【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無線電能傳輸領(lǐng)域，特別是一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法。
技術(shù)介紹
1、無線電能傳輸技術(shù)的快速發(fā)展對于電動汽車的充電帶來了新的解決方案，它具有使用方便、快捷、安全可靠、能量存儲率高和可實(shí)現(xiàn)自動化充電等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的解決電動汽車有線充電固有的缺點(diǎn)。如今，電動汽車在電磁屏蔽、生物電磁安全、能信同傳、動態(tài)無線充電、異物檢測等方面展開了較為詳細(xì)的研究。而電動汽車無線充電的互操作性問題研究進(jìn)展相對較少，國際上電動汽車無線充電標(biāo)準(zhǔn)的制定已基本滿足行業(yè)發(fā)展需求，但目前不同功率的等級之間的兼容性較差，電動汽車無線充電的互操作性問題成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題之一。
2、目前常用的功率等級為3.7kw、7.7kw、11kw分別對應(yīng)無線充電系統(tǒng)wpt1、wpt2、wpt3，隨著電動汽車無線充電大功率需求的發(fā)展，定義接受端功率等級22kw為wpt4；針對接收端離地間隙范圍，主要分為100～150mm、140～210mm、170～250mm三類。目前對大功率接收端的互操作性研究較少。在現(xiàn)有文獻(xiàn)中研究了3.3kw和6.6kw功率條件下，相同的發(fā)射端線圈與不同的接收端線圈之間的互操作性。發(fā)現(xiàn)地面發(fā)射端線圈采用雙極型線圈拓?fù)?，而接收端線圈分別采用單極圓形線圈、螺線管式線圈和dd型線圈，地面發(fā)射端采用雙極線圈，車載接收端采用dd型線圈時，線圈組合效果最好。但雙極性線質(zhì)量大，線圈有重疊部分從而增加了發(fā)射端的厚度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的就是提供一種適配
2、一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，所述mc-wpt包括原邊電路和副邊電路，所述原邊電路包括原邊補(bǔ)償電路和原邊線圈，所述副邊電路包括副邊補(bǔ)償電路和副邊線圈，所述原邊補(bǔ)償電路和副邊補(bǔ)償電路為對稱設(shè)置的lcc拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述原邊補(bǔ)償電路包括原邊補(bǔ)償電感和兩個原邊補(bǔ)償電容，參數(shù)設(shè)計方法的具體步驟為：
3、s1：確定原邊線圈與國標(biāo)規(guī)定副邊線圈的耦合系數(shù)；
4、s2：根據(jù)系統(tǒng)傳輸效率確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值下限；
5、s3：根據(jù)系統(tǒng)電流應(yīng)力確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值下限，根據(jù)系統(tǒng)輸出功率要求確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值上限；
6、s4：對各功率等級原邊補(bǔ)償電感的電感值取值區(qū)間取交集，選取合適的原邊補(bǔ)償電感的電感值；
7、s5：確定原邊補(bǔ)償電感的電感值后，根據(jù)諧振關(guān)系確定原邊系統(tǒng)參數(shù)。
8、可選的，步驟s1中確定原邊線圈與國標(biāo)規(guī)定副邊線圈的耦合系數(shù)的具體步驟為：
9、s1.1根據(jù)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，確定mc-wpt系統(tǒng)需要滿足的多個功率等級；
10、s1.2選定原邊線圈和副邊線圈結(jié)構(gòu)，所述線圈結(jié)構(gòu)包括但不限于圓形線圈、矩形線圈和dd型線圈；
11、s1.3根據(jù)需求選定原邊電路需要滿足的功率傳輸值，根據(jù)功率傳輸值設(shè)置原邊線圈的基礎(chǔ)參數(shù)，通過仿真得到原邊線圈的自感值；
12、s1.4根據(jù)步驟s1.3設(shè)置的原邊線圈基礎(chǔ)參數(shù)與國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的不同尺寸的副邊線圈進(jìn)行comsol仿真，仿真不同間隙下原邊線圈和副邊線圈的耦合系數(shù)，并根據(jù)耦合系數(shù)上下限值選取耦合系數(shù)。
13、可選的，步驟s1.1中功率等級包括：mf-wpt1、mf-wpt2、…、mf-wptn；其中：n≥2的正整數(shù)。
14、可選的，所述原邊線圈的基礎(chǔ)參數(shù)包括原邊線圈的匝數(shù)、線圈的外側(cè)長度和寬度、線圈的內(nèi)側(cè)長度和寬度，以及原邊線圈磁芯的長度和寬度，以及鋁板的長度和寬度；
15、原邊電路安裝時，原邊線圈磁芯安裝在所述鋁板上，所述原邊線圈安裝在所述原邊線圈磁芯上，原邊線圈與原邊補(bǔ)償電路的一端電連接。
16、可選的，步驟s2中根據(jù)系統(tǒng)傳輸效率確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值下限的具體步驟為：
17、s2.1構(gòu)建mc-wpt系統(tǒng)的基波近似模型，并計算基波近似模型的有功功率和無功功率表達(dá)式，并構(gòu)建系統(tǒng)的功率總損耗表達(dá)式，通過有功功率和系統(tǒng)的功率總損耗的計算系統(tǒng)傳輸效率表達(dá)式；
18、系統(tǒng)傳輸效率等于有功功率絕對值與系統(tǒng)總功率求商，所述系統(tǒng)總功率等于有功功率絕對值和系統(tǒng)功率總損耗的和；
19、s2.2通過仿真構(gòu)建系統(tǒng)傳輸效率隨原邊補(bǔ)償電感變化的效率曲線圖，設(shè)定效率限制值，對各功率等級下原邊補(bǔ)償電感范圍進(jìn)行求交，得到滿足多種功率等級的原邊補(bǔ)償電感的電感值下限，獲得原邊補(bǔ)償電感的電感值第一區(qū)間。
20、可選的，步驟s3中根據(jù)系統(tǒng)電流應(yīng)力確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值下限的具體方法為：
