Publication: Multiple coil pair geometric designs for inductive wireless power transfer
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Nadia Nazieha Nanda | en_US |
dc.contributor.supervisor | Siti Hajar Yusoff, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Mashkuri Yaacob, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Nadirah Abdul Rahim, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:36Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:36Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | The inductance coil of the transmitter and receiver coils plays a significant role in the inductive wireless power transfer (IWPT) charging system for electric vehicles (EVs). The dynamic wireless charging (DWC) system is based on the inductive coupling between an electrified road transmitter track and a receiver coil embedded underneath the EV chassis. Most researchers design the coil pair with the same coil geometric designs for the transmitter and receiver coils which is the conventional way of IWPT charging system. Hence, this research investigates a new coil pair combination that utilises different coil geometric designs to compare if the new proposed combination can be as efficient as the conventional coil pair. The proposed coil pairs are expected to show a slightly lower efficiency when compared to the established existing coil pair. The transmitter coil is made of double-D (DD) geometric, whilst the receiver coil is made of a circular geometric design. A 2000 mm long DD transmitter coil is designed along with five circular receiver coils with 400 mm outer dimensions (D_out). There are five proposed coil pairs (T-R1, T-R2, T-R3, T-R4, T-R5), all of which have the same dimension for the DD transmitter coil and circular receiver coils’ outer diameter (D_out) but having different circular receiver coil inner diameter (D_in) among the five of them. These variations are significant as different EV manufacturers might have different preferences on designing and building inductance coils. Intensive calculations are done for coil parameters and geometric properties for the five proposed coil pairs. The coil parameters calculations are done to calculate the electrical parameters for the IWPT circuit’s components. Meanwhile, the geometric properties calculations are done to calculate the suitable dimensions and coil turns number of the proposed coil pairs. For the performance analyses simulations, the power transmission efficiency (PTE), magnetic flux density (MFD), and transmitted power (P_tx) are analysed further using the JMAG Designer software. The compatibility of the proposed coil pairs is simulated for three different conditions, which are air-gap, lateral misalignment, and vertical movement conditions. All the proposed coil pairs showed a good result in terms of their compatibility. Each has a PTE greater than 60%, which follows a test conducted by UC Berkeley on the dynamic charging concept, and the MFD is within the standard limits. The MFD at several observation points under different conditions are analysed to meet the level defined in the ICNIRP standard. T-R4 has the best PTE, MFD, and P_tx performances, whereas T-R1 demonstrated the most unsatisfactory performances. When the performance analyses were completed, it was determined that all five proposed coil pairs exceeded or met the PTE and MFD performance standards. These results conclude that the DD transmitter coil and circular receiver coil are compatible to couple. This coil pair is a new combination of existing coil geometric designs that have never been reported in the literature. Thus, this study is establishing opportunities to improve this technology and investigating the feasibility of designing a coil pair that meets the preferred needs of multiple EV models in a more efficient and effective manner. | en_US |
