[发明专利]一种电动汽车动态无线供电系统效率优化方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车动态无线供电系统效率优化方法，属于无线充电技术领域，解决了现有技术中的感应式DWPT系统中采用DC/DC变换器进行系统输出动态调节控制难度大的问题，本发明包括如下步骤：步骤1.建立基于冲击负荷和储能设备的DWPT系统基波等效模型；步骤2.基于阻抗匹配分析动态无线供电系统高效率运行条件；步骤3.设计储能设备充放电优化控制策略；步骤4.设计实现恒压输出和系统高效率运行控制策略。本发明实现了DWPT系统在宽负荷范围的恒定直流电压输出，并有效抑制了DWPT系统的输出功率波动和效率下降问题，使得DWPT系统始终维持在高效率运行。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种电动汽车动态无线供电系统效率优化方法。

背景技术

无线电能传输技术借助空间中的能量载体(如电场、磁场、微波、电磁波等)，将电能由电源侧传递到负载侧。其中，感应式WPT技术作为一种安全、可靠的非接触式供电技术，可解决传统有线电能传输设备的诸多缺陷，避免了传统拔插系统存在的接触火花，漏电等安全问题，并使人类应用电能的方式更加灵活。目前，该技术已被广泛应用于人体植入医疗设备，感应式加热器，电动车以及手机等移动设备的无线充电平台。

动态无线供电系统(DynamicWireless Power Transfer，DWPT)作为静态无线充电系统的未来发展趋势，将从根本上解决电动汽车续航里程短的问题。

感应式DWPT系统包括能量发射端和能量接收端两部分：发射端包括高频逆变器、发射端谐振补偿网络和长导轨型发射线圈，高频逆变器将直流电变为高频交流电，高频交流电流经过谐振补偿网络，在发射线圈中产生高频交流磁场；接收端包括接收线圈、接收端谐振补偿网络和高频整流器，接收线圈感应到发射线圈产生的高频磁场后，经过接收端谐振补偿网络，向高频整流器输出高频交流电，高频整流器则将交流电变为直流电，向电机负荷和储能设备提供电能，实现电能从发射端到接收端的无线传输。

在目前的感应式DWPT系统中，由于储能设备采用的是固定功率充放电，而电机由于需要频繁在不同工况下切换，导致电机负荷波动较大，使得DWPT系统的等效负载处于不断波动中，严重影响系统输出功率和效率。

传统的方法主要依赖于直流侧DC/DC变换器，在不同的负载条件下对系统输出进行动态调节。然而，频繁且冲击性的负荷变化使得对DC/DC变换器控制难度加大，对变换器硬件要求以及控制要求较高，限制DWPT系统的适用性。

发明内容

本发明的目的在于：

为解决现有技术中的感应式DWPT系统中采用DC/DC变换器进行系统输出动态调节控制难度大的问题，提供一种电动汽车动态无线供电系统效率优化方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种电动汽车动态无线供电系统效率优化方法，包括如下步骤：

步骤1.建立基于冲击负荷和储能设备的DWPT系统基波等效模型；

步骤2.基于阻抗匹配分析动态无线供电系统高效率运行条件；

步骤3.设计储能设备充放电优化控制策略；

步骤4.设计实现恒压输出和系统高效率运行控制策略。