[发明专利]电动车辆的功率传输系统及其控制方法

说明书

用于向电动车辆的电池供应电力的功率传输系统包括创新的控制架构，该控制架构能够控制向所述电动车辆的电池传输电力，并且同时能够提供频率控制功能以优化功率传输效率。在另一方面，本发明涉及一种用于控制功率传输系统的创新方法。

本发明涉及电动车辆的功率传输系统领域。特别地，本发明涉及能够在电力系统与电动车辆上的电池之间以无线方式交换电力的感应功率传输系统。

用于电动车辆的无线感应功率传输系统在现有技术中是众所周知的。

通常，这些系统用于给电动车辆的电池充电。

当用作电池充电系统时，无线感应式功率传输系统采用发射器线圈，该发射器线圈放置在地面上或嵌入在地面中，以通过道路表面和车辆本身之间的空气间隙将电力感应地传送到安装在电动车辆上的接收器线圈。

与传统变压器一样，在发射器线圈的绕组中流动的AC电流会产生磁通量，从而使感应出的AC电流在接收器线圈的绕组中流动。以这种方式，电力可以从发射器线圈感应地传输到接收器线圈。

当用作电池充电系统时，用于电动车辆的无线功率传输系统典型地包括发射器侧部分和接收器侧部分，发射器侧部分通常包括发射器线圈和可连接到主电源以向发射器线圈馈电的供电系统，并且接收器侧部分通常包括在电动车辆上的接收器线圈和功率转换系统，用于向电池馈送由接收器线圈感应接收的电力。

功率传输系统的发射器侧部分和接收器侧部分均包括若干个控制器以控制其操作。布置在不同部分的控制器可以通过专用通信信道相互通信，该专用通信信道典型地是例如Wi-Fi^TM类型的无线通信信道。

为了确保电动车辆上的电池的合适的充电过程，必须根据充电曲线来适当地控制传输到电池的电力，电池充电曲线通常根据电池的特性和充电状态以及其它附加方面(诸如减少充电周期期间的能量消耗、减少充电过程所需的时间等)而建立。

出于这个原因，用于电动车辆的无线功率传输系统的控制器通常实现被配置为根据所选择的功率传输曲线来控制上述供电系统的操作的控制架构。

考虑到持续的操作条件，当前在现有技术的功率传输系统中使用的控制布置在优化功率交换效率方面常常表现出较差的性能。

因此，当前可用的功率传输系统可能操作效率低下，并且需要不可预测的较长的时间来执行电力系统与电动车辆上的电池之间的期望的功率交换过程。

本发明的主要目的是提供一种用于电动车辆的无线功率传输系统，其能够克服上述缺点。

在该目标内，本发明的另一个目的是提供一种无线功率传输系统，该无线功率传输系统确保根据给定的功率传输曲线，在电力系统和车辆上的电池之间适当地交换电力。

本发明的另一个目的是提供一种无线功率传输系统，该无线功率传输系统即使在功率传输系统的操作状况发生突然的不可预测的变化时，也可以确保在优化功率交换效率方面的良好性能。

本发明的另一个目的是提供一种在工业水平上相对容易且廉价地布置和生产的无线功率传输系统。

通过根据以下权利要求1和相关从属权利要求的用于电动车辆的功率传输系统，实现了以上目标和目的以及根据随后的描述和附图将更加清楚的其它目的。

在一般定义中，根据本发明的功率传输系统包括：

-适于与所述电力系统交换AC功率的发射器侧功率子系统，所述发射器侧功率子系统包括可与所述电力系统电耦合的第一整流级、与所述第一整流级电耦合的DC总线级和与所述DC总线级电耦合的逆变器级；

-适于与所述发射器侧功率子系统交换AC功率的发射器侧线圈子系统，所述发射器侧线圈子系统包括与所述逆变器级电耦合的发射器线圈；