[发明专利]相位自适应无线充电方法

说明书

本发明公开了相位自适应无线充电方法，发射端控制方法为：采样逆变器的输出电流和输出电压，比较相位差，得到第一结果；根据第一结果控制发射端补偿电容的控制电压，以调节电容值；接收端控制方法为：采样整流器输入电流和输入电压，比较相位差，得到第二结果；根据第二结果，控制接收端补偿电容的控制电压，以调节电容值；发射端补偿电容和接收端补偿电容的电容值和接收端补偿电容的电容值，均随各自的控制电压的变化而变化。在无线充电过程中，当元件的参数发生变化时，会导致电流和电压相位变化，影响无线充电工作，本申请的方法可以据电压、电流的相位差通过调节补偿电容使系统保持谐振状态稳定运行。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种相位自适应无线充电方法。

背景技术

无线充电是一种非接触式的能量传输方式，可实现能源的安全、高效利用，特别是采用无线充电的电动汽车可以有效支撑车辆的全程无人化操作，是新能源汽车发展的重要方向。谐振耦合式无线充电系统在理想条件下在较远的传输距离下仍可以保持较高的输出功率和效率。然而，无线充电的实际应用场景充满了变化，如发射线圈和接收线圈之间的空间错位或移动、工作温度的变化、负载变化等等。另外，为了获得最佳的性能，无线充电系统要求谐振网络必须工作在一个精确谐振点，这意味着必须使用高精度的电感和电容来满足这些要求。然而，由于组成材料的特性和当前工艺条件的制约，高精度的元件不仅非常昂贵，甚至在不考虑成本的情况下仍然无法满足要求。以上原因都会使无线充电时谐振点产生漂移，导致充电效率下降，甚至无法充电。所有这些因素，从外部使用环境到内部元件的制约，都成为了无线充电技术实际应用的阻碍。

发明内容

本发明提供一种相位自适应无线充电方法，能够根据相位的变化自适应调节谐振状态。

相位自适应无线充电方法，包括发射端控制方法和接收端控制方法，其中所述发射端控制方法为：采样逆变器的输出电流I_f和输出电压U₁，并比较二者的相位差，得到第一结果；发射端通信控制器根据所述第一结果，通过发射端调节电路控制发射端补偿电容的控制电压，以调节电容值；所述接收端控制方法为：采样整流器输入电流I_g和输入电压U₂，并比较二者的相位差，得到第二结果；接收端通信控制器根据所述第二结果，通过接收端调节电路控制接收端补偿电容的控制电压，以调节电容值；其中，所述发射端补偿电容包括：发射第一补偿电容和发射端第二补偿电容；所述接收端补偿电容包括：收端第一补偿电容和接收端第二补偿电容；所述发射端补偿电容和所述接收端补偿电容的电容值和接收端补偿电容的电容值，均随各自的控制电压的变化而变化。

优选的，第一结果中，输出电流I_f和输出电压U₁的相位差为0°或小于预设误差值时，保持发射端第一补偿电容、发射端第二补偿电容的容值不变；在第一结果中，当输出电流I_f相位超前输出电压U₁，相位差大于0°且大于预设误差值时，减小发射端第一补偿电容的电容值；若在将发射端第一补偿电容的电容值降至最低后，电流I_f相位仍超前电压U₁，相位差仍大于0°且仍大于预设误差值，则将发射端第一补偿电容的电容值恢复至减小前，并减少发射端第二补偿电容的电容值；在第一结果中，当输出电压U₁相位超前输出电流I_f，相位差大于0°且大于预设误差值时，增加发射端第一补偿电容的电容值；若在发射端第一补偿电容的电容值增至最高，且输出电压U₁相位仍超前输出电流I_f，相位差仍大于0°且仍大于预设误差值时，则将发射端第一补偿电容的电容值恢复至增加前，并增加发射端第二补偿电容的电容值。