一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雙向無線電能傳輸系統(tǒng)由于其能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動，因而系統(tǒng)的1側(cè)和2側(cè) 具有對等的拓?fù)?，特別適用于電動汽車之間的無線供電。
[0003] 由于電動汽車的車載電池儲能有限，當(dāng)雙向無線電能傳輸系統(tǒng)適用于電動汽車 時，電動汽車可W作為電能的接收方或電能的提供方；無論是其對其他車輛進行放電工作， 還是其他電動汽車對其進行充電供電，功率的調(diào)節(jié)都尤為關(guān)鍵。當(dāng)其作為電源向其他電動 汽車進行充電時，必須要在滿足自身的功率需求情況下進行，同時要能夠?qū)Ψ烹姷墓β蕦?時控制，避免過放現(xiàn)象；當(dāng)其他電動汽車向其進行充電時，為了方便自身調(diào)節(jié)接收功率或主 動控制接收功率W抑制過充現(xiàn)象。
[0004] 傳統(tǒng)雙向無線電能傳輸系統(tǒng)中，傳輸功率都是取決于放電側(cè)的功率，在充電側(cè)不 進行功率的控制，其不足之處就在于充電側(cè)無法主動適應(yīng)充電功率，而是只能被動接受；因 此，在某些場合下，會出現(xiàn)由于過充而損壞設(shè)備的危險。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有方案的不足，提出一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的 功率在線調(diào)試方法，能夠?qū)崟r連續(xù)無極調(diào)節(jié)雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的無線傳輸功率。
[0006] 技術(shù)方案：一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法，調(diào)控雙向無 線電能傳輸系統(tǒng)中1側(cè)和/或2側(cè)的全橋可逆整流器的驅(qū)動脈沖重疊角，實現(xiàn)雙向無線電 能傳輸系統(tǒng)的傳輸功率的調(diào)節(jié)；通過控制1側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角增大和/或2側(cè)的驅(qū)動脈 沖重疊角增大來防止雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的過放和過沖現(xiàn)象。
[0007] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動脈沖重疊角的調(diào)整范圍為0°~180°。
[0008] 有益效果：本發(fā)明的一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法，考 慮到雙向無線電能傳輸系統(tǒng)無線傳輸功率受到1側(cè)和2側(cè)電能變換器出口電壓的影響的特 點，利用連續(xù)控制電能變換器驅(qū)動脈沖重疊角來連續(xù)調(diào)節(jié)電能變換器的輸出電壓并W此調(diào) 節(jié)輸出功率，同時避免兩側(cè)電池過充和過放的現(xiàn)象。
[0009] 本發(fā)明方法的特點是雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的無線傳輸功率Pwt與兩側(cè)電能變換 器的電壓幅值有著密切關(guān)系。利用兩側(cè)電能變換器開關(guān)管驅(qū)動脈沖重疊角的連續(xù)可控的特 點來控制兩側(cè)電能變換器電壓的幅值，進而連續(xù)無極控制系統(tǒng)的輸出功率。本發(fā)明具有可 靠性高，控制獨立、誤動作小的特點。能夠在1側(cè)和2側(cè)不進行信息交互的情況下實現(xiàn)輸出 功率的連續(xù)無極可調(diào)。同時，放電側(cè)能夠控制放電功率而避免過放，充電側(cè)能夠主動適應(yīng)充 電功率而避免過充，因而可W實現(xiàn)對兩側(cè)電池的保護。
【附圖說明】
[0010] 圖I為雙向無線電能傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為基于重疊角控制的電能變換器電壓波形圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。
[0013] 一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法，其雙向無線電能傳輸系 統(tǒng)如圖1所示，其1側(cè)和2側(cè)具有對等的拓?fù)洹?側(cè)包含電池1、諧振線圈L。、補償電容。、 串聯(lián)電感Lm、l側(cè)的電能變換器化及驅(qū)動控制器1。2偵m含電池2、諧振線圈L21、補償電容 C2、串聯(lián)電感L"、2側(cè)的電能變換器W及驅(qū)動控制器2;其中，電感值Lm=Ln=L。，L。=Lzi =Li,兩個電能變換器均為單相全橋可逆整流器，W1側(cè)對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行說明：驅(qū)動控制器 1用于控制單相全橋可逆整流器的四個開關(guān)管，單相全橋可逆整流器連接電池1和由諧振 線圈Lii、補償電容。、串聯(lián)電感Lm組成的IXL網(wǎng)絡(luò)；1側(cè)和2側(cè)通過諧振線圈L11和諧振線 圈Lzi之間的互感M進行禪合。
