[发明专利]一种汽车无线充电系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种汽车无线充电系统以及其锁相控制方法，其中汽车无线充电系统包括桩端模块、地端模块、车端模块、车端控制器；车端控制器，获取车端变换器中功率开关的开关相位，采样车端谐振补偿模块输出电流I2，测算出桩端谐振补偿模块输入电流I1的系统周期；计算出开关相位和车端谐振补偿模块输出电流I2之间的相位差Phase‑T，控制车端变换器中功率开关的相位和周期，将所述相位差Phase‑T控制在相位差设定值Phase‑ref之内；通过车端控制器获取由于不同耦合条件下的系统周期，自适应不同高度场景下的无线充电的锁相控制；无需采样桩端模块的相位信号，减少了硬件电路，不仅节省了成本也节约了空间。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，具体涉及一种汽车无线充电系统以及其锁相控制方法。

背景技术

随着全球近年来在电动汽车领域的高速发展，如何实现电动汽车的安全、便捷的充电意义重大。电动汽车充电的传统方案是通过充电桩从电网直接获取电能，然而电动汽车进行有线充电时，充电插座或者电缆线通常有裸露在外的部分，在大功率充电时，容易产生电火花和电弧，存在重大安全隐患；同时伴随着自动驾驶、自动泊车等新技术的应用，人们期待对电动汽车的使用过程中全程无人工干预，电动汽车的充电自动化呼声越来越高。

为解决以上问题，通常采用近距离无线输电技术来实现电动汽车无线充电。电动汽车无线充电技术，通常是在电动汽车底盘安装一个接收端，并通过安装在地面或地下的发射端产生的磁场来产生感应电流，经整流成直流后向电动汽车电池充电，然而由于接收端与发射端没有物理连接，无法通过传统方式采样到两者的相位差信息；即使采样到相位差信息，再通过市场现有的无线通信方式传输也存在非常大的时间延迟，不能满足如此高频且快速变化的锁相需求，因此需要开发一种新的锁相控制方法来满足无线充电需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出一种汽车无线充电系统以及其锁相控制方法。

本发明采用的技术方案是设计一种汽车无线充电系统，其包括桩端模块、地端模块、车端模块、车端控制器；其中所述桩端模块固定竖立在地面，其包括桩端变换器和桩端谐振补偿模块，用以向地端模块输出高频交流电；所述地端模块安装在地面，其包含的发射线圈W1连接桩端谐振补偿模块，用以将所述高频交流电转化成高频磁场辐射到车端模块；所述车端模块接安装在电动汽车底部，包括依次连接接收线圈W2、车端谐振补偿模块和车端变换器，所述接收线圈W2感应交变磁场，车端变换器将交变磁场转化为直流电向车内电池充电；所述车端控制器，获取车端变换器中功率开关的开关相位，采样车端谐振补偿模块输出电流I2，测算出桩端谐振补偿模块输入电流I1的系统周期；计算出开关相位和车端谐振补偿模块输出电流I2之间的相位差Phase-T，控制车端变换器中功率开关的相位和周期，将所述相位差Phase-T控制在相位差设定值Phase-ref之内。

所述桩端变换器中包括第一全桥模块(Q1、Q2、Q3、Q4)，第一全桥模块中的第一桥臂(Q1、Q3)的中点为A中点、第二桥臂(Q2、Q4)的中点为B中点,A中点和B中点连接桩端谐振补偿模块的输入端，所述桩端谐振补偿模块的输出端连接所述发射线圈W1；所述车端变换器包括第二全桥模块(Q11、Q12、Q13、Q14)，第二全桥模块中的第三桥臂(Q11、Q13)的中点为a中点、第二全桥模块中的第四桥臂(Q12、Q14)的中点为b中点，a中点和b中点连接车端谐振补偿模块的输出端，所述车端谐振补偿模块的输入端连接所述接收线圈W2。