电动汽车无线充电系统电压型全桥逆变软开关控制方法.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘 要 在当今社会努力推动绿色能源发展的浪潮中，电动汽车扮演着减少环境污染， 发展绿色出行的重要角色。同时，为了保证电动汽车充电的安全性、灵活性、快 速性和实时性要求，大功率、高效率的电动汽车无线充电技术应运而生，其正朝 着产业化方向快速发展。而在电动汽车静态无线充电时，停车位置偏移、充电功 率变化等都会造成系统参数变化，从而影响系统逆变软开关效果，进而影响系统 的传输功率、传输效率和器件寿命等。 本文以电动汽车静态无线充电为背景，介绍了电动汽车静态无线充电系统的 基本组成和工作原理，分析了系统中常用电压型全桥逆变的负载特性和软开关工 作原理。进而分析了电动汽车停车位置偏移和充电距离变化对电磁耦合机构原副 边线圈互感的影响，以及互感变化对系统谐振频率和传输功率的影响。然后分析 了系统谐振频率和传输功率变化对电压型全桥逆变软开关工作状态的影响，说明 传统软开关控制方法无法适应这些参数变化，需要一种能够适应参数变化的软开 关控制方法。 通过分析和总结，提出了一种应用于电动汽车静态无线充电系统电压型全桥 逆变的软开关控制方法，对系统参数变化有很强的适应性。包括逆变驱动切换位 置控制方法和驱动死区时间动态调整方法，通过这两种方法的结合能够较好实现 电动汽车无线充电系统电压型全桥逆变软开关，对提高系统传输功率和效率、降 低开关噪声、减小器件应力和提高逆变工作稳定性都具有重要意义。 利用Cadence/PSpice 仿真平台搭建了传统软开关控制的仿真模型，分析电压 型全桥逆变在电动汽车无线充电系统参数变化情况下的工作状态，证明其无法在 系统参数变化情况下实现软开关。然后设计了本文MC-WPT 系统的主电路、驱动 电路和软开关检测控制电路，并对主要元器件进行选型。最后搭建了实验验证装 置，并通过实验验证了本文提出的软开关控制方法能够较好实现电动汽车无线充 电系统电压型全桥逆变软开关。 关键词：MC-WPT 系统；电动汽车；电压型逆变；软开关；死区动态调整 I 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 Abstract In the current wave of social efforts to promote the development of green energy, electric vehicle play an important role in reducing environmental pollution and developing green travel. At the same time, in order to ensure the security, flexibility, rapidity and real-time requirements of electric vehicle charging, high power and high efficiency electric vehicle wireless charging technology emerged as the times require. It is developing rapidly towards industrialization. However, when electric vehicle are charged by static wireless charging, the deviation of parking position and the change of charging power will cause the change of system parameters. The change of system parameters will affect the soft-switching of the system, an