[0014] 在滿足磁禪合諧振式無線電能傳輸系統(tǒng)諧振工作角頻率條件時，即
系統(tǒng)的傳輸功率
；其 中，Uab為1側(cè)單相全橋可逆整流器輸出電壓，UCD為2側(cè)單相全橋可逆整流器輸出電壓，0為Uab和UCD之間的相位差，0用W控制1側(cè)和2側(cè)之間功率流動的方向。
[0015] 根據(jù)傳輸功率表達式可知，無線傳輸功率的大小同時受到1側(cè)單相全橋可逆整流 器輸出電壓Uab和2側(cè)單相全橋可逆整流器輸出電壓UCD的影響，本發(fā)明方法利用驅(qū)動控制 器1及驅(qū)動控制器2來控制各自側(cè)的單相全橋可逆整流器的驅(qū)動脈沖重疊角a和0來 調(diào)節(jié)電壓Uab和UCD的大小。！側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角a和2側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角0均可從 0°連續(xù)變化至180°，相應(yīng)地，Uab和UCD的有效值從
連續(xù)變化至0,從而無 線傳輸功率P。。,可隨UAB和UCD連續(xù)變化。
[0016] 如圖2所示，W1側(cè)為例，對單相全橋可逆整流器輸出電壓Uab的調(diào)整是通過調(diào)整 Uaw和Uem實現(xiàn)的，定義單相全橋可逆整流器的兩個輸出口為點A、B，點Nl為電池1的負(fù)極， Uaw為點A與點Nl之間的電壓，U胃為點B與點Nl之間的電壓。為了防止雙向無線電能傳 輸系統(tǒng)的過放和過沖現(xiàn)象，當(dāng)從電池1向電池2充電過程中，通過增大1側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊 角a來防止1側(cè)電池1過放和避免2側(cè)電池2過充；同時，為避免2側(cè)電池2過充，還可通 過增大2側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角0來進一步的調(diào)節(jié)。
[0017] 當(dāng)從電池2向電池1充電過程中，通過增大2側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角0來防止2 側(cè)電池2過放和避免1側(cè)電池1過充；同時，為避免1側(cè)電池1過充，還可通過增大1側(cè) 的脈沖重疊角a來進一步的調(diào)節(jié)。通過驅(qū)動控制器1調(diào)節(jié)單相全橋可逆整流器的開關(guān) 管，使得Uaw和U胃的波形存在如圖所示的相位重疊部分，即改變該驅(qū)動脈沖重疊角a 的大小調(diào)整Uab的大小，其關(guān)系為：
Vl為電池1的輸出電壓；同理可得
V2為電池2的輸出電壓；從而得到雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的傳輸功率
[0018] W上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進和潤飾，運些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法，其特征在于：調(diào)控雙向無 線電能傳輸系統(tǒng)中1側(cè)和/或2側(cè)的全橋可逆整流器的驅(qū)動脈沖重疊角，實現(xiàn)雙向無線電 能傳輸系統(tǒng)的傳輸功率的調(diào)節(jié)；通過控制1側(cè)的驅(qū)動脈沖重疊角增大和/或2側(cè)的驅(qū)動脈 沖重疊角增大來防止雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的過放和過沖現(xiàn)象。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)試方法，其特征 在于：所述驅(qū)動脈沖重疊角的調(diào)整范圍為0°~180°。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的功率在線調(diào)節(jié)方法。具備在雙向無線電能傳輸系統(tǒng)中實時連續(xù)無極調(diào)節(jié)輸出功率的功能。針對雙向無線電能傳輸系統(tǒng)的輸出功率特點，給出通過控制高頻逆變輸出電壓的方式來控制功率的調(diào)節(jié)方法。該調(diào)節(jié)方法簡單易行，具備在初級側(cè)或次級側(cè)單獨實施，或在兩側(cè)同時實施的特點，能夠在雙側(cè)實現(xiàn)對充電功率的實時調(diào)節(jié)以防止電池的過充和過放問題。
【IPC分類】H02J50/12, H02J7/00
【公開號】CN105391191
【申請?zhí)枴緾N201510791770
【發(fā)明人】譚林林, 顏長鑫, 黃學(xué)良, 郭金鵬, 王維
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年11月17日