一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统，包括等效电压源，所述等效电压源是电动汽车无线充电系统的副边整流器及其之前的结构的等效电路，其通过副边DC

【技术实现步骤摘要】
一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统


[0001]本专利技术涉及无线充电的控制
，特别是一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统。

技术介绍

[0002]磁耦合谐振式无线电能传输(magnetically-coupled resonant wireless power transfer，MCR-WPT)因其传输方式脱离实际物理连接，供电灵活，可靠性高，无电火花产生，已应用在AGV小车、电动汽车、机器人等领域。其供电方案一般为无线充电装置先给设备自备储能电池充电，再由电池为设备提供电能。对于电动汽车无线充电，典型的电动汽车无线电能传输系统基本结构包括电力电子变换器、谐振网络、发射线圈、接收线圈、整流滤波和电池负载等部分，而电力电子变换器包括交流变换器和直流变换器。
[0003]典型系统的工作原理通常为电网经整流后，经过DC-DC环节调压，由逆变环节转换成高频交流电并通过传输线圈输送到接收端，再经布控整流、DC-DC直流变换、负载匹配及滤波等环节给车载电池充电，如图3所示。
[0004]由于其应用场合比较复杂，系统参数容易受到环境影响，且在无线充电过程中，电池等效电阻会发生变化，另外受用户停车位置的影响，原、副边线圈的耦合系数也很容易偏移设定值，因此有必要对系统进行优化与控制，保证系统能够减小干扰的影响，从而稳定运行于最佳状态，实现动力电池的优化充电。
[0005]目前充电控制系统中应用的比较多的仍然是常规线性PID控制方法，但是这种控制过于依赖具体的控制模型，对于无线电能传输的复杂系统控制效果不太理想。而在实际中，由于外界干扰和动力电池负载变化等不确定性，以及系统谐波、寄生参数及外界干扰等影响因素的存在，使得无线电能传输系统具有强非线性，因此对此非线性系统进行鲁棒性控制，以提高系统的动态响应性能具有意义。
[0006]此外，虽然美国汽车工程师协会(Society of Automotive Engineers,SAE)第J2954号电动汽车非接触供电标准中对不同无线充电系统功率等级制定了生产标准，但是针对电动汽车动力电池组的充电方式还是存在多样性的，除恒流充电、恒压充电等传统的充电方式外，还存在恒流/恒压充电、恒定产热充电、多阶恒流充电等优化充电方式。而现阶段的电动汽车无线充电系统只能实现单一形式的优化充电，系统适用性和兼容性不够。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统。
[0008]一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统，包括等效电压源，所述等效电压源是电动汽车无线充电系统的副边整流器及其之前的结构的等效电路，其通过副边DC-DC变换器连接负载。
[0009]还包括副边控制系统，所述副边控制系统包括鲁棒性控制器，人机交互芯片和采样数据调理芯片，所述人机交互芯片和采样数据调理芯片分别与鲁棒性控制器实施数据交互；
[0010]所述人机交互芯片分别与显示器和设置面板进行信息交互，所述人机交互芯片接收设置面板发出的信号并传输给鲁棒性控制器，所述人机交互芯片接收鲁棒性控制器发出的数据信息将其显示在显示器上；
[0011]所述鲁棒性控制器向副边DC-DC变换器发送PWM信号，所述鲁棒性控制器通过PWM信号调整副边DC-DC变换器的IGBT占空比，进而调整负载的充电方式；
[0012]所述数据采集调理芯片通过数据采集电路采集副边DC-DC变换器输出的电压信号和电流信号，并将采集到的电压信号和电流信号经过算法滤波后，传输给鲁棒性控制器，所述鲁棒性控制器根据数据采集调理芯片输入的采集数据调整输出的PWM信号，进而调整副边DC-DC变换器的输出电压和电流。
[0013]所述人机交互芯片为DSP芯片。
[0014]所述数据采样调理芯片采用FPGA芯片。
