[发明专利]基于可变阻抗网络的单桩双车位无线充电控制系统及方法

说明书

本发明提供一种基于可变阻抗网络的单桩双车位无线充电控制系统及方法，在逆变器和两个无线能量发射模块之间分别设置有一个可变阻抗网络，当只需要一个无线能量发射模块发出能量时，对应可变阻抗网络的等效电感值调节至最小设定值，另外一个可变阻抗网络的等效电感值调节至最大设定值，使得逆变器以预设的第一功率输出等级为单个无线能量发射模块提供能量；当需要两个无线能量发射模块同时发出能量时，两个可变阻抗网络的等效电感值均调节至中间设定值，使得逆变器以预设的第二功率输出等级为两个无线能量发射模块同时提供能量。其效果是：电路结构简单，可靠性高，节约硬件成本和安装维护成本，能够实现不同的功率分配，满足不同充电需求。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术，具体涉及一种基于可变阻抗网络的单桩双 车位无线充电控制系统及方法。

背景技术

纯电动汽车以车载二次电池组为驱动力，其所需电能可以利用现有电网的 夜间峰谷电力，也可以利用太阳能、风能以及核能等清洁能源的发电，具有零 排放的特点，因此被认为是最具发展前景的一种交通工具。然而，一方面正如 燃油汽车多了就会出现加油难一样，电动汽车多了也会有自己的困境，首先要 面对的就是充电难的问题。当前的电动汽车主要采用传导充电方式，这种充电 方式需要使用充电电缆连接充电机和电动汽车，存在以下弊端：

(1)充电电流大(尤其是在快充模式下)，使得接插件笨重而且影响美观；

(2)充电时需要先停车，再将充电机上的充电电缆连接至电动汽车上的 充电接口，操作繁琐且费时费力；

(3)由于插座和插头之间存在机械摩擦，长时间使用后可靠性将变差， 影响充电效果；

(4)在某些情况下(如电缆出现老化、雨雪天气、充完电后忘记拔除接 插件和不小心拉扯到连接电缆等)，容易引起漏电，从而引发安全事故。

另外，受目前电池技术的限制，电动车本身还存在价格昂贵、车身笨重、 电池组所占空间大、续航里程短、一次性充电时间长以及充电频繁等缺点。

感应电能传输(Inductive Power Transfer，IPT)技术，是基于法拉第电磁 感应原理，以电能的安全可靠、灵活便捷的接入为目标的一种新型电能传输技 术。它集成了现代电力电子技术、功率器件及变换技术、磁场耦合技术、计算 机控制技术和建模与仿真技术等领域的理论与知识，是一门跨学科的综合性研 究课题。根据无线电能传输原理，图1给出了其原理性的结构框图。

从图1中可以看出，系统包括供电端和受电端两个部分。供电端首先通过 原级电能变换装置将工频交流电转换为高频交流电，然后将该高频交流电注入 到原级谐振网络，并在原级谐振网络的发射线圈或导轨周围的一定空间范围内 产生高频交变磁场(耦合磁场)；受电端的接收线圈会捕获到部分高频交变磁 场，并产生高频感应电压，次级功率变换装置对该高频交流电压进行变换调节， 使其最终满足负载的电源要求。

针对静态无线充电系统而言，现有的无线充电车位通常是每个车位配置一 台充电桩，如中国专利202010105107.8所公开的一种车位无线充电装置，但 是针对部分配置有双车位的高档住宅来说，每个车位都需要加装一套充电桩， 增加了应用的成本，单一充电桩难以同时满足双车位同时充电的应用需求。

发明内容

为了解决满足双车位两个电动汽车同时充电的应用需求，本发明首先提供 一种基于可变阻抗网络的单桩双车位无线充电控制系统，既可以满足单车接入 时的高效率无线充电，又能满足双车接入时合理的功率分配。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：