[发明专利]一种用于电动汽车的无线充电系统

权利要求书

1.一种用于电动汽车的无线充电系统，其特征在于，包括位于桩体侧的第一整流桥、第一级调压器、第二级调压器、并联在第一级调压器与第二级调压器端口之间中间电容、逆变器、原边无功补偿器、原边发射器、用于驱动第一级调压器和第二级调压器工作的第一驱动模块、用于驱动逆变器工作的第二驱动模块、用于与车载端的副边通信器进行通信的原边通信器以及原边控制器；还包括位于车载侧的副边接收器、副边无功补偿器、第二整流桥、用于空载或低载保护的开路保护继电器、用于与桩体侧的原边通信器进行通信的副边通信器以及副边控制器；

其中，所述原边控制器控制所述第一级调压以及所述第二级调压将整流桥输出的直流电进行电压调节至目标电压；所述逆变器将进行过电压调节后的直流电逆变成为交流电，所述交流电再经过原边无功补偿器后，通过所述原边发射器发射、副边接收器接收传输至副边无功补偿器；所述副边控制器，控制所述第二整流桥将交流电整流成直流电后，输出给汽车的储能电池；

所述副边控制器还用来获取储能电池的所需接收功率，并生成最大车载可接受功率的信息给副边通信器，由副边通信器发射至原边控制器中，原边控制器包括功率门限单元，所述功率门限单元计算出系统在第二级调压器未接入的情况下的可传输的最大传输功率，将最大车载可接受功率与系统的最大传输功率进行比较，若系统的最大传输功率满足车载的最大车载可接受功率，则原边控制器继续控制所述第二级调压器不工作；若否，则控制第二级调压器进行工作对逆变器的输入电压进行调节；

所述逆变器为全桥逆变器，所述无线充电系统刚开始的初始工作状态为逆变器工作在初始设定频率w₀的工作频率上，此时，检测所述全桥逆变器中的MOSFET开关管是否工作在零电压开通的状态，若是，则继续保持该工作状态；若不是，则通过电容调节单元进行调节，具体为：

(1)采集无线充电系统在设定工作频率w₀工作下的原边无功补偿器输入端的实际输入电压以及副边无功补偿器输出端的实际输出电压；

(2)电容调节单元获取采集到的实际输入电压以及实际输出电压，计算电容调节量：

式中，ΔC为计算出来的电容调节量，w₀为无线充电系统工作在的设定谐振频率；C₁为第一电容；v_AB为原边无功补偿器输入端的实际输入电压；v_ab为副边无功补偿器输出端的实际输出电压；i_zvs为MOSFET开关管达到零电压关断时流过对应开关管的理论电流值；γ为设计裕量；k为原边发射线圈与副边接收线圈的耦合系数；L_f1为原边无功补偿器中补偿电感的电感值；L_f2为副边无功补偿器中补偿电感的电感值；L₁为原边发射器内部的谐振电感的电感值；P_MAX为最大可传输的功率；

(3)根据计算得到的电容调节量去控制并联在第二电容两端的调节电容支路对应的可控开关；相应的也根据所述电容调节量去同步控制并联在第一电容两端的调节电容支路对应的可控开关，以实现对第一电容和第二电容的调整；

(4)调整后，其原边发射器与副边接收器之间的谐振频率也产生微小的变化，此时，控制模块更新全桥逆变器的工作频率w₀为变化后的谐振频率w_c；并通过第二驱动模块驱动全桥逆变器工作在工作频率为w_c的状态下。