[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

说明书

本发明公开了一种基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法，涉及无线充电技术领域，包括计算车端BOOST电路高低压侧电压比范围；记录充电系统的工运参数；实时电量信息无线传输；采样高频逆变电流及PFC变流器直流电压；设定高频逆变电流指令及PFC变流器直流电压指令。本发明对车地端无线通讯速率要求低，无需额外增加硬件模块即可实现，简单易行，提升了充电系统运行稳定性。随着电池电压宽范围变化，地端协调控制各环节工作点，使得整个充电系统均在其定额范围内稳定运行。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法。

背景技术

随着石油危机和环境问题的爆发，人们开始越来越关注汽车对化石能源的消耗，以及其排放的废气对环境的影响。电动汽车是传统内燃机汽车的一种很好的替代品，它不需要消耗化石能源且不会排放废气，因此电动汽车的研究成为现阶段汽车厂商研究的重要课题和汽车产业发展的重要方向。传统电动汽车充电方式为插电式，受电气接口及充电桩数量限制，同一时间只能为一台或几台电动汽车进行充电。无线电能传输技术(WirelessPower Transfer,WPT)具有安全性高、可操作性强、智能化的优点，有效克服了插电式充电装置存在的缺点。基于无线充电电能传输技术的电动汽车充电设备成为电力装备厂商及高校研究的热点。

目前的无线充电系统中，电池电压范围较宽，由于耦合机构特性限制，随着电池电压及充电功率变化，如果不及时调整耦合机构高频逆变输入电压电流，将无法保证系统在全工况范围运行。因而在充电过程中随着充电工况变化及时调整高频逆变输入电压电流对于满足系统全工况运行显得尤为重要。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于SS拓扑耦合机构的无线充电全工况协调控制方法，以解决目前的无线充电系统中，电池电压范围较宽，由于耦合机构特性限制，随着电池电压及充电功率变化，如果不及时调整耦合机构高频逆变输入电压电流，将无法保证系统在全工况范围运行的问题。该方法的控制对象是电动汽车无线充电系统，该无线充电系统采用串联谐振(SS拓扑)耦合机构，该耦合机构能够有效的实现电能无线传输。

本发明的技术方案是：

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：

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；