面向低壓輸入MC-WPT系統高增益橋式補償網絡研究

尚 捷，賈建波，戴 欣，黃俊心

(1.中海油田服務股份有限公司，北京 065201；2.重慶大學 自動化學院，重慶 400044)

近年來，電動汽車光伏充電站作為光伏能源就地消納對象具有布置靈活、充電效率高等突出優勢。但傳統電動汽車直接電纜式充電方式存在著接入不靈活、操作復雜、不能適應于復雜惡劣環境等弱點。電磁耦合無線電能傳輸技術(MC-WPT)為其提供一種靈活、安全、高環境適應性的電能補給方式，近年來已成為電動汽車領域研究的熱點之一。

傳統光伏發電輸入的MC-WPT系統與一般的WPT系統相比，輸入電壓很低，目前的光伏發電系統輸出電壓需要經過高增益的DC-DC變換才能用于電動汽車充電輸出，如圖1所示。

圖1 增加升壓環節的光伏發電MC-WPT系統結構

圖1中，MC-WPT系統在原邊增加了用于電壓調節的直流升壓環節，以滿足鋰電池在不同充電階段的功率需求，其中鋰電池的充電電壓、電流是由電池管理系統(BMS)參數。在鋰電池充電過程中，電池在各個階段所需的功率相差很大，因此該結構的MC-WPT系統面臨以下問題：

1)原級升壓環節增加原級電能損耗與體積重要，導致效率與功率密度下降；

2)多級級聯系統會導致系統的出現較為復雜的汶波特性，影響系統穩定性。

從國內外現狀來看，目前圍繞MC-WPT系統補償網絡拓撲設計與優化這一研究內容，目前已有一定數量的研究成果主要體現為：

文獻[1]主要研究無線電能傳輸系統的LCC 三階補償網絡，在實現發射端線圈電流恒定的基礎上，提出了一種LCC 參數設計方法，在高頻逆變器開關時刻減小通過電流的瞬時值，實現了高頻逆變器的零電流關斷，減小了開關管的開關損耗和開關應力，提高了無線電能傳輸系統的整體效率。……