【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线电能传输，具体涉及一种双向无线电能传输电路及其控制方法，适用于双边lcc谐振网络，实现最优效率追踪及恒流充电协同。
技术介绍
1、目前，随着电动汽车产业规模的不断扩大，相关技术的发展也十分迅猛。相比于传统的插接式有线充电，电动汽车无线充电技术充电更加方便快捷、安全性高、易于实现智能化控制，近年来受到了越来越多的关注。而随着能源互联网的提出和车联网技术的发展，电动汽车作为一类重要的储能装置，在电网调峰调频中正发挥着越来越大的作用。双向无线充电技术因其与电网互动能力更强，灵活性更高，将为车网互动及电网智能化提供重要的技术支撑。
2、近年来，双向无线电能传输技术快速发展，受到了越来越多的学者和科研人员的关注。与此同时，更为复杂的使用场景和用户需求也对双向无线电能传输技术提出了更多的问题和挑战。一方面，随着传输的功率不断增加，系统的传输损耗也不断增加，人们需要不断寻求高效率的拓扑和控制方式来减少传输过程中的损耗。另一方面，随着应用场景的更加复杂，需要一种更加灵活和普适的控制方法来满足系统控制的需要。
3、现有双向无线充电系统采用的拓扑结构及控制方法，受限于恒定负载；当应用场景拓展后，系统负载会在充放电过程中不断发射变化，进而使系统效率降低。系统损耗的提升致使散热要求较高，需要增加多余的散热设备，严重挤占了系统其他部件的安装空间，造成无线充电系统布置困难，限制了应用场景。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种双向无线电能传输电路，包括双边lcc谐振传输网络，双边lcc谐振传输网络的电源侧经电源侧高频变换电路连接电源侧电压源，双边lcc谐振传输网络的负载侧经负载侧高频变换电路和双向buck-boost电路连接负载侧电压源；双边lcc谐振传输网络用于传递高频电磁场，并使电源侧和负载侧的谐振频率保持一致。
4、优选地，双向buck-boost电路包括电力电子开关管q1、q2、q3、q4，电力电子开关管q1、q2、q3、q4组成四开关管buck-boost电路。
5、优选地，双边lcc谐振传输网络包括磁耦合传输线圈，磁耦合传输线圈的两端经对应的双边lcc补偿网络连接电源侧高频变换电路或负载侧高频变换电路。
6、更优选地，双边lcc补偿网络包括并联谐振电容，并联谐振电容并联设置在磁耦合传输线圈的两端，磁耦合传输线圈的一端经串联谐振电感和串联谐振电容连接电源侧高频变换电路或负载侧高频变换电路。
7、更优选地，电源侧高频变换电路和负载侧高频变换电路均为全桥逆变电路。
8、优选地，电源侧电压源包括电压源u1，电压源u1并联连接有电容c11。
9、优选地，负载侧电压源包括电压源u2，电压源u2并联连接有电容c22。
10、本专利技术的另一技术方案是，一种双向无线电能传输电路的控制方法，当功率从电源侧传输至负载侧时，负载为电池负载，通过控制电源侧高频变换电路的移相角调节电压，电源侧高频变换电路工作在不控整流状态，对负载侧进行恒流充电；基于最大效率率点扰动观察法调节双向buck-boost电路的占空比匹配双向无线电能传输电路的效率最优负载，使双向无线电能传输电路运行在最大效率点；
11、当功率从负载侧反馈回电源侧时，控制负载向电源的回馈功率，通过控制电源侧高频变换器的整流调节电压，电源侧高频变换器工作在全桥状态，对电源侧进行恒流馈电，基于最大效率率点扰动观察法调节双向buck-boost电路的占空比匹配双向无线电能传输电路的效率最优负载，使双向无线电能传输电路运行在最大效率点。
12、优选地，最大效率点扰动观察法具体为：
13、系统进入稳态运行后，检测当前系统的运行效率，并向buck-boost电路的控制占空比施加正向扰动，测量系统的运行效率；当系统效率增加，调整占空比为原有占空比加上对应扰动；当系统效率降低，调整占空比为原有占空比减去对应扰动。
14、优选地，电源侧高频变换电路工作时，电力电子开关管s11、s14工作在同一状态，电力电子开关管s12、s13工作在同一状态；通过控制电力电子开关管s11、s14和电力电子开关管s12、s13交替开通关断，将输入的直流电压转变为高频方波电压；
15、负载侧高频变换电路工作时，控制电力电子开关管s21、s24工作在同一状态，电力电子开关管s22、s23工作在同一状态；通过控制电力电子开关管s21、s24和电力电子开关管s22、s23交替开通关断，将高频方波电压转变为直流电压。
16、与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
17、一种双向无线电能传输电路，通过加入双向buck-boost电路，在满足双向充电和恒流充电的同时，主动跟踪系统的最大效率点，实现恒流充电与最大效率追踪的协同控制，使系统在负载变化时保持较高效率运行，降低系统损耗。
18、进一步的，四开关管buck-boost电路用于实现双向电能的dc-dc变换，同时配合本文所提的控制算法改变系统运行状态，实现最大效率运行。
19、一种双向无线电能传输电路的控制方法，整个控制方法用于控制系统在正反向传输过程中按照要求维持恒定的电流输出，同时能够保持最大效率点工作。
