[發明專利]一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法

在審

• 申請號: 202111339211.4
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN114123541A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 韓克勤;李亞飛;錢科軍;劉乙;張曉明;謝鷹;鄭眾;呂曉飛;武迪;古銘;吳克辰
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司;國網電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/06;H02J7/00;H02M3/335;H02M1/088
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 喬峰

1.一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法，其特征在于，所述無線充電系統包括直流母線側的第一H橋、車載電池側的第二H橋、第一傳能線圈單元和第二傳能線圈單元，所述第一傳能線圈單元和第二傳能線圈單元采用LCC諧振拓撲結構，所述第一傳能線圈單元接入至所述第一H橋，并根據所述第一H橋的驅動向外輸出無線功率，所述第二傳能線圈單元接入至所述第二H橋，并將接收到電能通過所述第二H橋的整流向所述車載電池充電；

所述優化控制方法采用復合控制模式，其包括：

在所述無線充電系統處于恒流充電時，保持所述第一H橋的內部移相角α₁和第二H橋的內部移相角α₂不變，調整所述無線充電系統的工作頻率f以及兩者之間的外部移相角以使得兩側H橋中的開關管為零電壓開關；

在所述無線充電系統處于恒壓充電時，保持所述無線充電系統的工作頻率f不變，所述第一H橋的內部移相角α₁等于第二H橋的內部移相角α₂，調整所述第一H橋的內部移相角α₁、第二H橋的內部移相角α₂以及兩者之間的外部移相角以使得兩側H橋中的開關管為零電壓開關。

2.根據權利要求1所述的優化控制方法，其特征在于，所述第一H橋和第二H橋中同一相臂的兩個開關管的驅動信號互補。

3.根據權利要求1所述的優化控制方法，其特征在于，在所述無線充電系統處于恒流充電時，所述第一H橋的內部移相角α₁和第二H橋的內部移相角α₂均為π保持不變。

4.根據權利要求3所述的優化控制方法，其特征在于，所述第一H橋和第二H橋的輸出占空比為50％的方波。

5.根據權利要求4所述的優化控制方法，其特征在于，在所述無線充電系統處于恒流充電時，根據所述第一H橋和第二H橋輸出電流小于零的區間，結合所述第一H橋和第二H橋的開關管實際零電壓開關電流要求，得到開關時刻所需的最小死區時刻電流，由所述最小死區時刻電流確定最優的f和

6.根據權利要求1所述的優化控制方法，其特征在于，在所述無線充電系統處于恒壓充電時，所述第一H橋的內部移相角α₁和第二H橋的內部移相角α₂的調節范圍均為[0,π]，且α₁＝α₂。

7.根據權利要求6所述的優化控制方法，其特征在于，所述第一H橋和第二H橋輸出占空比小于50％的方波。

8.根據權利要求6所述的優化控制方法，其特征在于，所述第一H橋和第二H橋之間的外部移相角大于或者等于所述第一H橋的內部移相角α₁。

9.根據權利要求1所述的優化控制方法，其特征在于，在所述無線充電系統處于恒流放電時，所述車載電池作為電源，直流母線作為負載，控制所述無線充電系統在諧振功率點工作，保持所述第一H橋的內部移相角α₁和第二H橋的內部移相角α₂不變，調整兩側H橋的工作頻率f以及兩者之間的外部移相角以使得兩側H橋中的開關管為零電壓開關。

10.根據權利要求9所述的優化控制方法，其特征在于，所述無線充電系統的能量傳輸方向由所述外部移相角控制，在所述車載電池兩端的電壓變化時，通過控制f、α₁和α₂對所述車載電池的充電電流和放電電流的大小進行控制，以實現兩側H橋中的開關管為零電壓開關。