[發(fā)明專利]一種移動式無線充電控制方法、裝置以及無線充電系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112910046A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何浩;吳曉康;蔣成;王松岑;魏斌;徐翀;黃曉華;徐錦星;于杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J50/10
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 張弘

本發(fā)明公開了一種移動式無線充電控制方法、裝置以及無線充電系統(tǒng)，應(yīng)用于無線充電發(fā)射端，所述控制方法包括以下步驟：發(fā)射端控制器實(shí)時接收由接收端發(fā)送的負(fù)載等效電阻和占空比；并結(jié)合測得發(fā)射端DC/DC變換器輸出的當(dāng)前直流電壓，得到發(fā)射線圈的當(dāng)前互感，進(jìn)而得到目標(biāo)直流電壓；調(diào)節(jié)發(fā)射端DC/DC變換器的電壓值為目標(biāo)直流電壓值。實(shí)時調(diào)節(jié)發(fā)射端電壓實(shí)現(xiàn)最大效率跟蹤，同時也滿足負(fù)載的恒流/恒壓充電需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線充電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種移動式無線充電控制方法、裝置以及無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線充電技術(shù)是一種非接觸式的充電技術(shù)。以耦合線圈為中心，系統(tǒng)分為發(fā)射端和接收端。目前在智能手機(jī)、智能家電和電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。無線充電分為移動式無線充電系統(tǒng)與靜態(tài)無線充電系統(tǒng)。靜態(tài)無線充電系統(tǒng)發(fā)射與接收線圈相對靜止，互感M不會變化，移動式無線充電系統(tǒng)的互感M會變化。

現(xiàn)有技術(shù)中，針對靜態(tài)無線充電系統(tǒng)，有兩種技術(shù)：有通信；無通信。

有通信方案，采用無線通信技術(shù)，將接收端參數(shù)發(fā)送到發(fā)射端，實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)載的恒壓/恒流閉環(huán)控制。發(fā)射端也采用無線通信技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收端，調(diào)節(jié)等效負(fù)載，實(shí)現(xiàn)最大效率跟蹤。其中互感M不變，等效負(fù)載會變(電池等效電阻隨充電時間而變化)，最大效率跟蹤算法用于補(bǔ)償R值。

無通信方案：發(fā)射端DC/DC輸入電壓固定，接收端輸出功率固定，則發(fā)射端DC/DC輸入電流與效率成反相關(guān)，及效率越高，輸入電流越小。因此，可以檢測該電流值，在系統(tǒng)初始化過程中，發(fā)射端DC/DC輸出電壓由高到低進(jìn)行掃描，知道其輸入電流達(dá)到最小時，則此時為系統(tǒng)效率最高的工作狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：無需通信，不會出現(xiàn)丟包和干擾等問題，成本低。缺點(diǎn)：不適用于移動式無線充電系統(tǒng)，對于靜態(tài)充電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最大效率跟蹤控制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中針對移動式無線充電無法實(shí)現(xiàn)最大效率跟蹤控制的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種移動式無線充電控制方法，該方法適用于移動式無線充電系統(tǒng)，對于靜態(tài)充電系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)最大效率跟蹤控制。

本發(fā)明第二個目的是一種移動式無線充電控制裝置。

本發(fā)明第三個目的是提供了一種移動式無線充電系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種移動式無線充電控制方法，包括以下步驟：

接收負(fù)載等效電阻信號和接收端占空比信號；

結(jié)合測得的當(dāng)前發(fā)射端直流電壓值，經(jīng)過互感辨識方法得到發(fā)射端互感，進(jìn)而通過最優(yōu)輸入電壓方法計算得到目標(biāo)發(fā)射端直流電壓值；

調(diào)節(jié)當(dāng)前發(fā)射端直流電壓值為目標(biāo)直流電壓值進(jìn)行充電。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)載等效電阻信號和占空比信號是通過獲取輸出的負(fù)載電壓和負(fù)載電流計算得到。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述互感辨識方法的函數(shù)表達(dá)為：

其中，M為互感，L₁為LCC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電感值，d₂為接收端DC/DC占空比，R_s為接收端線圈內(nèi)阻，R_L為負(fù)載等效電阻，U_L為負(fù)載兩端電壓，U_s為發(fā)射端逆變器輸入電壓。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述最優(yōu)輸入電壓計算函數(shù)表達(dá)為：

其中，U_{s_dc}為逆變器最優(yōu)輸入電壓，R_{l_ηmax}是最優(yōu)等效負(fù)載；M為互感，L₁為LCC補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的電感值，d₂為接收端DC/DC占空比，R_s為接收端線圈內(nèi)阻。