[发明专利]一种电动汽车用三级式无线电能传输系统

摘要

本发明公开了一种电动汽车用三级式无线电能传输系统，采用车外AC/DC环节、DCT环节和车内DC/DC环节构成的三级结构，其中AC/DC环节实现PFC和直流母线稳压功能，DCT环节实现车外和车内电子电力变换器的隔离，省去了电气信号的无线通信环节，DC/DC环节实现充放电模式的切换和功率控制，简化了系统结构、提高效率，且能够实现功率和充电模式的可靠控制。

主权项

一种电动汽车用三级式无线电能传输系统，其特征在于：采用车外AC/DC环节、DCT环节和车内DC/DC环节构成的三级结构，由DCT环节连接车外AC/DC环节和车内DC/DC环节并实现开环控制，其中：所述AC/DC环节采用三相变流器，该三相变流器由主电路为三相桥式拓扑，三相交流器的交流侧连接三相电网，三相交流器的直流侧通过直流母线连接DCT环节，所述三相变流器由直流稳压环节控制三相变流器的直流侧的电压为恒定值，该直流稳压环节作为三相变流器的电压外环，直流稳压环节的输出作为有功电流基准id*，该有功电流基准id*参与基于坐标变换的直接电流控制，直接电流控制是指通过坐标变换，将交流侧的三相电流转换为两相电流，然后通过直接电流控制使实际电流跟踪电流基准，以实现功率因数校正PFC，并以功率因数校正PFC作为电流内环，由电流内环与电压外环共同实现三相变流器的闭环控制；所述车内DC/DC环节为电池充放电控制电路，由电池充放电控制电路与车内电池管理系统BMS和整车控制器VMS通信以获知动力电池的状态参数和电网的需求，从而进行恒压或恒流充放电及功率控制，车内DC/DC环节中以恒流充放电环节作为电压外环，恒流充放电环节的输出作为电流内环及恒流充放电环节的电流基准，通过改变电压基准Up*，该电压基准由DSP控制器直接给定，使车内DC/DC环节中电压外环工作在正常或饱和状态，即可实现恒压和恒流模式的切换及功率的控制；所述DCT环节采用直流变压器，该直流变压器以一个逆变整流桥作为原边与AC/DC环节连接，该直流变压器以另一个逆变整流桥作为副边与车内DC/DC环节连接，原边的逆变整流桥、副边的逆变整流桥中桥臂功率管分别以0.5满占空比互补导通的开环控制方式，实现车外AC/DC环节和车内DC/DC环节之间实现高频开环控制，并且原边的逆变整流桥、副边的逆变整流桥中分别由桥臂中二极管进行不控整流；DCT环节判断充放电模式的依据为车外的AC/DC环节有功电流基准id*的极性，以动力电池充电时的电流方向为正方向，当id*>0时，说明有功功率由电网向直流母线侧传输，AC/DC环节整流工作，此时原边的逆变整流桥的功率管占空比D=0.5，当id*≤0时，AC/DC环节逆变工作，占空比D=0；同理，副边的逆变整流桥的功率管占空比由车内的DC/DC环节中动力电池充放电电流Ip*，即DC/DC环节中的电流基准的极性决定，占空比D根据充放电时不同的功率流向在0.5和0之间切换。