一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法

本发明涉及双向无线电能传输，尤其涉及一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法。

背景技术：

1、双向无线电能传输是无线电能传输技术的一个重要分支，它不仅可以实现电能的非接触传输，还可以实现电能在“源”与“荷”之间自由流动，在电动汽车与电网能量交互领域可以实现双向无线高效互动，具有广阔的应用前景。双向无线电能传输系统的研究包括系统建模、相位同步、功率调控和协调控制等方面。在双向无线电能传输系统中，电池电阻随温度变化的规律是一个重要的考虑因素。电池内阻的变化会影响无线电能传输系统的传输效率和稳定性。因此，开发计及电池电阻随温度变化规律的功率效率调控方法对于优化系统性能至关重要。这种方法可以通过实时监测电池温度和调整无线电能传输系统的工作参数来实现，以适应电池电阻的变化，从而保持高效的功率传输

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供了一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法通过综合考虑电池电阻的温度依赖性及系统的双向传输特性，实现非对称双向无线电能传输系统的功率与效率优化调控。

2、技术方案：本发明所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，包括如下步骤：

3、(1)通过测量法与拟合法，获取待用型号电池的等效电阻随温度变化的拟合曲线；

4、(2)获取lcc-s双向非对称无线电能传输系统双侧逆变电路参数；

5、(3)基于步骤(1)和(2)的数据，建立lcc-s双向非对称无线电能传输系统的两侧输出功率模型；

6、(4)判断双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ；

7、(5)建立特定温度下双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ与目标功率与效率间的耦合调控关系。

8、进一步的，步骤(1)具体如下：

9、所述拟合曲线公式如下：

10、r(t)＝r25-at2-bt-c；

11、其中，r25为电池在25℃下的等效电阻，a、b、c为拟合系数，t为双侧电池所处的温度。

12、进一步的，步骤(2)参数包括：输出电压相位角的差值θ、双边线圈耦合器的互感m、发射线圈与接收线圈的等效串联电阻分别为rt和rr、lcc拓扑侧的补偿电感值lf、lcc拓扑侧的电池电压up、s拓扑侧的电池电压us参数。

13、进一步的，步骤(3)具体如下：

14、所述模型公式如下：

15、

16、其中，ω＝2πf、f是谐振拓扑的工作频率，rp(t)是lcc侧受温度影响的电池电阻，rs(t)是s侧受温度影响的电池电阻，pp是lcc侧电池的输出功率，ps是s侧电池的输出功率。

17、进一步的，步骤(4)具体如下：当pp>0、ps<0时，即lcc-s非对称拓扑工作于lcc侧电池向s侧电池传输功率的状态，需调节双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ满足：当pp<0、ps>0时，即lcc-s非对称拓扑工作于s侧电池向lcc侧电池传输功率的状态，需调节双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ满足：

18、

19、进一步的，步骤(5)具体如下：设定环境温度t、双侧电池充电或放电功率目标pp_obj与ps_obj、效率目标

20、在特定的温度下，获得电池电阻rp(t)、rs(t)，建立特定温度下双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ与目标功率与效率间的耦合调控关系，实现对双向非对称无线电能传输系统功率效率调控目标。

21、本发明所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控系统，包括：

22、拟合模块：用于通过测量法与拟合法，获取待用型号电池的等效电阻随温度变化的拟合曲线；

23、参数获取模块：用于获取lcc-s双向非对称无线电能传输系统双侧逆变电路参数；

24、输出功率模型模块：用于建立lcc-s双向非对称无线电能传输系统的两侧输出功率模型；

25、判断模块：用于判断双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ；

26、调控模块：用于建立特定温度下双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ与目标功率与效率间的耦合调控关系。

27、本发明所述的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现任一项所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法。

28、本发明所述的一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法。

29、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：通过测量与拟合得到电池的等效电阻随温度变化的拟合曲线，建立含电池电阻的lcc-s双向非对称无线电能传输系统功率传输模型，在工作温度变化下得到电池电阻值，通过分析能量传输方向的充要条件，提出相位角差值与目标功率与效率间的耦合调控方法，本发明计及了双向非对称无线电能传输系统工作环境温度对系统性能的影响，可实现双向无线电能系统工作功率与效率的优化控制，与传统的对称式系统闭环测量控制相比，本方法可满足非对称系统的应用，促进非对称系统功率与效率的提升。

技术特征：

1.一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，步骤(1)具体如下：

3.根据权利要求1所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，步骤(2)参数包括：输出电压相位角的差值θ、双边线圈耦合器的互感m、发射线圈与接收线圈的等效串联电阻分别为rt和rr、lcc拓扑侧的补偿电感值lf、lcc拓扑侧的补偿电感的电阻值rf、lcc拓扑侧的电池电压up、s拓扑侧的电池电压us参数。

4.根据权利要求1所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，步骤(3)具体如下：

5.根据权利要求1所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，步骤(4)具体如下：当pp>0、ps<0时，即lcc-s非对称拓扑工作于lcc侧电池向s侧电池传输功率的状态，需调节双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ满足：当pp<0、ps>0时，即lcc-s非对称拓扑工作于s侧电池向lcc侧电池传输功率的状态，需调节双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ满足：

6.根据权利要求1所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，其特征在于，步骤(5)具体如下：设定环境温度t、双侧电池充电或放电功率目标pp_obj与ps_obj、效率目标

7.一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控系统，其特征在于，包括：

8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-6任一项所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法。

9.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-6任一项所述的一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法。

技术总结本发明公开了一种计及电池电阻双向非对称无线电能传输系统功率效率调控方法，包括如下步骤：(1)通过测量法与拟合法，获取待用型号电池的等效电阻随温度变化的拟合曲线；(2)获取LCC‑S双向非对称无线电能传输系统双侧逆变电路参数；(3)建立LCC‑S双向非对称无线电能传输系统的两侧输出功率模型；(4)判断双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ；(5)建立特定温度下双侧逆变电路输出电压相位角的差值θ与目标功率与效率间的耦合调控关系；本发明通过综合考虑电池电阻的温度依赖性及系统的双向传输特性，实现非对称双向无线电能传输系统的功率与效率优化调控。技术研发人员：李佳承,李明阳,孔梓宇,肖炜,尹佳佳,窦迅受保护的技术使用者：南京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1