[发明专利]电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制系统及其方法，适用于电动汽车负载数量不确定的路口无线充电情形，属于电动汽车无线充电技术领域。该方法主要包括监测负载个数，根据负载个数得到稳态电压调控方案，进而基于动态功率有界波动域的监测点选取方法，分析得到最优监测点的位置，最终实现各负载充电功率稳定，解决单一发射区域多接收电动汽车负载系统中新增负载带来的电动汽车单体接收功率跌落问题。采用本发明的电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制方法，随着新负载的接入仍能保证各负载接收功率稳定，且接入过程中不对其他负载接收功率产生较大冲击。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制系统及其方法，属于电动汽车无线充电技术领域。

背景技术

随着电动汽车的飞速发展，从混合动力电动汽车到纯电动汽车，汽车行业逐步摆脱对于化石能源的依赖。新的问题随之而来，当前电池的能量密度难以与汽油等传统能源相匹敌，能量补充速度也难及传统能源，导致电动汽车存在与生俱来的短板，充电操作复杂且频繁，电池笨重庞大以及续航能力差。

将电动汽车的动态充电与相对成熟的静态充电技术相结合，利用电动汽车在交通路口等红绿灯的间隙，将红灯停车等待区域改造成无线充电区，实现在等待红灯间隙为电动汽车准动态的补充电能。这对增加电动汽车的续航能力有很大的帮助，同时也有助于后续电动汽车全程路面动态无线供电方案的实施。

在多辆电动汽车随机接入无线充电系统过程中，由于系统充电功率比较大，而在红灯亮起时，车辆进入充电区域是一个动态过程，同时并不是每一个电动汽车都需要进行能量补充，因此，还需要对电动汽车需求进行监控，并确保后进入的充电汽车不会对现有已在充电的汽车造成较大的功率冲击，造成新增负载带来的电动汽车单体接收功率跌落问题，影响电池的寿命。

发明内容

为了解决单一发射区域多接收电动汽车负载系统中新增负载带来的电动汽车单体接收功率跌落问题，本发明提出了一种电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制系统及其方法。

无线电能传输技术是目前比较新型的电能传输技术之一，可通过空气等媒介，避开电缆线的直接物理连接实现能量的有效传递，依托感应、磁耦合谐振、微波等技术可实现传输距离为几厘米至几米，传输功率几瓦至几十千瓦，完全可满足电动汽车充放电功率和距离的需求，同时也具备了供电方式灵活，绿色环保、无接触电火花、充电过程中无人工插拔操作、无机构磨损等一系列优点。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明一种电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制系统，其包括如下：

初级线圈经第二补偿电容补偿后连接到高频逆变电路，构成能量无线发射端；

次级线圈经第一补偿电容补偿后连接到后端车载装置，构成能量无线接收端；

首计数器装置和尾计数器装置，分别安装在有效充电区域的前后；

控制器单元，连接首计数器装置和尾计数器装置，综合首计数器的计数信息n_head和尾计数器的计数信息n_tail，获取当前处于有效区域内的负载个数n可以表示为n＝n_tail-n_head，进而依据该负载个数实现后续精确调压控制。

进一步地，所述控制器单元为DSP(数字信号处理器，Digital SignalProcessing)。

进一步地，所述首计数器装置和尾计数器装置为磁传感器或者光电传感器。

本发明一种电动汽车负载随机接入无线充电的稳定控制方法，其采用调整电源电压的方法保证负载接收功率始终处于预期值P_out0附近，稳态情况下，当前负载个数n和电源电压U_in(n)满足以下关系：