CN112865340A - 一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置。该方法包括步骤:获取无线充电系统的电路参数以及待充电电池组的初始电压;根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件;确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点边界条件;采用确定的软启动方式启动无线充电系统,并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内;测量流经发射线圈侧预设处的电流和电压,计算无线充电系统的互感参数。本发明利用无线充电系统软起动过程进行互感辨识的方法,检测方法方便又简单,降低了检测电路实现难度,且不需要辅助电路,也不需要预先获知负载。

Description

一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置
技术领域
本发明属于无线电能传输技术领域,更具体地,涉及一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置。
背景技术
无线充电系统广泛应用各个领域,例如电动汽车领域。在一些应用场景中,需要获知无线充电系统的互感参数,以便于后续的负载参数辨识及系统调控。例如,在电动汽车领域,无线充电相较于传统插拔式充电桩,其优越性在于充电无需物理接触,只需通过磁场耦合将能量由发射线圈无线传输至接收线圈,省去了传统充电方式的插拔式复杂操作过程,且无线充电无电气互连,相较而言安全系数更高。然而,对于无线充电而言,系统传输效率及传输功率受磁耦合强度及线圈间位移的显著影响。实际上,对于电动汽车,车主停车时不可避免地会造成接收线圈与发射线圈间的错位而直接影响其耦合系数,进而影响系统输出性能,因此有必要通过有效手段获得其线圈间的互感参数,以便于后续的负载参数辨识及系统调控。
现有技术中针对无线电能传输系统互感识别方法主要有以下几种方式,但是都存在一定问题。方式一,从源侧进行互感辨识的方法,该方法实现的前提是负载已知,然而,实际情况中,很多时候负载是未知且可变的;方式二,针对SS拓扑建立微分方程的方法,通过求解四阶微分方程获得互感及负载的辨识,但该方法实现过程非常复杂,且不适用于基于复合型拓扑补偿网络的WPT系统;方式三,用于SS拓扑的互感与负载辨识方法,其实现的前提是假定整流器负载为一个纯电阻负载,利用了SS拓扑结构的特殊性,局限于SS拓扑使用;方式四,借助辅助电路切换电容使系统工作在两种运行模式下,在两种工作模式下分别建立二元方程,通过解方程获得负载与互感的辨识值,该方法原理简单易懂,但须通过增加辅助电路完成辨识,增加了系统复杂性与系统成本;方式五,利用接收侧并联补偿网络的特殊性,他提出了一种稳态条件下的负载和互感辨识方法,仅适用于基于接收侧并联补偿网络的WPT系统。
发明内容
针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求,本发明提供了一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置,利用无线充电系统软起动过程进行互感辨识的方法,检测方法方便又简单,降低了检测电路实现难度,且不需要辅助电路,也不需要预先获知负载。
为实现上述目的,按照本发明的第一方面,提供了一种无线充电系统的互感参数辨识方法,所述无线充电系统包括电源模块、逆变器、发射线圈、接收线圈和补偿网络,该方法包括:
获取无线充电系统的电路参数以及待充电电池组的初始电压;
根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,该边界条件使得无线充电系统的直流输出电压小于待充电电池组的初始电压;
确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点边界条件;
采用确定的软启动方式启动无线充电系统,并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内;
测量流经发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
优选的,所述互感辨识的边界条件为逆变器输出电压基波分量幅值。
优选的,若确定采用控制逆变器移相角的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及逆变器移相角;若确定采用控制电源模块输出直流电压的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及电源模块输出直流电压。
