[发明专利]一种用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法

说明书

本发明公开了一种用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法，所述优化控制方法包括：在所述无线充电系统处于恒流充电时，保持所述第一H桥的内部移相角α₁和第二H桥的内部移相角α₂不变，调整所述无线充电系统的工作频率f以及两者之间的外部移相角以使得两侧H桥中的开关管为零电压开关；在所述无线充电系统处于恒压充电时，保持所述无线充电系统的工作频率f不变，调整所述第一H桥的内部移相角α₁、第二H桥的内部移相角α₂以及两者之间的外部移相角以使得两侧H桥中的开关管为零电压开关。本发明提供的用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法减小系统的导通损耗和开关损耗，提高系统的传输效率。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，特别涉及一种用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的发展，无线充电(Wireless Power Transfer，WPT)逐渐取代有线充电进入市场。由于WPT系统具有高安全性、高可靠性和灵活性等优点，引起了国内外众多学者和业界人士的密切关注，其中，双向WPT(Bidirectional WPT，BWPT)系统可以使得能量在两个系统之间交换，可以使得电动汽车参与电网的调配，可以实现有序充电、削峰填谷等优化运行功能，而无线充电系统所提供的便利性使得用户更加乐意参与这一调控行为，最终在形成规模化之后，电动汽车将作为智能配电网中的一类分布式储能系统，对提升未来能源互联网的稳定性和智能性起到重要作用。

基于双边LCC谐振拓扑的BWPT(LCC-BWPT)系统在谐振功率点附近有着很好的鲁棒特性，可以实现向电池侧的稳定恒流和恒压充电，此外，其还具有很高的功率因素、输出电流和负载解耦、谐振电流和耦合系数解耦的优点。然而，在车载电池电压产生较大变化和对电池充电的两个特殊阶段使用时，系统的直流母线侧和车载电池侧的高频逆变全桥输出的电压电流相位产生很大的相移，这使得系统的功率因素降低，系统的有功损耗增加系统的整体效率降低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法，通过对电池的恒流充电阶段、恒压充电阶段和恒流放电阶段进行效率优化，整体提升直流母线侧到车载电池侧和车载电池侧的效率。所述技术方案如下：

一种用于LCC型无线充电系统充放电过程的优化控制方法，所述无线充电系统包括直流母线侧的第一H桥、车载电池侧的第二H桥、第一传能线圈单元和第二传能线圈单元，所述第一传能线圈单元和第二传能线圈单元采用LCC谐振拓扑结构，所述第一传能线圈单元接入至所述第一H桥，并根据所述第一H桥的驱动向外输出无线功率，所述第二传能线圈单元接入至所述第二H桥，并将接收到电能通过所述第二H桥的整流向所述车载电池充电；

所述优化控制方法采用复合控制模式，其包括：

在所述无线充电系统处于恒流充电时，保持所述第一H桥的内部移相角α₁和第二H桥的内部移相角α₂不变，调整所述无线充电系统的工作频率f以及两者之间的外部移相角以使得两侧H桥中的开关管为零电压开关；

在所述无线充电系统处于恒压充电时，保持所述无线充电系统的工作频率f不变，所述第一H桥的内部移相角α₁等于第二H桥的内部移相角α₂，调整所述第一H桥的内部移相角α₁、第二H桥的内部移相角α₂以及两者之间的外部移相角以使得两侧H桥中的开关管为零电压开关。

进一步地，所述第一H桥和第二H桥中同一相臂的两个开关管的驱动信号互补。

进一步地，在所述无线充电系统处于恒流充电时，所述第一H桥的内部移相角α₁和第二H桥的内部移相角α₂均为π保持不变。