21、設(shè)定原邊補(bǔ)償電感的電流應(yīng)力上限值，并仿真原邊補(bǔ)償電感的電流應(yīng)力值隨原邊補(bǔ)償電感的電感值變化的電應(yīng)力曲線圖，并選取滿足電流應(yīng)力上限值限制條件的原邊補(bǔ)償電感的電感值下限值，獲得原邊補(bǔ)償電感的電感值第二區(qū)間。
22、可選的，步驟s3中根據(jù)系統(tǒng)輸出功率要求確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值上限的具體方法為：
23、構(gòu)建系統(tǒng)輸出功率表達(dá)式，并通過仿真繪制不同電感比時，原邊補(bǔ)償電感的電感值隨原邊線圈變化的曲線圖；
24、在曲線圖中設(shè)置功率限制曲線，根據(jù)功率限制曲線選取各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值上限值，獲得原邊補(bǔ)償電感的電感值第三區(qū)間。
25、可選的，步驟s4中對各功率等級原邊補(bǔ)償電感的電感值取值區(qū)間取交集，選取合適的原邊補(bǔ)償電感的電感值的具體方法為：
26、對步驟s2和步驟s3中獲得的原邊補(bǔ)償電感的電感值第一區(qū)間、第一區(qū)間和第三區(qū)間取交集，獲得原邊補(bǔ)償電感的電感值區(qū)間，并根據(jù)系統(tǒng)傳輸效率最大的原則選擇原邊補(bǔ)償電感的電感值。
27、由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
28、本申請根據(jù)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)選取多個功率等級，通過計算多功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值范圍，進(jìn)而確定原邊補(bǔ)償電感的電感值，并根據(jù)諧振關(guān)系對原邊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，使其滿足多種功率等級充電的需求。
29、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術(shù)的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本專利技術(shù)的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，所述MC-WPT包括原邊電路和副邊電路，所述原邊電路包括原邊補(bǔ)償電路和原邊線圈，所述副邊電路包括副邊補(bǔ)償電路和副邊線圈，所述原邊補(bǔ)償電路和副邊補(bǔ)償電路為對稱設(shè)置的LCC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述原邊補(bǔ)償電路包括原邊補(bǔ)償電感和兩個原邊補(bǔ)償電容，其特征在于，參數(shù)設(shè)計方法的具體步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟S1中確定原邊線圈與國標(biāo)規(guī)定副邊線圈的耦合系數(shù)的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟S1.1中功率等級包括：MF-WPT1、MF-WPT2、…、MF-WPTn；其中：n≥2的正整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，所述原邊線圈的基礎(chǔ)參數(shù)包括原邊線圈的匝數(shù)、線圈的外側(cè)長度和寬度、線圈的內(nèi)側(cè)長度和寬度，以及原邊線圈磁芯的長度和寬度，以及鋁板的長度和寬度；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適配多功率
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟S3中根據(jù)系統(tǒng)電流應(yīng)力確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值下限的具體方法為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟S3中根據(jù)系統(tǒng)輸出功率要求確定各功率等級下原邊補(bǔ)償電感的電感值上限的具體方法為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)腗C-WPT系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟S4中對各功率等級原邊補(bǔ)償電感的電感值取值區(qū)間取交集，選取合適的原邊補(bǔ)償電感的電感值的具體方法為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，所述mc-wpt包括原邊電路和副邊電路，所述原邊電路包括原邊補(bǔ)償電路和原邊線圈，所述副邊電路包括副邊補(bǔ)償電路和副邊線圈，所述原邊補(bǔ)償電路和副邊補(bǔ)償電路為對稱設(shè)置的lcc拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述原邊補(bǔ)償電路包括原邊補(bǔ)償電感和兩個原邊補(bǔ)償電容，其特征在于，參數(shù)設(shè)計方法的具體步驟為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟s1中確定原邊線圈與國標(biāo)規(guī)定副邊線圈的耦合系數(shù)的具體步驟為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，步驟s1.1中功率等級包括：mf-wpt1、mf-wpt2、…、mf-wptn；其中：n≥2的正整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適配多功率等級傳輸?shù)膍c-wpt系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計方法，其特征在于，所述原邊線圈的基礎(chǔ)參數(shù)包括原邊線圈的匝數(shù)、線圈的...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉泉，吳曉銳，莫宇鴻，肖靜，陳紹南，張揚(yáng)銘，吳寧，文云，陳衛(wèi)東，胡宏晟，吳劍豪，郭小璇，
申請(專利權(quán))人：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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