استفاده از الگوريتم زنبورهاي عسل براي بهينه‌سازي سيستم هاي انتقال توان بدون تماس به روش القايي براي شارژ خودروهاي الكتريكي

Adopting Artificial Bee Colony Algorithm to Optimize Inductively Coupled Contactless Power Transmission Systems for EV Charging

چكيده-امروزه، استفاده از سيستم هاي انتقال انرژي الكتريكي بدون تماس براي شارژ خودروهاي الكتريكي موجبات افزايش كارآيي اين خودروها را فراهم آورده است. در اين مقاله يك سيستم انتقال انرژي الكتريكي بدون تماس القايي با سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه مستطيل شكل طراحي شده است. مدلي تحليلي براي سيستم انتقال انرژي القايي ارايـه و از آن بـراي بهينه سازي عملكرد سيستم استفاده شده است. بـراي بهينه سازي پـارامتر هاي سيستم، در اين مقاله از الگوريتم زنبورهاي عسل استفاده ‌شده و مسيله بهينه سازي جديدي با دو تابع هدف براي طراحي سيستم انتقال انرژي القايي تعريف ‌شده، به نحوي كه بالاترين بازده سيستم درحالي‌كه كم ترين حجم مس براي اجراي عملي سيستم نياز باشد به دست آيد. هم چنين لزوم جبران در سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه سيستم و بهترين نوع جبران با توجه به كاربرد شارژ بدون تماس خودروهاي الكتريكي ارايه شده است. عملكرد سيستم طراحي شده در اثر جا به جا شدن مركز سيم پيچ اوليه و ثانويه نسبت به يكديگر نيز بررسي شده است. نتايج شبيه‌سازي با استفاده از نرم‌افزارهاي MATLAB و ANSOFTMAXWELL مويد صحت مدل تحليلي به دست آمده و نتايج طراحي انجام شده مي باشد.

Abstract: Today, using inductively coupled contactless power transmission systems (ICPT) to charge electric vehicles is a promising step in increasing efficiency of electric vehicles. In this paper, the design of an ICPT systembased on a rectangular coil configuration for primary and secondary coil is presented. An analytical model of the contactless power transmission system is derived and is used to optimize the performance of the system. System parameters are optimized using artificial bee colony algorithm and a new two-objective optimization problem is obtained which optimizes the system parameters to reach maximum efficiency while the minimum volume of copper is needed to be used. Moreover, the necessity of compensation in both primary and secondary studied and the best compensation technique based on the application of ICPT system is applied.The designed system performance while the primary and secondary windings are misaligned is investigated. Simulations are done by MATLAB and ANSOFT MAXWELL and the results confirm the analytical model and designed result as expected..