[0015]所述数据采集电路采用霍尔互感器和过零比较器，通过霍尔传感器检测并输出电压信号给过零比较器，过零比较器对接收的电压信号进行比对，如果输入的电压信号高于过零比较器设定的阈值，则过零比较器就输出高电平信号，反之输出低电平信号。
[0016]所述副边DC-DC变换器采用Buck变换器。
[0017]所述负载为动力电池。
[0018]有益效果
[0019]利用本专利技术的技术方案制作的一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统，其具有如下优势：
[0020]1、本控制系统可以减小由于外界条件变化和动力电池负载变化所造成的干扰，有效的提升系统控制的动态性能；
[0021]2、本控制系统只需根据充电需求，例如充电功率等级和充电时长等条件，来选择合适的充电方式，实现动力电池优化充电，提升系统兼容性。
[0022]3、本控制系统控制结构简单可靠、针对各种电池的充电需求具有较强的适应性。
附图说明
[0023]图1是本专利技术所述一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统的结构框图；
[0024]图2是本专利技术所述采样数据调理与鲁棒性控制的原理示意图；
[0025]图3是本专利技术所述典型的电动汽车无线电能传输系统原理图；
[0026]图中，1、等效电压源；2、负载；3、鲁棒性控制器；4、人机交互芯片；5、采样数据调理芯片；6、副边DC-DC变换器；7、PWM信号；8、显示器；9、设置面板；10、数据采集电路。
具体实施方式
[0027]下面结合附图对本专利技术进行具体描述，如图1-3所示；
[0028]本申请的创造点在于，包括副边控制系统，所述副边控制系统包括鲁棒性控制器
3，人机交互芯片4和采样数据调理芯片5，所述人机交互芯片和采样数据调理芯片分别与鲁棒性控制器实施数据交互；
[0029]本申请的创造点还在于，将人机交互芯片分别与显示器8和设置面板9进行信息交互，所述人机交互芯片接收设置面板发出的信号并传输给鲁棒性控制器，所述人机交互芯片接收鲁棒性控制器发出的数据信息将其显示在显示器上；
[0030]本申请的创造点还在于，鲁棒性控制器向副边DC-DC变换器发送PWM信号7，所述鲁棒性控制器通过PWM信号调整副边DC-DC变换器的IGBT占空比，进而调整负载的充电方式；
[0031]本申请的创造点还在于，数据采集调理芯片通过数据采集电路10采集副边DC-DC变换器输出的电压信号和电流信号，并将采集到的电压信号和电流信号经过算法滤波后，传输给鲁棒性控制器，所述鲁棒性控制器根据数据采集调理芯片输入的采集数据调整输出的PWM信号，进而调整副边DC-DC变换器的输出电压和电流。
[0032]本技术方案采用的电子器件均采用现有产品，本申请的技术方案对于上述电子器件的结构没有特殊要求和改变，上述电子器件均属于常规电子设备；
[0033]在本技术方案实施的过程中，本领域人员需要将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统，包括等效电压源(1)，所述等效电压源是电动汽车无线充电系统的副边整流器及其之前的结构的等效电路，其通过副边DC-DC变换器(6)连接负载(2)，其特征在于，还包括副边控制系统，所述副边控制系统包括鲁棒性控制器(3)，人机交互芯片(4)和采样数据调理芯片(5)，所述人机交互芯片和采样数据调理芯片分别与鲁棒性控制器实施数据交互；所述人机交互芯片分别与显示器(8)和设置面板(9)进行信息交互，所述人机交互芯片接收设置面板发出的信号并传输给鲁棒性控制器，所述人机交互芯片接收鲁棒性控制器发出的数据信息将其显示在显示器上；所述鲁棒性控制器向副边DC-DC变换器发送PWM信号(7)，所述鲁棒性控制器通过PWM信号调整副边DC-DC变换器的IGBT占空比，进而调整负载的充电方式；所述数据采集调理芯片通过数据采集电路(10)采集副边DC-DC变换器输出的电压信号和电流信号，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵靖英，张振远，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：