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原文传递提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法

专利名称：	提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法
摘要：	本发明是提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法。本发明采用控制器、发射端和接收端建立系统电路模型，根据获取矩形和DD线圈互操作时满足充电要求的耦合系数和计算得到的耦合系数，调节发射端位置，进一步使得XY方向的耦合系数无限接近矩形和DD线圈互操作时满足充电要求的耦合系数。本发明基于变步长的“扰动‑观测”算法，不需要进行复杂的数学计算，不需要额外的通信电路，仅通过发射端或地面设备参数的测量可实现耦合系数预测，并将其作为位置调节的依据，简化了系统结构，避免了强磁场对无线通信的干扰。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	宋凯;杨光;郭雨;朱春波;魏睿智;张航
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910172318.0
公开号：	CN109774520A
代理机构：	哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人：	刘景祥
分类号：	B60L53/35(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：所述方法基于无线充电的自适应系统，所述系统包括发射端、接收端和控制器，所述方法包括如下步骤：步骤一：获取矩形和DD线圈互操作时满足充电要求的耦合系数kmax；步骤二：在充电开始前进行系统初始化，建立发射端位置调节机构，获取发射端、接收端线圈和补偿网络参数；步骤三：测量原边线圈电流I1、原边并联补偿电容两端电压Uc1和I1与Uc1相位差，计算逆变器输出功率P，进一步计算得到此时原副边线圈耦合系数kest(i)(i＝0)，以及X方向和Y方向的矩形和DD线圈互操作时耦合系数kest(i)和kest(j)，所述X方向为DD线圈磁感线方向，所述Y方向为垂直于DD线圈磁感线的方向；步骤四：设置ε为接受的误差，当\|kest(0)-kmax\|＜ε时，认为该方向目标位置已达到，则不需要进行调节，满足充电要求；步骤五：当不满足\|kest(0)-kmax\|＜ε时，进行X方向的位置调节移动发射端，沿X方向正方向移动发射端，设定每次移动距离为Δ1，将步骤三中计算方法得到的kest(i+1)与kest(i+2)进行比较，根据比较结果进行X方向的位置调节移动发射端；步骤六：重复步骤五，直至X方向的耦合系数满足\|kest(i+2)-kest(i+1)\|＜ε，结束X方向调节；步骤七：进行Y方向的位置调节移动发射端，设定每次移动距离为Δ1，根据步骤三中所计算方法得到X方向调节结束时，Y方向的矩形和DD线圈互操作时耦合系数kest(j)，固定Δ1不变，调节Y方向，直至Y方向\|kest(j+2)-kmax\|＜ε，结束Y方向调节；步骤八：当X和Y方向调节完成后，根据步骤三所述方法进一步计算原副边线圈耦合系数kest(i)(i＝0)并满足\|kest(0)-kmax\|＜ε，发射端位置调节程序完成，系统开始充电。 2.根据权利要求1所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：所述步骤二中参数包括原边线圈自感Lp、副边线圈自感Ls、原副边线圈内阻R1和R2、副边补偿电感L2和负载电阻RL。 3.根据权利要求1所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：所述步骤三具体为：第一步：在安全电压范围内上电，测量原边线圈电流I1、原边并联补偿电容两端电压相位差Uc1和I1于Uc1相位差，通过下式计算逆变器输出功率P： P＝UC1I1cosθ (1) 其中，I1为原边线圈电流，Uc1为原边并联补偿电容两端电压相位差，θ为I1，Uc1的相位差；第二步：根据计算得到的逆变器输出功率P，通过下式计算X方向和Y方向矩形和DD线圈互操作时耦合系数kest(i)和kest(j)：其中，R1和R2为原副边线圈内阻，Lp为原边线圈自感，Ls为副边线圈自感，L2为副边补偿电感，RL为负载电阻，ω为系统工作频率，C2为副边并联补偿电容；第三步：根据公式(2)计算，得到kest(0)。 4.根据权利要求3所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：所述步骤五具体为：第一步：设定每次移动距离Δ1；第二步：当kest(i+1)小于kest(i)，则将发射端向X方向正向移动Δ1，当kest(i+1)大于kest(i)，则将发射端向X方向反向移动Δ1；第三步：当\|kest(i+1)-kest(i)\|＞A，则增大Δ1；当\|kest(i+1)-kest(i)\|≤A，则减小Δ1。 5.根据权利要求4所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：通过人为设定判定条件A，同时Δ1的变化步长由人为设定。 6.根据权利要求3所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：所述步骤七具体为：第一步：设定每次移动距离Δ1，根据公式(2)计算得到kest(j)；第二步：根据固定不变的每次移动距离Δ1，调节Y方向的位置的发射端，当kest(j+1)＞kest(j)，则将发射端向Y方向正方向移动Δ1；当kest(j+1)＜kest(j)，则将发射端向Y方向反方向移动Δ1；第三步：再根据公式(2)计算求得kest(j+2)，当\|kest(j+2)-kmax\|＜ε，则结束Y方向的位置调节移动发射端操作。 7.根据权利要求1所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：采用DSP、FPGA或者单片机的控制器实现的锁相环功能测量I1与Uc1相位差。 8.根据权利要求1所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：通过步骤一至步骤八所述的提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法建立的发射端位置调节机构，对发射端进行X方向和Y方向的位置调节。 9.根据权利要求1所述的一种提升电动汽车无线充电线圈互操作性的发射端位置自适应调节方法，其特征是：通过电压传感器测量Uc1，采用电流传感器测量I1。
所属类别：	发明专利