[发明专利]适用于定相位差模块化无线充电系统的同边解耦方法

说明书

本发明公开了一种适用于定相位差模块化无线充电系统的同边解耦方法，所述的定相位差模块化无线充电系统中含有若干无线充电模块，每个模块包含一个发射线圈、一个接收线圈以及一套独立的原边和副边电路和该模块的控制回路，且不同模块发射线圈基波输入电压的相位差为0°或180°，在每个模块的原副边电路中加入计算所得的额外补偿电容(或电感)可以实现模块化系统的同边(包含原边和副边)解耦。本发明所述方法可以针对任意多个定相位差无线充电模块进行同边解耦，不同模块之间的摆放位置及间距不影响此方法的通用性。本方法通过在每个模块的原副边电路中加入计算所得的额外补偿电容可以实现模块化系统的同边解耦。

技术领域

本发明属于无线充电技术领域，涉及一种适用于定相位差模块化无线充电系统的同边解耦方法。

背景技术

随着全球范围内能源紧缺和环境污染问题的日益严重，发展电动汽车的重要性日益凸显。电动汽车无线充电技术，由于具有高效便利、维护成本低、不受环境影响等一系列优点备受关注。虽然目前中低功率无线充电技术已经得到一定发展，但大功率无线快充仍在研究当中。模块化的无线传能技术有利于突破传统单通道无线充电的局限性，但由于不同模块间存在着复杂的交叉耦合，难以单独对其中一个模块的输出进行控制，所以目前还没有实际应用。本文提出了一种应用于定相位差多模块无线充电系统的同边解耦方法，通过调整不同回路中补偿电容的大小，实现不同模块同边线圈的解耦。

发明内容

本发明的目的在于针对传统单通道无线充电难以实现大功率以及模块化无线充电系统控制中的耦合问题，提供一种适用于定相位差模块化无线充电系统的同边解耦方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种适用于定相位差模块化无线充电系统的同边解耦方法，所述的定相位差模块化无线充电系统中含有若干无线充电模块，每个模块包含一个发射线圈、一个接收线圈以及一套独立的原边和副边电路和该模块的控制回路，且不同模块发射线圈基波输入电压的相位差为0°或180°，针对含有n个模块的系统，其同边(包含原边和副边)解耦方法如下：针对传统的原、副边均串联的补偿网络，在每个回路的完全补偿电容基础上再串入一个额外电容或额外电感，额外电容值或电感值的计算方法如下：

对于其中模块i的原边电路而言，额外增加的电容值C_extra可以表示为带入数值后该容值为正代表在完全补偿电容基础上串入容值为C_extra的额外电容，该容值为负代表在完全补偿电容基础上串入感值为的额外电感L_extra，公式中分母括号内的项表示其余模块发射线圈与模块i发射线圈的互感乘以其余无线充电模块发射线圈中各自的电流，例如，模块k的分母项是i、k∈[1,n]，i≠k，其中下标中T表示发射线圈(transmitting coil)，R表示接收线圈(receiving coil)，例如，下标1T、1R、2T、2R分别对应第一个模块的发射线圈、接收线圈以及第二个模块的发射线圈、接收线圈；代表第k个模块发射线圈中的电流，M_kTiT表示第k个模块发射线圈与第i个模块发射线圈间的交叉耦合，其余互感下标形式含义类似，表示第i个模块发射线圈电流，ω为系统工作的角频率；

类似的对于其中模块i的副边电路而言，额外增加的电容容值C_extra可以表示为该容值为正代表在完全补偿电容基础上串入容值为C_extra的额外电容，该容值为负代表在完全补偿电容基础上串入感值为的额外电感L_extra，表示第i个模块接收线圈电流，模块k的分母项是i、k∈[1,n]，i≠k，其中代表第k个模块接收线圈中的电流，M_kRiR表示第k个模块接收线圈与第i个模块接收线圈间的交叉耦合，分别表示第i个模块接收线圈电流，ω为系统工作的角频率。

上述技术方案中，进一步地，所述的同边解耦方法也可通过将完全补偿电容替换为一个新电容实现，具体方法为：通过电容和电感串并联公式，利用完全补偿电容和额外电容或额外电感计算得到所述的新电容。