面向低压输入MC-WPT系统高增益桥式补偿网络研究

尚 捷，贾建波，戴 欣，黄俊心

(1.中海油田服务股份有限公司，北京 065201；2.重庆大学 自动化学院，重庆 400044)

近年来，电动汽车光伏充电站作为光伏能源就地消纳对象具有布置灵活、充电效率高等突出优势。但传统电动汽车直接电缆式充电方式存在着接入不灵活、操作复杂、不能适应于复杂恶劣环境等弱点。电磁耦合无线电能传输技术(MC-WPT)为其提供一种灵活、安全、高环境适应性的电能补给方式，近年来已成为电动汽车领域研究的热点之一。

传统光伏发电输入的MC-WPT系统与一般的WPT系统相比，输入电压很低，目前的光伏发电系统输出电压需要经过高增益的DC-DC变换才能用于电动汽车充电输出，如图1所示。

图1 增加升压环节的光伏发电MC-WPT系统结构

图1中，MC-WPT系统在原边增加了用于电压调节的直流升压环节，以满足锂电池在不同充电阶段的功率需求，其中锂电池的充电电压、电流是由电池管理系统(BMS)参数。在锂电池充电过程中，电池在各个阶段所需的功率相差很大，因此该结构的MC-WPT系统面临以下问题：

1)原级升压环节增加原级电能损耗与体积重要，导致效率与功率密度下降；

2)多级级联系统会导致系统的出现较为复杂的汶波特性，影响系统稳定性。

从国内外现状来看，目前围绕MC-WPT系统补偿网络拓扑设计与优化这一研究内容，目前已有一定数量的研究成果主要体现为：

文献[1]主要研究无线电能传输系统的LCC 三阶补偿网络，在实现发射端线圈电流恒定的基础上，提出了一种LCC 参数设计方法，在高频逆变器开关时刻减小通过电流的瞬时值，实现了高频逆变器的零电流关断，减小了开关管的开关损耗和开关应力，提高了无线电能传输系统的整体效率。……