[發明專利]一種基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置

有效

• 申請號: 201710017089.6
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106740221B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 謝岳;邵越;王曉坤
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: B60L55/00
• 分類號: B60L55/00;B60L53/12;H02J50/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置，包括濾波穩壓電容，第一功率開關，第二功率開關，第三功率開關，第四功率開關，第一補償電容，第一電流采樣電阻，第一耦合線圈，第二耦合線圈，第二補償電容，第五功率開關，第六功率開關，第七功率開關，第八功率開關，第二電流采樣電阻，負載電阻，感應電壓檢測線圈，信號采集調理電路，數模轉換器，微處理器，電力變換器驅動電路；本發明實現了無線電能雙向傳輸，保證了耦合線圈感應電壓的準確測量，達到系統諧振要求，并且電源側和負載側端口均為幅值可按要求變化的直流電壓，同時降低了功率開關損耗以及器件工作頻率，提高傳輸效率和功率。

技術領域

本發明屬于無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種電磁感應式無線電能傳輸裝置，具體地說是一種基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置。

背景技術

電動汽車與智能電網之間的雙向互動(V2G)是智能電網的重要組成部分，通過V2G技術可實現電網對電動汽車的充電，而具有分布式儲能特征的電動汽車車載電池也可以通過V2G技術為電網提供調峰、無功補償等服務。相比較傳統有線充電方式，無線充電方式具有安全便捷的特點，是電動汽車充電技術的發展趨勢。依據電能傳輸方式的不同，目前無線充電主要分為輻射式、電磁感應式和磁耦合諧振式三類，其中電磁感應式無線充電方式因具有較高的傳輸效率和較大的傳輸功率而受關注。

為提高系統傳輸功率和傳輸效率，電磁感應式無線充電系統在系統參數設計時通常滿足系統諧振的要求。傳統的調整諧振狀態方法主要有調節系統電容值、電感值和調節電源頻率三種，在調整諧振狀態過程中需要準確檢測電能接收回路的感應電壓，但是當電能接收回路有電流通過時，線圈自身的阻抗和感抗會影響感應電壓的準確測量。另外由于耦合線圈接收到的是高頻交流電，傳統實現直流輸出的控制方式是二極管整流電路和直流斬波電路相結合，雖然控制方便，但是整體結構復雜，裝置體積和系統成本較大，諧波污染大，動態響應慢。針對以上問題，本發明提出一種基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置，電源側端口和負載側端口均為電壓幅值可按要求變化的直流電壓，這樣一來既能夠適用于不同的電源電壓，也能夠適用于不同的負載。為準確檢測電能接收回路感應電壓，電源側電路和負載側電路采用雙感應電壓檢測線圈。同時，當由電源向負載供電時，電源側電路的電力變換器工作在逆變模式，負載側電路的電力變換器工作在PWM整流模式，當由負載蓄能單元向電源側電路反饋電能時，電源側電路的電力變換器工作在PWM整流模式，負載側電路的電力變換器工作在逆變模式，從而實現能量雙向傳輸。在PWM整流模式下，電源側電路和負載側電路的電力變換器都采用單脈沖調制方式，有效降低了開關損耗，提高傳輸效率。目前這樣的基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置未見有專利和其它文獻報道。

發明內容

本發明提出一種基于低頻PWM整流器的V2G無線電能雙向傳輸裝置，該裝置的電源側電路和負載側電路的電路結構完全對稱。當由電源向負載供電時，電源側電路的電力變換器為逆變工作模式，負載側電路的電力變換器為PWM整流工作模式。當由負載蓄能單元向電源側電路反饋電能時，電源側電路的電力變換器為PWM整流工作模式，負載側電路的電力變換器為逆變工作模式。在PWM整流工作模式下，電源側電路和負載側電路的電力變換器都采用單脈沖調制方式，裝置的電源側電路和負載側電路都工作在諧振狀態，電源端口和負載端口的電壓都為直流電壓。

本發明的技術方案如下：