电动汽车双向无线充电控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车双向无线充电控制方法，属于电动汽车无线充电领域。该控制方法首先利用副边侧H桥电路的输出电压和输出电流，经功率计算得到副边侧H桥电路输出有功功率标幺值和无功功率标幺值，根据比较、整定等调整内移相角来控制电动汽车双向无线充电系统的无功功率，调整外移相角来控制电动汽车双向无线充电系统的有功功率大小以及功率传输方向。本发明专利技术的电动汽车双向无线充电控制方法可以实现在无需切换的方式下进行能量双向传输，在保证电动汽车双向无线充电系统有功输出的前提下尽可能减小无功，提高电动汽车双向无线充电系统的效率，满足大功率电动汽车双向无线充电的需求。无线充电的需求。无线充电的需求。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车双向无线充电控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车无线充电领域，尤其涉及一种电动汽车双向无线充电控制方法。

技术介绍

[0002]随着“碳中和，碳达峰”双碳目标的提出，大力发展新能源已成为大势所趋。目前，无线充电技术的发展日益成熟以及V2G(电动汽车到电网)和智能电网的快速发展，将电动汽车无线充电技术与V2G相结合成了学术与工业界的研究热潮。在未来，电动汽车将成为一种十分重要的分布式储能能源，采用无需切换即可实现能量双向传输的电动汽车无线充电技术，使电动汽车有序充放电，对电网进行削峰填谷，缓解电网压力，提高电网的稳定性与智能性。
[0003]目前，针对电动汽车双向无线充电控制技术的研究还不完善，主要存在的挑战有：一方面是需要在切换的方式下才能实现能量双向传输，切换的方式会造成系统不稳定，对电网及电动汽车造成很大冲击；另一方面是大多数的控制技术研究是针对有功功率进行分析，忽略了对系统效率造成影响的无功功率。针对电动汽车双向无线充电控制技术国内外专家学者提出了一些控制方法，主要有：
[0004]题为“A New Controller for Bi
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directional Wireless Power Transfer Systems”【《IEEE Transactions on Power Electronics》，DOI 10.1109/TPEL.2017.2785365】的文章提出了一种需要采用切换的方式才能实现能量双向传输的电动汽车双向无线充电控制方法，但这种切换的方式会对系统的稳定性造成影响。题为“Review on Contro1 Techniques for EV Bidirectional Wireless Chargers”【《Electronics》，2021，10，1905：1
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20】的文章提出了一些应用于电动汽车双向无线充电的控制方法，但所提出的方案大多对有功功率进行控制，并未考虑无功功率的影响。题为“Modelingand Experimental Verification of Bidirectional Wireless Power Transfer”【《IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY》，VOL.29，N0.2，MARCH 2019】的文章提出了一种单电流环控制的双向无线充电方法，但该方法存在回流功率，降低系统效率。题为《双向无线电能传输系统效率优化控制策略研究》，(《电工技术学报》，2019年第34卷第5期891～901页)提出了一种实现双向无线电能传输系统效率优化的多自由度组合控制策略，即同时控制原边侧内移相、副边侧内移相以及原副边之间的外移相，但其控制算法比较复杂，不易实现。中国专利技术专利公开说明书《一种电动汽车无线充电控制系统及其控制方法》(CN112865342A)提出了一种电动汽车无线充电控制系统，并对其控制方法进行说明，但是文献并未介绍其能量如何实现双向传输。
[0005]综上可知，目前电动汽车双向无线充电控制技术还不完善，很难对无需切换即可实现能量双向传输、提高系统稳定性、控制算法简单性等方面作出全面的考虑。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，针对电动汽车双向无线充电控制技术中需要在切换的方式下实现能量双向传输，控制算法复杂度高等问题，提供了一种无需切换即可实现能量双向传输的电动汽车双向无线充电控制方法。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的，本专利技术提供了一种电动汽车双向无线充电控制方法，该方法用于电动汽车双向无线充电机构，所述电动汽车双向无线充电机构包括原边侧直流电源E1、副边侧直流电源E2和双向无线充电模块；所述双向无线充电模块包括原边侧滤波电容C
10
、原边侧H桥电路、原边侧补偿网络、原边侧耦合线圈、副边侧耦合线圈、副边侧补偿网络、副边侧H桥电路、副边侧滤波电容C
20
；所述原边侧滤波电容C
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与原边侧直流电源E1的正负母线并联，所述副边侧滤波电容C
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与副边侧直流电源E2的正负母线并联；
[0008]所述原边侧H桥电路包括4个具有反向并联二极管的开关管，分别记为开关管S
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、开关管S
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、开关管S
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和开关管S
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，其中，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成原边侧第一桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为原边侧第一桥臂中点A，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成原边侧第二桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为原边侧第二桥臂中点B；所述原边侧第一桥臂、原边侧第二桥臂并联在原边侧直流电源E1的正负直流母线之间；
[0009]所述原边侧补偿网络包括原边侧谐振电感L
f1
、原边侧谐振电容C
f1
和原边侧补偿电容C1；原边侧谐振电感L
f1
的输入端与原边侧第一桥臂中点A连接，原边侧谐振电感L
f1
的输出端串联原边侧补偿电容C1后与原边侧耦合线圈的输入端连接，原边侧耦合线圈的输出端与原边侧第二桥臂中点B连接；原边侧谐振电容C
f1
的一端接入原边侧谐振电感L
f1
和原边侧补偿电容C1之间、另一端与原边侧第二桥臂中点B连接；
[0010]所述副边侧H桥电路包括4个具有反向并联二极管的开关管，分别记为开关管S
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、开关管S
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、开关管S
