[發明專利]LCC無線充電三次諧波抑制控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011227276.5
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112332557A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 鞏兆偉;王鵬;張寧超;解孟其;孫晉坤
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02M1/12;H02M7/5387;B60L53/122
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本發明為一種LCC無線充電三次諧波抑制控制系統及控制方法，其克服了現有技術中存在的系統輕載諧波畸變嚴重的問題。本發明包括依次連接的整流電路、逆變電路、發射端和接收端，發射端由電感L₁、電容C₁、電容C_S和發射線圈L_S構成，其中電感L₁、電容C₁構成一個諧振網絡，電容C₁、電容C_S和發射線圈L_S構成一個諧振網絡；接收端由電感L₂，電容C₂，電容C_P和接收線圈L_P構成，包括兩個諧振網絡。本發明控制方法包括以下步驟：(1)對系統建立基波等效模型，分析系統輸出的電流、功率和效率；(2)對系統建立高次諧波模型，分析系統輸出的電流、功率和效率；(3)采用移相60度的控制方法有效抑制系統主要的三次諧波。

技術領域：

本發明屬于無線充電技術領域，涉及一種LCC無線充電三次諧波抑制控制系統及控制方法。

背景技術：

伴隨著電動汽車產業的迅猛發展，汽車充電設備也在不斷擴充。然而傳統的電動汽車充電設備是需要人工插拔，降低了電動汽車充電的靈活性，暴露的充電線纜和插頭也構成了漏電及電擊擊穿的潛在危險，安全性不高。相對于傳統的電動汽車有線充電方式，無線充電具有節省空間、充電設施不易被破壞，以及不受雨雪等不良天氣影響等優點。

無線充電將是電動汽車未來的發展方向，同時也是新的技術挑戰。實現電動汽車無線充電裝置的結構基本上都包括：整流電路、逆變電路、發射端和接收端。針對電動汽車無線充電技術主要集中在系統效率優化、變換器設計、補償網絡設計、恒流恒壓輸出設計和抗偏移等目標。其中補償網絡起著非常重要的作用，降低無功傳輸，提高整體效率。特別是高階補償網絡提高系統控制自由度，方便優化設計。因此LCC型高階補償網絡的電動汽車無線充電成為最近的研究熱點，其具有很好的高頻濾波特性，同時在發射線圈電流恒定不受外界負載的變化而變化，所以該LCC型高階補償網絡非常適合電動汽車無線充電使用。然而該補償網絡在輕載情況下，發射側逆變器輸出電流畸變非常嚴重影響整機效率。然而針對LCC型高階補償網絡逆變器諧波電流的分析研究鮮有報道。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種LCC無線充電三次諧波抑制控制系統及控制方法，其克服了現有技術中存在的系統輕載諧波畸變嚴重的問題，可以降低諧波對系統的影響，提高整體效率。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種LCC無線充電三次諧波抑制控制系統，其特征在于：包括依次連接的整流電路、逆變電路、發射端和接收端，所述發射端由電感L₁、電容C₁、電容C_S和發射線圈L_S構成，其中電感L₁、電容C₁構成一個諧振網絡，電容C₁、電容C_S和發射線圈L_S構成一個諧振網絡；所述接收端由電感L₂，電容C₂，電容C_P和接收線圈L_P構成，其中電感L₂、電容C₂構成一個諧振網絡，電容C₂、電容C_P和接收線圈L_P構成一個諧振網絡。

一種LCC無線充電三次諧波抑制控制系統的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)對系統建立基波等效模型，分析系統輸出的電流、功率和效率；

(2)對系統建立高次諧波模型，分析系統輸出的電流、功率和效率；

(3)采用移相60度的控制方法有效抑制系統主要的三次諧波，降低開關管和無源元件的過流過壓的影響。