智能处理与应用
Intelligent Processing and Application
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王淑雅，周 强
（安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001）
电动汽车技术网摘 要：电动车的无线充电技术是一种新型车辆充电方法，该系统由微电网模块、无线电能量传输模块和
电动汽车充电模块组成。微电网模块采用光伏蓄电池组合，充分利用光伏发电产生的电力保证供电的可靠性。无线电力传输模块利用磁耦合共振为电动汽车提供稳定的电压。文中采用 Matlab对系统进行仿真，仿真结果证明了该系统的可靠性，说明使用微电网进行电动汽车无线充电具有重要的应用前景。
关键词：微电网；电动汽车；无线充电；系统仿真
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）11-0062-02
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收稿日期：2018-07-07 修回日期：2018-08-07
DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2018.11.017
0 引言
近年来，作为清洁能源汽车的代表，电动汽车（EV）得
到了迅速发展[1-4]。与传统的有线充电方式相比，无线电力传
输（WPT）[5-8]具有运行安全、智能充电、配置灵活等优点，
可降低电动车电池的使用数量，以减少能源消耗。相对于传
统的大型电网，本文采用的微电网不仅可为小区提供电能和热
能，还可通过电力电子接口连接到电网，为大型电网提供电力
或从大型电网中提取电力[5]。本文基于整个系统建模，采用
Matlab / SimuLink进行仿真分析。仿真和实验结果表明，微
电网的可行性对电动汽车无线充电具有重要意义和广泛的实
用价值。
1 微电网电动汽车的无线充电系统
微电网无线充电系统由微电网系统、无线电能量传输系
统和电动汽车电池充电系统组成。
1.1 微电网系统
在微电网系统中，光伏发电利用半导体的光伏效应将太
阳能转换为直流电。由于光伏阵列的输出特性、太阳光强度及
温度等因素的影响[6-8]，为了使光伏电池在不同照明条件下处
于最大功率输出状态，并充分利用太阳能，选择可行的最大功
率点跟踪算法非常重要。最大功率点跟踪（MPPT）[9]中常用
的控制方法包括爬升法、基于梯度增量的电导增量法、恒压
法及增量电导法等[10]。光伏系统直接连接直流母线，电池通
过双向DC/DC并联到直流母线上，光伏最大功率点跟踪和电
池充放电由电池侧DC/DC完成。当温度恒定时，检测光强度，
最大光伏功率输出值由历史数据获得。
1.2 无线电能量传输系统
无线电能量传输模块基于磁耦合谐振无线电传输[11]。发
射线圈和接收线圈具有相同的谐振频率结构，进而电能由激
励电源发出，通过通道传给负载回路。
1.3 电动汽车电池充电系统
电动汽车电池充电系统如图1所示。
无线接收线圈均放
在电动汽车上。AC/DC模块对接收到的高频电压进行整流和
滤波，然后通过DC/DC根据车载电池的要求，DC控制器对
车载电池执行快速/慢速、恒压/恒流充电。本文选择静态铅
酸电池模型作为电动汽车的电池模型[12]，铅酸电池的充、放
电特性如图2所示。
图1 电动汽车电池充电系统
图2 铅酸蓄电池充放电特性
从图2中可以看出，在电池初始充电期间，端口电压显著
上升，电流缓慢变化。因此，根据电池的充电特性，设计图3
所示的电动汽车无线充电控制方案。整体控制方案如图3（a）
所示；当板上电池端口电压较低时，采用恒电流充电控制方
案，如图3（b）所示；当充电状态（SOC）改变并且机载电池
端口的电压升高时，采用恒电压充电控制方案，如图3（c）所
示。当车载电池电压达到其最大电压且充电电流小于其最小电
流时，电池停止充电。
物联网技术2018年 / 第11期
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