无线电力传输技术：Maxwell与Simplorer的应用

"该文档是关于使用Maxwell和Simplorer进行无线电力传输的讨论，主要涉及无线电源供应系统在电动汽车(EV)中的应用。文中提到了两种类型的无线电力传输方式：感应型和共振型，并展示了不同传输距离下的效率变化。此外，还详细介绍了20kW@400V/20kHz的系统设计，包括核心、线圈、屏蔽板等组件，以及使用的磁芯材料和绕组线规格。同时，提到了ANSYS软件在热力学、应力分析、电机设计以及系统设计中的应用，以及Maxwell和Simplorer的协同仿真功能。" 详细说明: 无线电力传输是一种无需物理接触就能传输电能的技术，其应用范围广泛，包括电动汽车充电、移动设备充电等。在无线电源供应系统中，对于电动汽车(EV)的无线充电，有两种主要的技术路径：感应型和共振型。感应型无线电力传输利用电磁感应原理，通过初级和次级线圈之间的磁场传递能量。随着传输距离的增加，效率会显著下降，如图所示，在1mm到100m的距离范围内，效率从100%逐渐减小。 在介绍的系统设计中，使用了20kW@400V/20kHz的参数，这表明该系统具有较高的功率等级，适合为电动汽车提供快速充电。系统包括交流电源逆变器、电缆、电容器、初级线圈、次级线圈和电池，以及整流/充电器。其中，磁芯材料选用的是FDK6H40，具有Bs=0.53T的饱和磁通密度和μi=2400的初始磁导率，以确保高效磁能转换。线圈采用Litz线，这是一种由多股细线并联而成的线缆，可以降低趋肤效应，提高高频下的电流分布均匀性。初级线圈有10圈，次级线圈有5圈，以实现最佳的耦合效果。 为了优化系统性能，文中提到了ANSYS软件的不同模块，如Mechanical用于热力学和应力分析，确保设备在工作时的稳定性和耐久性；RMxprt和MotorDesign用于电机设计，保证电力传输的效率；而Simplorer则用于系统设计，能够整合多个子系统进行协同仿真。此外，Maxwell作为电磁场仿真工具，用于计算磁场分布和线圈的电磁特性；PExprt、Magnetics、Q3D和Parasitics则用于更精确的模型建立和寄生参数分析；ModelorderReduction用于减少模型复杂度，加速仿真过程；Co-simulation功能使得Maxwell和Simplorer能够协同工作，共同解决复杂的电磁与系统问题。 这份文档深入探讨了无线电力传输技术，特别是在电动汽车充电领域的应用，同时展示了如何利用先进的仿真软件工具进行设计和优化。这种技术的进步对于实现更高效、便捷的电动汽车充电解决方案具有重要意义。