优选的,互感辨识工作点的系统工作频率小于接收线圈侧的谐振频率。
优选的,所述补偿网络为LCC-LCC型补偿网络、或SP型补偿网络、或PP型补偿网络、或LCL-LCL型补偿网络。
优选的,所述电路参数包括补偿网络的电容的杂散电阻、补偿网络的电感的杂散电阻、发射线圈的杂散电阻和接收线圈的杂散电阻。
优选的,所述预设处的电流有效值和电压有效值是流经发射线圈的电流有效值以及发射侧并联补偿电容两端的电压有效值。
优选的,所述互感参数的计算包括步骤:
根据发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值计算等效阻抗模;
建立等效阻抗模与互感参数的函数,根据函数计算互感参数。
按照本发明的第二方面,提供了一种无线充电系统的互感参数辨识装置,所述无线充电系统包括电源模块、逆变器、发射线圈、接收线圈以及补偿网络,该装置包括控制模块和驱动电路;
所述控制模块用于根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,还用于确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点,还用于采用确定的软启动方式控制所述驱动电路产生驱动信号给无线充电系统,以启动无线充电系统并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内,还用于接收发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
优选的,若选择采用控制逆变器移相角的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及逆变器移相角;若选择采用控制电源模块输出直流电压的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及电源模块输出直流电压。
总体而言,本发明与现有技术相比,具有有益效果:利用无线充电系统软起动过程进行互感辨识的方法,只需通过检测发射侧预设处电压、电流信号有效值,便可通过计算获得互感参数,检测方法方便又简单,降低了检测电路实现难度,且不需要辅助电路,也不需要预先获知负载。
附图说明
图1是本发明实施例的无线充电系统结构图;
图2是本发明实施例的逆变器驱动信号、输出信号及移相角定义;
图3是本发明实施例的包含LCC-LCC补偿网络的无线充电系统结构图;
图4是本发明实施例的不同工作频率下等效阻抗模|Zp|随互感参数M的变化趋势图;
图5是本发明实施例的基波近似法时互感辨识时等效电路图;
图6是本发明实施例的U c2_p 随互感参数M、系统工作频率fU inv_f_p 的变化趋势图;
图7是本发明实施例的互感辨识装置及无线充电系统结构图;
图8是本发明实施例的互感辨识方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明实施例的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,应用于无线充电系统,无线充电系统包括电源模块、逆变器、发射线圈、接收线圈和补偿网络。
该互感参数辨识方法包括步骤:
获取无线充电系统的电路参数以及待充电电池组的初始电压;
根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,该边界条件使得无线充电系统的直流输出电压小于待充电电池组的初始电压;
确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点边界条件;
采用确定的软启动方式启动无线充电系统,并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内;
测量流经发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
下面具体说明无线充电系统总体框架与工作原理、互感辨识方法原理、仿真验证、辨识装置及方法流程设计。
(1)下面具体说明无线充电系统总体框架与工作原理。
(a)基于无线电能传输(Wireless Power Transmission,WPT)的无线充电系统工作原理。
本发明一实施例的基于无线电能传输技术(WPT)的电动汽车无线充电系统组成如图1所示。
图1中,直流电源模块将有效值为220V的交流市电经整流桥变为直流,该直流经DC/DC变换器及整流稳压电容C in 后,以提供稳定的输入直流电压U dc 。直流电源模块所输出直流电U dc 经由T 1 ~T 4 四个MOSFETs管所组成的高频全桥逆变器逆变后,变为高频方波输入至补偿网络1。