dc.description.abstractarabic | في نظام الشحن الاستقرائي لنقل الطاقة اللاسلكية (IWPT) للمركبات الكهربائية (EVs)، تلعب لفائف الحث للفائف المرسل والمستقبل دورًا مهمًا. يعتمد نظام الشحن اللاسلكي الديناميكي (DWC) على الاقتران الاستقرائي بين مسار مرسل الطريق المكهربة وملف المستقبل الموضوع أسفل هيكل EV. تستخدم معظم الدراسات نفس التصميمات الهندسية للملف لملفات المرسل والمستقبل، وهي الطريقة التقليدية لنظام الشحن IWPT. نتيجة لذلك، يدرس هذا البحث تركيبة زوج لفائف جديدة تستخدم تصميمات هندسية مختلفة للملف لمعرفة ما إذا كانت فعالة مثل زوج الملف التقليدي. عند مقارنتها بزوج الملف الحالي، من المتوقع أن يكون لأزواج الفائف المقترحة كفاءة أقل قليلاً. تم تصميم ملف الإرسال بنمط هندسي مزدوج (DD)، في حين أن ملف الاستقبال مصمم بنمط دائري. تم تصميم ملف إرسال DD بطول 2000 مم، وكذلك خمس ملفات استقبال دائرية بأقطار خارجية 400 مم (Dout). هناك خمسة أزواج ملفات مقترحة (T-R1 ,T-R2 , T-R3 , T-R4 , T-R5)، وكلها لها نفس ملف مرسل DD والأبعاد الخارجية لملفات الاستقبال الدائرية (Dout) لكن لفائف الاستقبال الدائرية كانت مختلفة القطر الداخلي (Din). هذه الاختلافات مهمة لأن الشركات المصنعة للمركبات الكهربائية المختلفة قد يكون لها تفضيلات متنوعة لتصميم وبناء ملف الحث. تخضع أزواج الملفات الخمسة المقترحة لحسابات مكثفة لعوامل الملف وخصائصها الهندسية. يتم حساب العوامل الكهربائية لمكونات دائرة IWPT باستخدام عوامل الملف. وفي الوقت نفسه، يتم حساب الخصائص الهندسية لأزواج الملفات المقترحة لتحديد الحجم المناسب وعدد لفات الملف. يتم فحص كفاءة نقل الطاقة (PTE)، كثافة التدفق المغناطيسي (MFD)، والقدرة المرسلة (Ptx) يتم فحصها بشكل أكبر باستخدام برنامج JMAG Designer لمحاكاة تحليل الأداء. يتم استخدام كل من فجوة الهواء، والخطأ الجانبي، وظروف الحركة العمودية لنمذجة توافق أزواج الملفات المقترحة. من حيث توافقها، كان أداء جميع أزواج الملفات المقترحة جيدًا. كل منها لديه PTE لأكثر من 60٪، بناءً على اختبار جامعة كاليفورنيا في بيركلي لمفهوم الشحن الديناميكي، وMFD ضمن الحدود القياسية. يتم تحليل MFD في نقاط مراقبة متعددة في ظل مواقف مختلفة لمعرفة ما إذا كان يفي بالمستوى القياسي ICNIRP. يتمتع T-R4 بأفضل نتائج PTE وMFD وPtx، في حين أن T-R1كانت لديه نتائج غير مرضية. بعد الانتهاء من تحليلات الأداء، تم اكتشاف أن جميع أزواج الملفات الخمسة المقترحة قد تجاوزت أو استوفت معايير أداء PTE و MFD. تشير هذه النتائج إلى أن ملف الاستقبال الدائري وملف إرسال DD متوافقان للاقتران. زوج الملف هذا عبارة عن مزيج جديد من التصميمات الهندسية للملفات المنشورة مسبقًا. ونتيجة لذلك، فإن الهدف من هذا البحث هو إيجاد طرق لتحسين هذه التقنية ومعرفة ما إذا كان من الممكن تطوير زوج من الملفات يتوافق مع تفضيلات العديد من طرز المركبات الكهربائية بطريقة أكثر كفاءة وفعالية. | en_US |
dc.description.callnumber | t TK 3088 N136M 2021 | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Multiple coil pair geometric designs for inductive wireless power transfer / by Nadia Nazieha binti Nanda | en_US |
dc.description.identity | t11100387796NadiaNaziehaBintiNanda | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSENG)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xix, 188 leaves : color illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science in Engineering | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7149 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Wireless power transmission | en_US |
dc.subject.lcsh | Electric automobiles -- Power supply | en_US |
dc.title | Multiple coil pair geometric designs for inductive wireless power transfer | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- t11100387796NadiaNaziehaBintiNanda_24.pdf
- Size:
- 3.05 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- 24 pages file
Loading...
- Name:
- t11100387796NadiaNaziehaBintiNanda_SEC.pdf
- Size:
- 29.57 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text secured file
License bundle
1 - 1 of 1