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和开关管S
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，其中，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成副边侧第一桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为副边侧第一桥臂中点a，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成副边侧第二桥臂，且开关管S
23
的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为副边侧第二桥臂中点b；所述副边侧第一桥臂、副边侧第二桥臂并联在副边侧直流电源E2的正负直流母线之间；
[0011]所述副边侧补偿网络包括副边侧谐振电感L
f2
、副边侧谐振电容C
f2
和副边侧补偿电容C2；副边侧谐振电感L
f2
的输入端与副边侧第一桥臂中点a连接，副边侧谐振电感L
f2
的输出端串联一个副边侧补偿电容C2后与副边侧耦合线圈的输入端连接，副边侧耦合线圈的输出端与副边侧第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车双向无线充电控制方法，该方法用于电动汽车双向无线充电机构，所述电动汽车双向无线充电机构包括原边侧直流电源E1、副边侧直流电源E2和双向无线充电模块；所述双向无线充电模块包括原边侧滤波电容C
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、原边侧H桥电路、原边侧补偿网络、原边侧耦合线圈、副边侧耦合线圈、副边侧补偿网络、副边侧H桥电路、副边侧滤波电容C
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；所述原边侧滤波电容C
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与原边侧直流电源E1的正负母线并联，所述副边侧滤波电容C
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与副边侧直流电源E2的正负母线并联；所述原边侧H桥电路包括4个具有反向并联二极管的开关管，分别记为开关管S
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、开关管S
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、开关管S
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和开关管S
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，其中，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成原边侧第一桥臂，且开关管S
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的集电极的接点记为原边侧第一桥臂中点A，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成原边侧第二桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为原边侧第二桥臂中点B；所述原边侧第一桥臂、原边侧第二桥臂并联在原边侧直流电源E1的正负直流母线之间；所述原边侧补偿网络包括原边侧谐振电感L
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、原边侧谐振电容C
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和原边侧补偿电容C1；原边侧谐振电感L
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的输入端与原边侧第一桥臂中点A连接，原边侧谐振电感L
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的输出端串联原边侧补偿电容C1后与原边侧耦合线圈的输入端连接，原边侧耦合线圈的输出端与原边侧第二桥臂中点B连接；原边侧谐振电容C
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的一端接入原边侧谐振电感L
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和原边侧补偿电容C1之间、另一端与原边侧第二桥臂中点B连接；所述副边侧H桥电路包括4个具有反向并联二极管的开关管，分别记为开关管S
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、开关管S
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、开关管S
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和开关管S
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，其中，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成副边侧第一桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为副边侧第一桥臂中点a，开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极串联组成副边侧第二桥臂，且开关管S
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的发射极和开关管S
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的集电极的接点记为副边侧第二桥臂中点b；所述副边侧第一桥臂、副边侧第二桥臂并联在副边侧直流电源E2的正负直流母线之间；所述副边侧补偿网络包括副边侧谐振电感L
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、副边侧谐振电容C
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和副边侧补偿电容C2；副边侧谐振电感L
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的输入端与副边侧第一桥臂中点a连接，副边侧谐振电感L
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的输出端串联一个副边侧补偿电容C2后与副边侧耦合线圈的输入端连接，副边侧耦合线圈的输出端与副边侧第二桥臂中点b连接；副边侧谐振电容C
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的一端接入副边侧谐振电感L2和副边侧补偿电容C2之间、另一端与副边侧第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芳，赵杨，王文强，凌淳扬，李昊，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：