[发明专利]基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法

权利要求书

1.一种基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法，包括电动汽车无线充电系统，该无线充电系统包括地端系统和车端系统，地端系统由地端功率发射端和地端控制系统组成，车端系统由车端功率发射端和车端控制系统组成，地端发射线圈与车端接收线圈组成了耦合机构，耦合机构用于实现电能无线传输，地端功率发射端包括PFC变流器，高频逆变器以及发射线圈，车端功率接收端包括高频整流器及DC/DC变换器，其特征在于，车端控制系统包括功率传输控制器，地端控制系统包括车地端协调控制器、PFC系统控制器和高频逆变控制器，车端控制系统与地端控制系统无线通讯连接；该方法步骤包括：

S1、功率传输控制器获取车端BOOST电路的占空比范围，并依据占空比范围确定车端BOOST电路高低压侧电压比范围(Ratio_min，Ratio_max)；

S2、车地端协调控制器实时记录充电系统运作时的充电工运参数；

充电工运参数包括地端高频逆变电流定额值、PFC变流器可满功率运行的直流电压范围(U_{pfc_min}，U_{pfc_max})、系统最大充电功率和车端BOOST电路低压侧电流定额I_{dc_low_max}；

S3、车端控制系统向车地端协调控制器传输车端实时电量信息；车端实时电量信息包括电池充电电压电流及车端BOOST电路低压侧电压采样值；

S4、高频逆变控制器实时获取高频逆变电流采样值，PFC控制器实时获取PFC变流器直流电压采样值；

S5、车地端协调控制器根据车端BOOST电路高低压侧电压比范围(Ratio_min，Ratio_max)、充电工运参数和车端实时电量信息，确定高频逆变电流指令，并将高频逆变电流指令传输至高频逆变控制器，高频逆变控制器根据高频逆变电流指令与高频逆变电流采样值进行高频逆变电流闭环调节；

S6、高频逆变控制器获取高频逆变器移相角动态值；

车地端协调控制器根据高频逆变器移相角动态值确定PFC变流器直流电压指令变化方向；根据PFC变流器直流电压指令变化方向及当前周期PFC变流器直流电压指令确定下一周期PFC变流器直流电压指令；

车地端协调控制器将PFC变流器直流电压指令传输至PFC控制器，PFC控制器根据PFC变流器直流电压指令与PFC变流器直流电压采样值进行PFC变流器直流电压闭环调节；

在系统充电过程中，功率传输控制器根据电池充电电压电流，实时调节系统充电功率在系统最大充电功率的范围内。

2.如权利要求1的一种基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法，其特征在于，S5中计算高频逆变电流指令的步骤包括：

S51、功率传输控制器根据车端BOOST电路的占空比范围，得出车端BOOST电路低压侧电压的范围为：(Ratio_min×U_battery，Ratio_max×U_battery)，U_battery为当前电池电压值，则高频逆变电流范围为：

式中ω₀为耦合机构谐振频率，也是当前高频逆变器的控制频率；M是电感互感系数；

S52、车地端协调控制器结合PFC变流器可满功率运行的直流电压范围(U_{pfc_min}，U_{pfc_max})以及系统当前充电功率P，得出高频逆变电流I_ac最小值；

式中φ_max为高频逆变器移相角最大值；

S53、车地端协调控制器结合车端BOOST电路低压侧电流定额I_{dc_low_max}与系统当前充电功率P，得出车端BOOST电路低压侧电压最小值，并通过下式得出对应高频逆变电流I_ac最小值；

S54、车地端协调控制器结合S51、S52和S53中的各式及地端高频逆变电流定额限值，计算得出高频逆变电流指令范围(I_{ac_ref_min}，I_{ac_ref_max})。