[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

本發明公開了一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法，所述優化控制方法包括：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，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。本發明提供的用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法減小系統的導通損耗和開關損耗，提高系統的傳輸效率。

技術領域

本發明涉及電動汽車無線充電技術領域，特別涉及一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法。

背景技術

近年來，隨著科學技術的發展，無線充電(Wireless Power Transfer，WPT)逐漸取代有線充電進入市場。由于WPT系統具有高安全性、高可靠性和靈活性等優點，引起了國內外眾多學者和業界人士的密切關注，其中，雙向WPT(Bidirectional WPT，BWPT)系統可以使得能量在兩個系統之間交換，可以使得電動汽車參與電網的調配，可以實現有序充電、削峰填谷等優化運行功能，而無線充電系統所提供的便利性使得用戶更加樂意參與這一調控行為，最終在形成規模化之后，電動汽車將作為智能配電網中的一類分布式儲能系統，對提升未來能源互聯網的穩定性和智能性起到重要作用。

基于雙邊LCC諧振拓撲的BWPT(LCC-BWPT)系統在諧振功率點附近有著很好的魯棒特性，可以實現向電池側的穩定恒流和恒壓充電，此外，其還具有很高的功率因素、輸出電流和負載解耦、諧振電流和耦合系數解耦的優點。然而，在車載電池電壓產生較大變化和對電池充電的兩個特殊階段使用時，系統的直流母線側和車載電池側的高頻逆變全橋輸出的電壓電流相位產生很大的相移，這使得系統的功率因素降低，系統的有功損耗增加系統的整體效率降低。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法，通過對電池的恒流充電階段、恒壓充電階段和恒流放電階段進行效率優化，整體提升直流母線側到車載電池側和車載電池側的效率。所述技術方案如下：

一種用于LCC型無線充電系統充放電過程的優化控制方法，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。

進一步地，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。

進一步地，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。