一种两轮电动车无线充电功率的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种两轮电动车无线充电功率的控制方法，包括双端LCC谐振拓扑电路，并基于双端LCC谐振拓扑电路的等效电压源模型，通过最大功率点跟踪(MPPT)和负载功率/电压调节(PR/VR)对无线充电功率进行控制，为负载提供电压/电流水平的恒定功率。本发明专利技术中，在最大功率点跟踪(MPPT)控制中，通过调节可变调谐电容使得发射端线圈的谐振频率f

【技术实现步骤摘要】
一种两轮电动车无线充电功率的控制方法


[0001]本专利技术涉及无线充电
，尤其涉及一种两轮电动车无线充电功率的控制方法。

技术介绍

[0002]2021年，中国电动两轮车产业市场规模已经达到全球第一，目前国内电动两轮车市场保有量已超3亿，充电量达到每天1.3亿次。高速发展的电动两轮车市场中、在推进新能源应用的过程中出现了很多困难和问题，如效率低下、极易产生的火灾隐患和技术迭代缺乏，频发的电动车充电事故导致无线充电生态的兴起。
[0003]近年来，无线充电技术在诸多领域己受到越来越多的关注，在磁耦合谐振式无线电能传输中，如何确保两轮电动车最大的传输效率以及减少功率损失是至关重要的。
[0004]而在两轮电动车的无线充电系统中，磁耦合系数(k)、互感(M)、发射线圈(L1)和接收线圈(L2)这些参数会彼此影响着系统的功率传输特性，耦合线圈之间的不完全耦合(或不对准)是无线充电的一个主要问题，该问题会导致系统效率和负载功率的下降和波动。
[0005]因此，本专利提出一种两轮电动车无线充电功率的控制方法，基于最大功率点跟踪(MPPT)和负载功率/电压调节(PR/VR)，使两轮电动车无线充电系统的耦合线圈在不对准的情况下，也可以为负载提供具有所需电压/电流水平的恒定功率。

