[發明專利]一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統

在審

• 申請號: 201710150028.7
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106849302A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 鄭昕昕;劉新天;何耀;曾國建;潘軼山
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學智能制造技術研究院
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H02M7/217;H02M3/335
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

本發明公開了一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統，采用車外AC/DC環節、DCT環節和車內DC/DC環節構成的三級結構，其中AC/DC環節實現PFC和直流母線穩壓功能，DCT環節實現車外和車內電子電力變換器的隔離，省去了電氣信號的無線通信環節，DC/DC環節實現充放電模式的切換和功率控制，簡化了系統結構、提高效率，且能夠實現功率和充電模式的可靠控制。

技術領域

本發明涉及電動汽車無線電能傳輸系統領域，具體是一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統。

背景技術

對于電動汽車中典型的無線電能傳輸系統，由于輸出側動力電池和輸入側電網無電氣連接，需要增加一套無線信號傳輸設備，通過無線通信向將輸出反饋信號傳輸給主控制器，從而導致系統結構復雜化，且信號易受高頻電磁輻射干擾，降低系統工作的可靠性。

發明內容

本發明的目的是提供一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統，以解決現有技術電動汽車中采用無線信號傳輸設備存在的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統，其特征在于：采用車外AC/DC環節、DCT環節和車內DC/DC環節構成的三級結構，由DCT環節連接車外AC/DC環節和車內DC/DC環節并實現開環控制，其中：

所述AC/DC環節采用三相變流器，該三相變流器由主電路為三相橋式拓撲，三相交流器的交流側連接三相電網，三相交流器的直流側通過直流母線連接DCT環節，所述三相變流器由直流穩壓環節控制三相變流器的直流側的電壓為恒定值，該直流穩壓環節作為三相變流器的電壓外環，直流穩壓環節的輸出作為有功電流基準i_d^*，該有功電流基準i_d^*參與基于坐標變換的直接電流控制，直接電流控制是指通過坐標變換，將交流側的三相電流轉換為兩相電流，然后通過直接電流控制使實際電流跟蹤電流基準，以實現功率因數校正PFC，并以功率因數校正PFC作為電流內環，由電流內環與電壓外環共同實現三相變流器的閉環控制；

所述車內DC/DC環節為電池充放電控制電路，由電池充放電控制電路與車內電池管理系統BMS和整車控制器VMS通信以獲知動力電池的狀態參數和電網的需求，從而進行恒壓或恒流充放電及功率控制，車內DC/DC環節中以恒流充放電環節作為電壓外環，恒流充放電環節的輸出作為電流內環及恒流充放電環節的電流基準，通過改變電壓基準U_p^*，該電壓基準由DSP控制器直接給定，使車內DC/DC環節中電壓外環工作在正常或飽和狀態，即可實現恒壓和恒流模式的切換及功率的控制；

所述DCT環節采用直流變壓器，該直流變壓器以一個逆變整流橋作為原邊與AC/DC環節控制連接，該直流變壓器以另一個逆變整流橋作為副邊與車內DC/DC環節控制連接，原邊的逆變整流橋、副邊的逆變整流橋中橋臂功率管分別以0.5滿占空比互補導通的開環控制方式，實現車外AC/DC環節和車內DC/DC環節之間實現高頻開環控制，并且原邊的逆變整流橋、副邊的逆變整流橋中分別由橋臂中二極管進行不控整流；DCT環節判斷充放電模式的依據為車外的AC/DC環節有功電流基準i_d^*的極性，以動力電池充電時的電流方向為正方向，當i_d^*>0時，說明有功功率由電網向直流母線側傳輸，AC/DC環節整流工作，此時原邊的逆變整流橋的功率管占空比D＝0.5，當i_d^*≤0時，AC/DC環節逆變工作，占空比D＝0；同理，副邊的逆變整流橋的功率管占空比由車內的DC/DC環節中動力電池充放電電流I_p^*，即DC/DC環節中的電流基準的極性決定，占空比D根據充放電時不同的功率流向在0.5和0之間切換。

所述的一種電動汽車用三級式無線電能傳輸系統，其特征在于：AC/DC環節中，通過直流穩壓環節與車內DC/DC環節實現功率的自動匹配。