20、进一步的，设置扰动观察算法用于实时跟踪系统的最大效率点，能够让系统在多工况、变负载情况下均能够实现系统保持在最大功率点运行。
21、综上所述，本专利技术通过使用额外的一级buck-boost电路主动追踪系统效率最优点，提高系统效率、降低无线充电系统的散热需求，极大的拓展系统的应用场景。
22、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双向无线电能传输电路，其特征在于，包括双边LCC谐振传输网络(3)，双边LCC谐振传输网络(3)的电源侧经电源侧高频变换电路(2)连接电源侧电压源(1)，双边LCC谐振传输网络(3)的负载侧经负载侧高频变换电路(4)连接负载侧电压源(6)；负载侧高频变换电路(4)和负载侧电压源(6)之间设置有双向Buck-Boost电路(5)，双边LCC谐振传输网络(3)用于传递高频电磁场，并使电源侧和负载侧的谐振频率保持一致。
2.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双向Buck-Boost电路(5)包括电力电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4，电力电子开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成四开关管Buck-Boost电路。
3.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双边LCC谐振传输网络(3)包括磁耦合传输线圈，磁耦合传输线圈的两端经对应的双边LCC补偿网络连接电源侧高频变换电路(2)或负载侧高频变换电路(4)。
4.根据权利要求3所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双边LCC补偿网络包括并联谐振电容，并联谐振电容并联设
5.根据权利要求3所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，电源侧高频变换电路(2)和负载侧高频变换电路(4)均为全桥逆变电路。
6.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，电源侧电压源(1)包括电压源U1，电压源U1并联连接有电容C11。
7.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，负载侧电压源(6)包括电压源U2，电压源U2并联连接有电容C22。
8.根据权利要求1至7中任一项所述双向无线电能传输电路的控制方法，其特征在于，当功率从电源侧传输至负载侧时，负载为电池负载，通过控制电源侧高频变换电路的移相角调节电压，电源侧高频变换电路工作在不控整流状态，对负载侧进行恒流充电；基于最大效率率点扰动观察法调节双向Buck-Boost电路的占空比匹配双向无线电能传输电路的效率最优负载，使双向无线电能传输电路运行在最大效率点；
9.根据权利要求8所述的双向无线电能传输电路的控制方法，其特征在于，最大效率点扰动观察法具体为：
10.根据权利要求8所述的双向无线电能传输电路的控制方法，其特征在于，电源侧高频变换电路工作时，电力电子开关管S11、S14工作在同一状态，电力电子开关管S12、S13工作在同一状态；通过控制电力电子开关管S11、S14和电力电子开关管S12、S13交替开通关断，将输入的直流电压转变为高频方波电压；
...【技术特征摘要】
1.一种双向无线电能传输电路，其特征在于，包括双边lcc谐振传输网络(3)，双边lcc谐振传输网络(3)的电源侧经电源侧高频变换电路(2)连接电源侧电压源(1)，双边lcc谐振传输网络(3)的负载侧经负载侧高频变换电路(4)连接负载侧电压源(6)；负载侧高频变换电路(4)和负载侧电压源(6)之间设置有双向buck-boost电路(5)，双边lcc谐振传输网络(3)用于传递高频电磁场，并使电源侧和负载侧的谐振频率保持一致。
2.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双向buck-boost电路(5)包括电力电子开关管q1、q2、q3、q4，电力电子开关管q1、q2、q3、q4组成四开关管buck-boost电路。
3.根据权利要求1所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双边lcc谐振传输网络(3)包括磁耦合传输线圈，磁耦合传输线圈的两端经对应的双边lcc补偿网络连接电源侧高频变换电路(2)或负载侧高频变换电路(4)。
4.根据权利要求3所述的双向无线电能传输电路，其特征在于，双边lcc补偿网络包括并联谐振电容，并联谐振电容并联设置在磁耦合传输线圈的两端，磁耦合传输线圈的一端经串联谐振电感和串联谐振电容连接电源侧高频变换电路(2)或负载侧高频变换电路(4)。
5.根据权利要求3所述的双向无线电能传...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓华，徐翀，刘秀兰，张倩，徐锦星，魏辰阳，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。