线圈和补偿网络模块中,L 1 L 2 分别为发射线圈和接收线圈的自感,M为发射线圈与接收线圈之间的互感,对于已制作好的发射线圈、接收线圈而言,互感值M的大小受两线圈横向错位与纵向距离的影响;补偿网络与线圈构成谐振网络,用以补偿发射线圈与接收线圈传输能量所需要的无功功率,同时起到滤波的作用。
根据传输特性的不同,补偿网络存在多种不同的拓扑结构,包括SS型、SP型、PS型、PP型、LCL-LCL型、LCC-LCC型、LCC-S型等,本发明主要适用于包含LCC-LCC型补偿网络、或SP型补偿网络、或PP型补偿网络、或LCL-LCL型补偿网络的无线充电系统。它们的共同点在于,接收线圈侧的补偿网络均为非串联补偿型网络,利用软起动过程及电池组初始电压使整流器等效负载与系统解耦并进行互感辨识时,接收线圈侧仍可构成电流回路,因此都可以采用本发明的互感参数辨识方法及装置,利用无线充电系统软起动过程进行互感辨识的方法,通过检测发射侧预设处电压、电流信号有效值,获得互感参数。后文辨识方法及装置的整体思想、流程对于这些补偿网络都是适用的。但是,后文的具体计算模型、计算公式主要是基于图3的包含LCC-LCC型补偿网络的无线充电系统,以此作为示例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员在本发明的精神和原则之内,针对其他类型的补偿网络建立合适的模型和计算公式来求解互感参数所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
等效负载模块中,由二极管D1~D4及输出滤波电容C o构成整流滤波电路,补偿网络2输出的高频交流电通过整流滤波后变成直流电对电池组进行充电。U o I o 分别为电池充电电压和充电电流。图1中,C in C o 分别为系统输入、输出滤波器;U dc I dc 分别为直流输入电压、直流输入电流;u inv i inv 分别为逆变器输出电压和输出电流;u rec i rec 分别为整流桥前端输入电压和输入电流。
(b)无线充电系统的软起动方式
为防止起动电压、电流过大,无线充电系统采用软起动方式提供电源。实现软起动方式有两种:其一,通过改变高频全桥逆变器移相角α实现软起动;其二,通过改变直流电源模块输出电压U dc 实现软起动。下面分别对两种软起动方式进行详细说明。
方式一,通过改变高频全桥逆变器移相角实现软起动,其原理如是:维持直流电源模块输出直流电压U dc 不变,控制全桥逆变器移相角α从0开始缓慢增加,其移相角定义如图2所示。此时,逆变器输出电压基波分量有效值U inv_f 、移相角α及直流输入电压U dc 之间满足式(1),通过改变移相角α实现逆变器输出电压缓慢增加,从而实现软起动。
Figure 23312DEST_PATH_IMAGE001
(1)
方式二,通过改变直流电源模块输出电压U dc 实现软起动,其原理如是:图1中等效电源模块由整流桥、DC/DC变换器组成,保持全桥逆变器移相角α固定为180°,通过调节DC/DC变换器占空比使其输出直流电压U dc 缓慢上升以实现软起动。DC/DC变换器采用Buck-Boost升降压变换器,此时,该变换器输出电压U dc 与占空比D之间满足式(2)。
Figure 409294DEST_PATH_IMAGE002
(2)
此时,逆变器输出电压基波分量有效值与直流输入电压U dc 满足式(3)。
Figure 392293DEST_PATH_IMAGE003
(3)
(c)电动汽车动力电池组
锂离子动力电池因其具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点而广泛应用于电动汽车。对于单体电池而言,工作电压范围是该类电池最重要的技术参数之一,该范围由最低放电截止电压U min 与最高充电截止电压U max 决定。最低放电截止电压U min 是指在不损坏电池的基础上,能允许放电的最低电压;最高充电截止电压U max 是指充电时在安全范围内电池能达到的最高电压。电池过充或过放都会造成电池不可逆转的损坏,比如容量过度衰减、寿命降低等,甚至会使电池烧毁。因此,电动汽车动力电池组需配置相应的充放电保护电路,以实现锂电池充放电的均衡性及控制动力锂电池的过充与过放。
由上述可知,待充电电池组初始电压U Bat-initial 不为零,且大于最低放电截止电压U min ,即U Bat-initial > U min
(2)所提互感辨识方法原理
由第(1)节可知,电动汽车动力电池组均存在初始电压U Bat-initial 不为零,而软起动过程则是使逆变器输出电压从零缓慢增加至充电电压。这期间,必然存在一段电压范围ΔU inv_f =0~U inv_f (U inv_f 表示逆变器输出电压基波分量有效值),在该电压范围内,接收侧整流器前端电压幅值低于其后端待充电电池组的初始电压U Bat-initial 。因此,在该电压范围内,整流桥相当于开路,即相当于电池负载未接入系统。若系统补偿网络及线圈参数均已知,则可利用该电压区间进行互感M的辨识。