技术实现思路

[0006]为了解决上述
技术介绍
中所提到的技术问题，而提出的一种两轮电动车无线充电功率的控制方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0008]一种两轮电动车无线充电功率的控制方法，包括双端LCC谐振拓扑电路，并基于双端LCC谐振拓扑电路的等效电压源模型，通过最大功率点跟踪(MPPT)和负载功率/电压调节(PR/VR)对无线充电功率进行控制，为负载提供电压/电流水平的恒定功率；
[0009]在最大功率点跟踪(MPPT)控制中，基于阻抗匹配，调节可变调谐电容使得发射端线圈的谐振频率f
t
和接收端线圈的谐振频率f
r
等于逆变器开关频率f
s
，其具体控制步骤如下所示：
[0010]S1、读取发射端线圈的谐振频率f
t
、接收端线圈的谐振频率f
r
和逆变器开关频率f
s
；
[0011]S2、当f
t
或f
r
≠f
s
时，根据下式(1)计算与f
t
＝f
r
＝f
s
时对应的C
f1
(i+1)和C
f2
(i+1)的值，否则返回步骤S1；
[0012][0013]式中，ω为角速度，L1为发射线圈，C
f1
为原边并联可调谐振电容，C1为原边串联可调谐振电容，L
f2
为副边串联补偿电感，C
f2
为副边并联可调谐振电容，C2为副边串联可调谐振电容；
[0014]S3、设置C
f1
(i+1)＝C
f1
，C
f2
(i+1)＝C
f2
，C
f1
、C
f2
的值是根据对f
t
和f
r
的监测来设置的，C
f1
、C
f2
会相应地变化，以保持f
t
＝f
r
＝f
s
，f
t
和f
r
通过测量发射线圈L1、接收线圈L2、原边串联可调谐振电容C1、副边串联可调谐振电容C2来测量；
[0015]在负载功率/电压调节(PR/VR)控制中，基于模糊控制器FLC控制逆变器的占空比D来控制输出负载P
L
和输出负载电压V
L
，其具体步骤如下所示：
[0016]S4、设置调节电压V
R
，读取负载电压V
L
；
[0017]S5、计算输入函数误差e＝V
R
‑
V
L
；
[0018]S6、当|e|≥5时，通过模糊控制器FLC，按照下式(2)调节占空比D；
[0019][0020]式中，P
L
为负载功率，i2为副边电感电流，R
eq
为等效负载电阻，u2为等效负载电阻电压，Z
in
为输入阻抗，Z
sec
为二次侧阻抗，M为原、副线圈的互感，U
in
为整流后的输入电压；
[0021]S7、模糊控制器FLC输出隶属度函数是D，第k个采样时间的D(k)；
[0022]在每个采样间隔内，调节电压V
R
和负载电压V
L
用于计算作为模糊控制器FLC输入的误差(e)、误差(ce)和先前误差(pe)信号的变化；
[0023]ce＝e
‑
pe；
[0024]通过模糊推理来确定全桥逆变器的占空比D。
[0025]作为上述技术方案的进一步描述：
[0026]在双端LCC谐振拓扑电路中，直流输入电源经过输入滤波电容后与全桥逆变器相连，原边LCC谐振电路的谐振电感L
f1
一端与全桥逆变器的桥臂相连，另一端经发射线圈L1后再与全桥逆变器桥臂的另一边相连，副边LCC谐振电路中的可调谐振电容C2的一端与整流桥相连，另一端经谐振电感L
f2
与整流桥相连，输出端接输出电容C
O
和负载电阻R
L
。
[0027]作为上述技术方案的进一步描述：
[0028]在式(2)中，二次侧阻抗Z
sec
通过下式(3)计算得到：
[0029][0030]式中，L2为接收线圈。
[0031]作为上述技术方案的进一步描述：
[0032]在式(2)中，输入阻抗Z
in
通过下式(4)计算得到：
[0033][0034]式中，Z
refl
为反射阻抗。
[0035]作为上述技术方案的进一步描述：
[0036]在式(4)中，反射阻抗Z
refl
通过下式(5)计算得到：
[0037][0038]式中，k为磁耦合系数，i1为原边主线圈电流，i2为副边主线圈电流。作为上述技术方案的进一步描述：
[0039]在式(5)中，i1、i2通过下式(6)计算得到：
[0040][0041]作为上述技术方案的进一步描述：
[0042]无线充电系统的系统效率η通过下式(8)计算得到：
[0043][0044]式中，P
in
为输入功率。
[0045]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：通过最大功率点跟踪(MPPT)和负载功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两轮电动车无线充电功率的控制方法，其特征在于，包括双端LCC谐振拓扑电路，并基于双端LCC谐振拓扑电路的等效电压源模型，通过最大功率点跟踪(MPPT)和负载功率/电压调节(PR/VR)对无线充电功率进行控制，为负载提供电压/电流水平的恒定功率；在最大功率点跟踪(MPPT)控制中，基于阻抗匹配，调节可变调谐电容使得发射端线圈的谐振频率f
t
和接收端线圈的谐振频率f
r
等于逆变器开关频率f
s
，其具体控制步骤如下所示：S1、读取发射端线圈的谐振频率f
t
、接收端线圈的谐振频率f
r
和逆变器开关频率f
s
；S2、当f
t
或f
r
≠f
s
时，根据下式(1)计算与f
t
＝f
r
＝f
s
时对应的C
f1
(i+1)和C
f2
(i+1)的值，否则返回步骤S1；式中，ω为角速度，L1为发射线圈，C
f1
为原边并联可调谐振电容，C1为原边串联可调谐振电容，L
f2
为副边串联补偿电感，C
f2
为副边并联可调谐振电容，C2为副边串联可调谐振电容；S3、设置C
f1
(i+1)＝C
f1
，C
f2
(i+1)＝C
f2
，C
f1
、C
f2
的值是根据对f
t
和f
r
的监测来设置的，C
f1
、C
f2
会相应地变化，以保持f
t
＝f
r
＝f
s
，f
t
和f
r
通过测量发射线圈L1、接收线圈L2、原边串联可调谐振电容C1、副边串联可调谐振电容C2来测量；在负载功率/电压调节(PR/VR)控制中，基于模糊控制器FLC控制逆变器的占空比D来控制输出负载P
L
和输出负载电压V
L
，其具体步骤如下所示：S4、设置调节电压V
R
，读取负载电压V
L
；S5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐赵文，唐丽静，陈凯强，刘之涛，王树伟，周国军，
申请(专利权)人：桔充充湖州新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：