Cost-Efficiency Optimization of Ground Assemblies for Dynamic Wireless Charging of Electric Vehicles

电磁线圈 粒子群优化 无线电源传输 工程类 制造成本 优化设计 无线 汽车工程 计算机科学 电子工程 电气工程 数学优化 机械工程 数学 电信 机器学习
作者
Reza Tavakoli,Ercan M. Dede,Chungchih Chou,Zeljko Pantic
出处
期刊:IEEE Transactions on Transportation Electrification 卷期号:8 (1): 734-751 被引量:38
标识
DOI:10.1109/tte.2021.3105573
摘要

Dynamic wireless power transfer (DWPT) allows electric vehicles (EVs) to be charged while in motion. However, high cost and efficiency concerns limit the widespread adoption of DWPT. A ground assembly (GA) accounts for most of the system cost since it is implemented on a significant portion of the road. This article proposes a cost-efficiency optimization algorithm to determine the optimum design of a DWPT transmitter (Tx) pad. Elongated rectangular pads are considered a compromise between cost and efficiency. An optimization methodology is put forward to maximize Tx pad efficiency while minimizing GA cost over a selected road. The optimum design allows constant power transfer inside a selected rated power zone while considering EV lateral misalignment as a random variable. Main cost factors are accounted for, including the cost of the pad coil Litz wire and ferrite material and Tx power electronics and compensation network. Particle swarm optimization allowed the number of finite element analysis simulations to be reduced by intelligently selecting test designs. Statistical analysis is applied to understand the impact of different variables on the final design and the interdependence between variables. Additional analyses are conducted to evaluate the impact of different DWPT aspects, including the wire gauge, probability density of the misalignment variable, multilayer coil design, and capacitor cost modeling. The algorithm is used to design a 3.7-kVA Tx pad with respect to the SAE J2954 receiver test stand VA WPT1/Z1. The optimization Pareto fronts illustrate the family of optimum designs, while the chosen 3.7-kVA pad offers the statistical expected value of pad efficiency as 96%, GA per meter cost of $\$ $ 1004, and an optimum pad length of 1.75 m. The 3.7-kVA optimized pad is manufactured and tested for several operating conditions verifying the simulation results.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开放访天完成签到 ,获得积分10
1秒前
猪猪hero应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
佰斯特威应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
夜白应助科研通管家采纳,获得20
12秒前
猪猪hero应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
19秒前
小李老博完成签到,获得积分10
23秒前
无奈的萍发布了新的文献求助10
23秒前
tzy6665完成签到,获得积分10
24秒前
养猪大户完成签到 ,获得积分10
24秒前
从心随缘完成签到 ,获得积分10
33秒前
123完成签到,获得积分10
35秒前
Steven发布了新的文献求助10
37秒前
天涯完成签到 ,获得积分10
39秒前
tengfei完成签到 ,获得积分10
48秒前
圆月弯刀完成签到 ,获得积分10
51秒前
wxnice完成签到,获得积分10
55秒前
旺大财完成签到 ,获得积分10
56秒前
Dr大壮完成签到,获得积分10
1分钟前
Star完成签到,获得积分10
1分钟前
laber应助罗布林卡采纳,获得100
1分钟前
hjygzv完成签到,获得积分10
1分钟前
小康学弟完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lmq完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
木棉完成签到,获得积分10
1分钟前
你还睡得着完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lkc完成签到,获得积分10
1分钟前
水星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
单小芫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Steven发布了新的文献求助10
1分钟前
lielizabeth完成签到 ,获得积分0
1分钟前
TTDY完成签到 ,获得积分0
1分钟前
睡觉王完成签到 ,获得积分10
1分钟前
半夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xiang完成签到 ,获得积分10
2分钟前
诺奇完成签到,获得积分10
2分钟前
猪猪hero应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
猪猪hero应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
跳跃从雪完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3779247
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3324813
关于积分的说明 10220009
捐赠科研通 3039964
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668526
邀请新用户注册赠送积分活动 798714
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758503