[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于互感可控的單向無(wú)線(xiàn)充電控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110384071.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113162165B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王來(lái)利;李瑞邦;趙晨旭;裴云慶;張虹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H02J50/12;H02J50/80;H02J50/90;H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于互感可控的單向無(wú)線(xiàn)充電控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，互感追蹤控制算法根據(jù)各電量之間的關(guān)系使原邊發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)生相應(yīng)水平方向位移，以控制耦合機(jī)構(gòu)的互感達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值；具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

檢測(cè)到直流母線(xiàn)電壓V₁處于正常范圍后，逐步提高一次側(cè)逆變器移相占空比D_p，互感追蹤控制算法通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信實(shí)時(shí)采集二次側(cè)電池充電電流I₂，當(dāng)二次側(cè)電池充電電流I₂大于I_2start時(shí)，通過(guò)逆變器直流母線(xiàn)電壓V₁，移相占空比D_p和二次側(cè)電池充電電流I₂實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前互感M_fb，設(shè)置互感誤差裕量M^*后與系統(tǒng)設(shè)定互感值M_ref進(jìn)行比較；若當(dāng)前互感M_fb大于M_ref+M^*，互感追蹤控制算法將控制原邊線(xiàn)圈朝互感減小的方向進(jìn)行水平位移；若當(dāng)前互感M_fb小于M_ref-M^*，則互感追蹤控制算法將控制原邊線(xiàn)圈朝互感增大的方向進(jìn)行水平位移；若當(dāng)前互感M_ref-M^*M_fbM_ref+M^*，則互感追蹤控制算法將控制原邊線(xiàn)圈停止位移，此時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)完成，互感已達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定值；

系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，利用充電電壓控制環(huán)路及充電電流控制環(huán)路調(diào)節(jié)一次側(cè)逆變器的移相角，以控制二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流；具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

充電電壓環(huán)路及充電電流環(huán)路實(shí)時(shí)采集二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流信息，再將二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流分別與預(yù)設(shè)充電電壓參考值及充電電流參考值進(jìn)行比較，得到二次側(cè)充電電壓的第一誤差信號(hào)及二次側(cè)充電電流的第一誤差信號(hào)，然后將二次側(cè)充電電壓的第一誤差信號(hào)及二次側(cè)充電電流的第一誤差信號(hào)分別輸入到充電電壓PID調(diào)節(jié)器及充電電流PID調(diào)節(jié)器中，并選擇二次側(cè)充電電壓的第一誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)與二次側(cè)充電電流的第一誤差信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)中較小的進(jìn)行限幅后作為一次側(cè)逆變器的移相占空比D_p，利用一次側(cè)逆變器的移相占空比D_p調(diào)節(jié)二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流，以控制二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流；

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，互感滯環(huán)控制算法根據(jù)逆變器穩(wěn)態(tài)移相占空比，確定當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行工況，使原邊發(fā)射線(xiàn)圈發(fā)生相應(yīng)水平方向位移，以自動(dòng)尋找充電工作點(diǎn)；具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

互感滯環(huán)控制算法通過(guò)實(shí)時(shí)采集移相占空比D_p的值確定當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行工況；設(shè)定逆變器移相占空比范圍為（D_pmax-D_perror，D_pmax），若D_pD_pmax-D_perror，則此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于互感偏小的工況，互感滯環(huán)控制算法將控制原邊線(xiàn)圈向互感增大的方向進(jìn)行水平位移；若D_pD_pmax，則此時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于互感偏大的工況，互感滯環(huán)控制算法將控制原邊線(xiàn)圈向互感減小的方向進(jìn)行水平位移；若D_pmax-D_perrorD_pD_pmax，互感滯環(huán)控制算法將控制原邊線(xiàn)圈停止位移；由于此時(shí)逆變器運(yùn)行于最大移相占空比的工作點(diǎn)，此工作點(diǎn)在二次側(cè)電池充電電壓及電流不變的情況下使得一次側(cè)諧振電流最小，所以互感滯環(huán)控制算法使得系統(tǒng)運(yùn)行于充電工作點(diǎn)；

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，最優(yōu)工作頻率算法根據(jù)當(dāng)前負(fù)載電阻值計(jì)算出最優(yōu)工作頻率，并控制一次側(cè)逆變器工作頻率等于最優(yōu)工作頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互感可控的單向無(wú)線(xiàn)充電控制方法，其特征在于，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，最優(yōu)工作頻率算法根據(jù)當(dāng)前負(fù)載電阻值計(jì)算出最優(yōu)工作頻率，以控制一次側(cè)逆變器工作頻率等于最優(yōu)工作頻率的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

最優(yōu)工作頻率算法通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信實(shí)時(shí)采集二次側(cè)電池的充電電壓及充電電流信息，通過(guò)電池充電電壓除以充電電流計(jì)算得出當(dāng)前電池等效負(fù)載電阻，根據(jù)電池等效負(fù)載電阻、工作頻率與一次側(cè)逆變器輸入阻抗角的關(guān)系計(jì)算出當(dāng)前工況下輸入阻抗角呈感性并大于死區(qū)時(shí)間角度所需的工作頻率，即為當(dāng)前工況下的最優(yōu)工作頻率，將逆變器工作頻率設(shè)定為此最優(yōu)工作頻率，即實(shí)現(xiàn)逆變器所有開(kāi)關(guān)管的零電壓開(kāi)通運(yùn)行。