(a)基本原理
LCC-LCC型补偿网络拓扑结构如图3所示,补偿网络由发射侧的L 1 C 1 C p 和接收侧的L s C s C 2 组成,L p L s 分别为发射线圈和接收线圈自感,M为发射线圈与接收线圈间的互感,R L1 R Lp R Ls R L2 分别为是L 1 L p L s L 2 的杂散电阻,U Bat_initial 为待充电池组初始电压。补偿网络参数根据式(3)进行设计,其中ω op ω os 分别为发射侧、接收侧固有谐振角频率。考虑到使逆变器工作在软开关条件下,且实际电容电感与理想值存在差异,且各元件存在杂散电阻,补偿网络并不能完全谐振。
Figure 256344DEST_PATH_IMAGE004
(4)
根据以上分析,在ΔU inv_f 电压范围内,接收侧二极管整流桥相当于开路,如图3虚线表示二极管此时不具备导通条件。则此时,根据电路原理可知:
Figure 336296DEST_PATH_IMAGE005
(5)
其中,ω为系统实际工作角频率,R s X s 分别为Z s 的实部和虚部。
根据式(5),反射阻抗Z sp 表示成式(6),
Figure 627600DEST_PATH_IMAGE006
(6)
Z p 可由式(7)表示,
Figure 97895DEST_PATH_IMAGE007
(7)
根据(4)可知C 1L 1构成谐振滤波器,因此i p u c1上谐波分量极低,因此,本发明通过测量u c1的有效值U c1_mea i p 的有效值I p_mea 来计算获得等效阻抗Z p 模的大小,以减小辨识误差。结合式(7)建立等式(8),
Figure 562375DEST_PATH_IMAGE008
(8)
其中,X Lp =ωL p -1/(ωC p )。
将测量值代入式(8),求解等式(8)获得互感辨识值M iden
分析式(8)可以看出,|Z p |是一个关于互感M的函数,令|Z p |=y,则y=f (M),将该函数对互感M求导得:
Figure 434516DEST_PATH_IMAGE009
(9)
Figure 693459DEST_PATH_IMAGE010
,求解y=f (M)的极值点,得:
Figure 740848DEST_PATH_IMAGE011
(10)
由(10)可知,y=f (M)存在三个极值点,其中M 1=0,而M 2,3是否存在实数解取决于X Lp X s -R Lp R s ,下面对X Lp X s -R Lp R s 分情况进行讨论。当工作频率ω=ω os 时,X s =0,此时X Lp X s -R Lp R s <0,说明此时M 2,3无实数解;当工作频率ωω os 时,X s <0,X Lp 始终大于零,则此时亦满足X Lp X s -R Lp R s <0,说明此时同样M 2,3无实数解;当工作频率ωω os 时,X s >0,X Lp >0,则此时M 2,3有无实数解取决于X Lp X s -R Lp R s 的大小,若X Lp X s -R Lp R s <0,则M 2,3无实数解,若X Lp X s -R Lp R s > 0,则M 2,3存在一正实数解,即在该点处y=f (M)存在极值点,亦即这种情况下y=f (M)不具有唯一单调性,故该情况时,所测|Z p |与M不是一对一的关系,有可能根据式(7)求解出多个正实数互感值,从而影响辨识结果。工作频率对M 2,3解的情况的影响总结如表1所示,利用表3所设计系统参数对此分析结果做仿真验证,其仿真结果如图4所示,从图4可以看出,以上分析结果正确。
因此,为保证在求解互感M的过程中不出现存在多个正实数解M iden 满足条件的情况,本文建议,在进行互感辨识时,所采用工作频率应稍小于或等于接收侧谐振频率,即在ωω os 的情况下进行互感辨识。
表1系统运行频率对互感辨识值的解的个数情况汇总
Figure 681123DEST_PATH_IMAGE012
以表3系统参数进行仿真来验证以上分析的正确性,该表所列参数也是本文实验所采用系统的参数,表内参数均有手持式功率分析仪测得。根据表3系统参数求得接收侧谐振频率
Figure 470087DEST_PATH_IMAGE013
结合式(8),当采用f f os的频率进行互感辨识时,则所辨识互感值满足式(11),
Figure DEST_PATH_IMAGE015A
(11)
(b)确定互感辨识阶段的输入电压值
由前述可知,电池组待充电时初始电压U Bat_initial U Bat_min ,为确保互感辨识精度,将最低放电截止电压U Bat_min 作为可通过软起动方式实现互感辨识的电池组电压的边界条件,则此时,整流器前端电压幅值U rec_p 、补偿电容C 2 两端电压的幅值U c2_p U Bat_min 之间的关系满足不等式(12),
