งพลังงานไฟฟ้าอยู่ที่ 0.04 เมตร และระหว่างวงจรภาคส่งพลังงานไฟฟ้าและภาครับพลังงานไฟฟ้าอยู่ที่ 0.15 เมตร
This article presents the design of a dynamic wireless power transfer system using a resonant frequency method using multiple power transmitter in parallel with a single inverter circuit for the light duty vehicle to find the efficiency of the dynamic wireless power transfer between the power transmitter and the power receiver. Simulates a dynamic wireless power transfer with four resonant circuit schemes: parallel-parallel, parallel-series, series-parallel and series-series. By adjusting the distance between the circuits of the power transmitter, and the power transmitter and the power receiver at a resonance frequency. From the simulation, the series-series resonance circuit model has the highest power transfer efficiency of 18.56% compared to other with an optimum distance between the power transmitter is 0.04 m and the distance between the power transmitter and the power receiver is 0.15 m.
Keywords
[1] L. Shuguang, Y. Zhenxing, and L. Wenbin, “Electric vehicle dynamic wireless charging technology based on multi-parallel primary coils,” presented at the IEEE International Conference on Electronics and Communication Engineering (ICECE), Xi'an, China, Dec. 10–12, 2018.
[2] C. Panchal, S. Stegen, and J. Lu, “Review of static and dynamic wireless electric vehicle charging system,” Engineering Science and Technology, an International Journal, vol. 21, no. 5, pp. 922–937, 2018.
[3] X. Zhang, Z. Yuan, Q. Yang, Y. Li, J. Zhu, and Y. Li, “Coil design and efficiency analysis for dynamic wirelesscharging system for electric vehicles,” IEEE Transactions on Magnetics, vol. 52, no. 7, 2016.
[4] C. Anyapo, N. Teerakawanich, and C. Mitsantisuk, “Development of multi-coils full-bridge resonant inverter for dynamic wireless power transfer,” presented at the 14th International Conference on Electrical Engineering/ Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology (ECTI-CON), Phuket, Thailand, June 27–30, 2017 (in Thai).
[5] X. Dai, J. C. Jiang, and J. Q. Wu, “Charging area determining and power enhancement method for multiexcitation unit configuration of wirelessly dynamic charging EV system,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 66, no. 5, pp. 4086–4096, May 2019.
[6] S. Jeong, Y. J. Jang, D. Kum, and M. S. Lee, “Charging automation for electric vehicles : Is a smaller battery good for the wireless charging electric vehicles?,” IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, vol. 16, no. 1, pp. 486–497, 2019.
[7] Z. Bi, G. A. Keoleian, Z. Lin, M. R. Moore, K. Chen, L. Song, and Z. Zhao, “Life cycle assessment and tempo-spatial optimization of deploying dynamic wireless charging technology for electric cars,” Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 100, pp. 53–67, Mar. 2019.
[8] L. Sun, D. Ma, and H. Tang, “A review of recent trends in wireless power transfer technology and its applications in electric vehicle wireless charging,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 91, no. C, pp. 490–503, Aug. 2018.
[9] M. Debbou and F. Colet, “Inductive wireless power transfer for electric vehicle dynamic charging,” presented at the IEEE PELS Workshop on Emerging Technologies: Wireless Power Transfer (WoW), Knoxville, TN, USA, October 4–6, 2016.
[10] A. Poorfakhraei, G. Movaghar, and F. Tahami, “Optimum design of coils in a dynamic wireless electric vehicle charger with misalignment compensation capability,” presented at the 8th Power Electronics, Drive Systems & Technologies Conference (PEDSTC), Mashhad, Iran, February 14–16, 2017.
[11] S. Raju, R. Wu, M. Chan, and C. P. Yue, “Modeling of mutual coupling between planar inductors in wireless power applications,” IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 29, no. 1, pp. 481–490, January 2014.
DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.05.025
ISSN: 2985-2145
Email this article 
Hide
Show all