[发明专利]一种基于差分电感的电动汽车无线充电闭环控制系统

权利要求书

1.一种基于差分电感的电动汽车无线充电闭环控制系统，包括放置于地面的原边单元和车载的副边单元，所述原边单元包括原边功率线圈和差分电感线圈，所述副边单元包括副边功率线圈，所述副边功率线圈与差分电感线圈以及原边功率线圈相互耦合；其特征在于：

所述原边单元还包括逆变电路、补偿电路、原边谐振电容、互感线圈、AD采样电路以及MCU；其中，逆变电路的直流侧接直流源，原边功率线圈的一端与逆变电路交流侧的一端相连，原边功率线圈的另一端与原边谐振电容的一端相连，补偿电路通过互感线圈耦合连接于逆变电路交流侧的另一端与原边谐振电容的另一端之间，差分电感线圈与AD采样电路通过磁接口耦合，MCU与AD采样电路、补偿电路以及逆变电路相连；

所述副边单元还包括副边谐振电容和整流电路，副边功率线圈的一端与副边谐振电容的一端相连，副边谐振电容的另一端与整流电路交流侧的一端相连，副边功率线圈的另一端与整流电路交流侧的另一端相连，整流电路的直流侧与车载电池连接。

2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电闭环控制系统，其特征在于：所述逆变电路受MCU控制产生高频正弦电流，该高频正弦电流经过互感线圈向原边功率线圈供电，使得原边谐振电容与原边功率线圈发生谐振，并在原边功率线圈上产生固定频率的高频电流，进而通过电磁感应引起副边功率线圈产生相同频率的感应电流，该感应电流经过整流电路后为车载电池充电。

3.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电闭环控制系统，其特征在于：所述差分电感线圈由两个接收线圈l₁和l₂组成，接收线圈l₁和l₂的一同名端相互连接，接收线圈l₁和l₂的另一同名端作为差分电感线圈的输出端口通过磁接口耦合的形式连接至AD采样电路；在移除副边功率线圈的情况下，接收线圈l₁与原边功率线圈的互感为M_p1，接收线圈l₂与原边功率线圈的互感为M_p2，且M_p1＝M_p2使得原边功率线圈在接收线圈l₁和l₂上产生的感应电压在差分电感线圈输出端口处相互抵消。

4.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电闭环控制系统，其特征在于：所述磁接口采用耦合电感或高频变压器实现，所述补偿电路采用半桥或全桥电路拓扑结构。

5.根据权利要求3所述的电动汽车无线充电闭环控制系统，其特征在于：所述副边功率线圈通过耦合使得差分电感线圈产生输出电压，该输出电压相量U_so的计算表达式如下：

U_so＝I₂·jω(M_r1-M_r2)

其中：I₁为通电后原边功率线圈上的电流相量，I₂为副边功率线圈上的感应电流相量，ω为通电后原边功率线圈上的电流角频率，j为虚数单位，M为原边功率线圈与副边功率线圈之间的互感，M_r1和M_r2分别为接收线圈l₁和l₂与副边功率线圈之间的互感且M_r1≠M_r2，R_Z和L_Z分别为副边功率线圈所连负载的阻抗和感抗。