Figure 775298DEST_PATH_IMAGE016
(12)
即整流器前端开路电压等于补偿电容C 2 两端电压,且其幅值小于4U Bat_min /π。
在满足不等式(11)时,系统等效电路如图5所示。图5中各阻抗满足式(13),
Figure 485765DEST_PATH_IMAGE017
(13)
上式中,Z L1=R 1+jωL 1Z cp = 1/jωC p Z c1= 1/jωC 1Z Lp =R Lp+jωL p Z m =jωMZ Ls =R Ls+jωL s Z cs = 1/jωC s Z c2 = 1/jωC 2
因此,在满足不等式(12)的情况下,逆变器输出电压基波分量幅值U inv_f_p 与电容C 2 两端的电压幅值U c2_p 之间满足式(14),
Figure 964150DEST_PATH_IMAGE018
(14)
其中,|Z eq (M)|为包含互感M的等效阻抗模。
在进行辨识前,根据系统参数和设计要求,根据式(14)分析电容C 2 两端的电压幅值U c2_p 与系统互感、系统工作频率及U inv_f_p 之间的关系。如针对本发明中基于表3所搭建的仿真系统,根据式(14),获得U c2_p 与系统互感、系统工作频率及U inv_f_p 之间的关系如图6(a)、(b)所示。图6(a)为当频率分别为86kHz、85kHz、84kHz时,U inv_f_p 分别为6V、7V、8V、9V、10V时的变化趋势图,图6(b)为当频率分别为86kHz、85kHz、84kHz时,对应互感分别为15μH、23μH、31μH时的变化趋势图。
由图6(a)分析可知,当f=86kHz时,U c2_p 在互感处于15μH处取得最大值;当f=85kHz时,U c2_p 在互感处于23μH处取得最大值;当f=84kHz时,U c2_p 在互感处于31μH处取得最大值。结合图6(a)(b)分析可知,总结可实现互感辨识的工作区域,并针对相应边界U inv_f_p 根据式(1)、(3)分别计算两种软起动方式下移相角αU dc 的边界,总结情况如表2所示。从表2中任意选一组合(f,α)、 (f,U dc )便可实现互感M的辨识。
表2可实现辨识的工作区域汇总
Figure 873201DEST_PATH_IMAGE019
考虑到需要对开关器件设置死区时间,建议采用软起动方式二进行互感辨识,对应的可实现互感辨识的工作区域条件如表2对应的(f,U dc )。
(3)仿真验证
为验证上述分析的正确性,基于图3搭建仿真系统,其系统参数如表3所示。根据前述分析,采用软起动方式二时,分别选用(f,U dc )= (86kHz, 6V)、(f,U dc )= (85kHz, 5V)来进行互感辨识仿真,以验证前述分析的正确性与可行性。
表3仿真系统参数
Figure 411629DEST_PATH_IMAGE020
仿真结果如表4所示,从表4可以看出选用的(f,U dc )= (86kHz, 6V)、(f,U dc )=(85kHz, 5V)来进行互感辨识均能获得很好的辨识精度,相比较而言,采用(f,U dc )=(85kHz, 5V),其辨识精度更高。
表4互感辨识仿真结果
Figure DEST_PATH_IMAGE021
(4)互感辨识装置及工作流程
如图7所示,本发明实施例的一种无线充电系统的互感参数辨识装置,应用于无线充电系统,该装置包括控制模块和驱动电路。控制模块可采用DSP。
控制模块用于根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,还用于确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点,还用于采用确定的软启动方式控制驱动电路产生驱动信号给无线充电系统,以启动无线充电系统并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内,还用于接收发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
具体地,DSP模块内已知汽车电池组相关参数(已知U Bat_min )、及电路参数。根据前述算法计算不同软起动方式下边界条件,再选择相应的(f,α)或 (f,U dc ),产生对应的驱动信号,以驱动高频逆变电路或前端DC/DC模块产生满足互感辨识条件的U inv_f_p ;再通过测量U c1_mea I p_mea 代入式(11)进行互感辨识值的计算,此过程计算过程均在DSP内完成。
如图8所示,本发明实施例的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,包括步骤:
第一步,已知无线充电系统的电路参数、电池组参数,并保存至DSP;
第二步,由前述方法提前确定互感辨识边界条件U inv_f_p ,根据不同软起动方式选择相应的互感辨识工作点(f,α)、 (f,U dc );
