[发明专利]一种双向AC/DC电能传输的无线电能传输系统控制方法

说明书

本发明公开了一种双向AC/DC无线电能传输系统控制方法，该系统是在传统SS补偿的无线充电系统的直流输入前侧加入一级全桥式电路和交流滤波电路，可以实现电能AC/DC和DC/AC双向传输。当工作在AC/DC方向时，利用SS补偿无线充电系统在自然恒流频率下的电压相位关系和阻抗特性移相控制后级电路，在不需外加PFC电路和无交流侧电流采样的条件下，实现了功率因数校正功能，且具备恒压输出和恒流输出能力。在反向工作时，系统可以实现电能DC/AC的传输。所述系统相较于传统的双向AC/DC无线电能传输系统具有低成本，高效率的优势，其控制方法易于实现。

技术领域

本发明属于无线电能传输技术领域，具体涉及一种双向AC/DC无线电能传输系统控制方法。

背景技术

目前，中国的新能源汽车渗透率已超过10％，即汽车增量中电动化的比例超过10％，预计到2025年会突破30％。随着“双碳”目标的推进，能源侧变革将让电动汽车用上可再生能源，电能从电网到电动汽车(grid-to-Vehicle,G2V)为电动汽车提供能源。同时，新能源汽车可通过接入电网实现车网互动，电能从电动汽车到电网(Vehicle-to-grid,V2G)，对电网负荷起到“削峰填谷”的作用。无线电能传输相对于传统的插电式充电具有便携，灵活，安全的优势，近年来无线充电技术引起广泛关注。

非阻性负载会使电网电压和从电网吸收正弦电流产生相位差，存在能量回流，使电能利用率降低。非线性元件引起电网电压畸变，产生谐波和电磁辐射。这会引起电网供电能力下降，损耗加剧。因此，一般电网接入侧需要一级功率因数校正(PFC)电路，实现高功率因数及低谐波失真。传统的双向AC/DC无线电能传输系统是由一级双向AC/DC电路和一级无线电能传输系统组成。

发明内容

鉴于以上存在的问题，本发明提供一种双向AC/DC无线电能传输系统控制方法，在正向工作时，不需要外加PFC电路和无交流侧电流采样的条件下，在电能AC/DC传输时实现高功率因数，且通过闭环控制后级实现直流输出侧具有恒压输出和恒流输出的功能。在反向工作时，无线充电部分开环工作于恒压模式，通过SPWM调制全桥Q₁～Q₄实现电能DC/AC的传输。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种双向AC/DC无线电能传输系统控制方法，其特征在于，系统包括交流侧滤波电容C_f1、交流侧滤波电感L_f1、交流侧阻尼电阻R_f、交流侧滤波电感L_f2、交流侧滤波电容C_f2、第一工频开关管Q₁、第二工频开关管Q₂，第三工频开关管Q₃、第四工频开关管Q₄，一次侧第一高频开关管S_P1,一次侧第二高频开关管S_P2，一次侧第三高频开关管S_P3，一次侧第四高频开关管S_P4，一次侧串联补偿电容C_P,一次侧线圈L_P，二次侧线圈L_S，二次侧串联补偿电容C_S，二次侧第一高频开关管S_S1,二次侧第二高频开关管S_S2，二次侧第三高频开关管S_S3，二次侧第四高频开关管S_S4，输出滤波电容C_o，负载R_L。