[發(fā)明專(zhuān)利]一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)的建模方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811161872.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109271732B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇宏業(yè);馬龍華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江中創(chuàng)天成科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/33
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/33
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)的建模方法。為了更好地對(duì)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，必須對(duì)系統(tǒng)建立足夠精確的數(shù)學(xué)模型。本發(fā)明方法結(jié)合等效電路模型和狀態(tài)空間模型的建模方法，即先建立不同情況下系統(tǒng)的模型，然后通過(guò)狀態(tài)空間平均法建立系統(tǒng)的一個(gè)整體模型，再基于設(shè)置好的系統(tǒng)參數(shù)，通過(guò)將仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，結(jié)果表明所建的模型是足夠精確的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建模方法，尤其涉及一種利用等效電路模型和狀態(tài)空間平均模型建立電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電整體模型的方法。

背景技術(shù)

世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染問(wèn)題和資源短缺問(wèn)題日益突出，為了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，需要開(kāi)發(fā)新能源技術(shù)。而新能源行業(yè)目前最熱門(mén)的當(dāng)屬新能源汽車(chē)，如果能解決汽車(chē)行業(yè)的問(wèn)題，對(duì)保護(hù)環(huán)境和資源有很大幫助，所以新能源汽車(chē)取代傳統(tǒng)汽車(chē)是一個(gè)大的趨勢(shì)。而電動(dòng)汽車(chē)作為新能源汽車(chē)的主力軍，不僅各個(gè)企業(yè)投入大量的人力物力進(jìn)行研發(fā)，政府也全力支持，對(duì)購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的消費(fèi)者提供一定的補(bǔ)貼。目前來(lái)說(shuō)，比較常見(jiàn)的是混合動(dòng)力式電動(dòng)汽車(chē)，是因?yàn)楫?dāng)前的充電技術(shù)和充電設(shè)備還不是很完善，但是可以肯定的是混合動(dòng)力車(chē)只是傳統(tǒng)動(dòng)力汽車(chē)向純電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)過(guò)渡。電動(dòng)汽車(chē)在充電方式上的差別又可以細(xì)分為有線充電、靜態(tài)無(wú)線充電和動(dòng)態(tài)無(wú)線充電。有線充電是通過(guò)使用充電樁將電網(wǎng)的電能傳輸?shù)诫妱?dòng)汽車(chē)的電池里，有線充電技術(shù)已經(jīng)比較成熟，我們?cè)谠S多公共場(chǎng)所已經(jīng)可以看到充電樁的使用。靜態(tài)無(wú)線充電是利用電磁波感應(yīng)原理，地面發(fā)射器和車(chē)體接收器之間產(chǎn)生磁場(chǎng)，傳輸電能。動(dòng)態(tài)無(wú)線充電也是利用電磁波感應(yīng)原理，不過(guò)是在行駛途中動(dòng)態(tài)充電。對(duì)比電動(dòng)汽車(chē)有線充電和無(wú)線充電方式，有線充電使用充電樁直接電氣連接且充電電流較大，所以安全性、美觀性不足，還會(huì)造成電氣磨損。好處是有線充電沒(méi)有電磁輻射而且相比無(wú)線充電方式實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單且充電效率較高。但是有線充電和靜態(tài)無(wú)線充電都存在續(xù)航能力不足的問(wèn)題，而且充電時(shí)間長(zhǎng)需要數(shù)小時(shí)，特別是對(duì)于電動(dòng)巴士這樣的公交車(chē)輛很不方便。而動(dòng)態(tài)無(wú)線充電則不需要考慮續(xù)航問(wèn)題，因?yàn)閯?dòng)態(tài)無(wú)線充電是以非接觸的方式在行駛途中進(jìn)行動(dòng)態(tài)充電，源源不斷得提供能源供給。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于建立電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電的一個(gè)整體模型，解決目前部分模型不足以體現(xiàn)整體的動(dòng)態(tài)性能的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種利用等效電路和狀態(tài)空間平均的動(dòng)態(tài)建模方法，所述電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)包括地面無(wú)線電能發(fā)送裝置和車(chē)載無(wú)線電能接收裝置；所述地面無(wú)線電能發(fā)送裝置包括高頻逆變電源、發(fā)送端LCC阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和發(fā)送線圈；所述車(chē)載無(wú)線電能接收裝置包括接收線圈、接收端LCC阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、全橋整流器、整流電容和DC/DC變換器；所述發(fā)送端LCC阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和接收端LCC阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)均由電容、諧振電容、諧振電感構(gòu)成；該方法包括以下步驟：

S1：按照無(wú)線充電系統(tǒng)的電路拓?fù)鋱D建立系統(tǒng)等效電路模型；定義模型輸入U(xiǎn)_s1為電能發(fā)送裝置1的高頻電源輸出電壓；U_s2為電能發(fā)送裝置2的高頻電源輸出電壓；模型輸出為負(fù)載電壓；L_s1，C_1s，C_1p為電能發(fā)送裝置1的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；L_s2，C_2s，C_2p為電能發(fā)送裝置2的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；L_s3，C_3s，C_3p為電能接收裝置的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)；L₁，L₂，L₃分別為兩個(gè)發(fā)送線圈和接收線圈的自電感；M₁₃，M₂₃分別為接收線圈與兩個(gè)發(fā)送裝置的發(fā)送線圈之間的互感；C₁為整流器輸出端的濾波電容；L和C₂分別為DC/DC變換器的電感和電容；R_L為負(fù)載；