第三步,根据第二步计算的结果产生相应的驱动信号,以控制高频逆变电路或DC/DC变换器产生第二步所需的逆变器输出电压基波分量幅值U inv_f_p
第四步,电流互感器、电压互感器分别测量u c1i p 的稳态有效值U c1_mea I p_mea ,并将其反馈到DSP数字信号处理器内;DSP根据所测U c1_mea I p_mea ,再根据式(11)计算获得互感辨识值M iden
必须说明的是,上述任一实施例中,方法并不必然按照序号顺序依次执行,只要从执行逻辑中不能推定必然按某一顺序执行,则意味着可以以其他任何可能的顺序执行。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述无线充电系统包括电源模块、逆变器、发射线圈、接收线圈和补偿网络,该方法包括:
获取无线充电系统的电路参数以及待充电电池组的初始电压;
根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,该边界条件使得无线充电系统的直流输出电压小于待充电电池组的初始电压;
确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点边界条件;
采用确定的软启动方式启动无线充电系统,并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内;
测量流经发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
2.如权利要求1所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述互感辨识的边界条件为逆变器输出电压基波分量幅值。
3.如权利要求1所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,若确定采用控制逆变器移相角的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及逆变器移相角;若确定采用控制电源模块输出直流电压的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及电源模块输出直流电压。
4.如权利要求2所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,互感辨识工作点的系统工作频率小于接收线圈侧的谐振频率。
5.如权利要求1所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述补偿网络为LCC-LCC型补偿网络、或SP型补偿网络、或PP型补偿网络、或LCL-LCL型补偿网络。
6.如权利要求1或5所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述电路参数包括补偿网络的电容的杂散电阻、补偿网络的电感的杂散电阻、发射线圈的杂散电阻和接收线圈的杂散电阻。
7.如权利要求1所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述预设处的电流有效值和电压有效值是流经发射线圈的电流有效值以及发射侧并联补偿电容两端的电压有效值。
8.如权利要求1或7所述的一种无线充电系统的互感参数辨识方法,其特征在于,所述互感参数的计算包括步骤:
根据发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值计算等效阻抗模;
建立等效阻抗模与互感参数的函数,根据函数计算互感参数。
9.一种无线充电系统的互感参数辨识装置,其特征在于,所述无线充电系统包括电源模块、逆变器、发射线圈、接收线圈以及补偿网络,该装置包括控制模块和驱动电路;
所述控制模块用于根据电路参数以及待充电电池组的初始电压确定可实现互感辨识的边界条件,还用于确定无线充电系统软启动方式及相应的互感辨识工作点,还用于采用确定的软启动方式控制所述驱动电路产生驱动信号给无线充电系统,以启动无线充电系统并控制无线充电系统工作在确定的边界条件内和互感辨识工作点边界条件内,还用于接收发射线圈侧预设处的电流有效值和电压有效值,计算无线充电系统的互感参数。
10.如权利要求9所述的一种无线充电系统的互感参数辨识装置,其特征在于,若选择采用控制逆变器移相角的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及逆变器移相角;若选择采用控制电源模块输出直流电压的软起动方式,则相应的互感辨识工作点为系统工作频率及电源模块输出直流电压。
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