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一种用于无人机的光伏-电池三端口无线充电器
A PV-Battery Three-Port Wireless Charger for Unmanned Aerial Vehicles
| 作者 | |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 光伏电池无线充电器 无人机 谐振槽 桥转换器 充电模式 |
语言:
中文摘要
本信函介绍了一种专为无人机（UAV）量身定制的光伏（PV）-电池无线充电器，可实现无缝自动充电。共享谐振槽在提高效率的同时减少了所需谐振组件的数量。采用桥式转换器可实现多种调制方式，便于实现包括输出调节、最大功率点跟踪和零电压开关等多种功能。实验验证中搭建了一个200瓦的原型，该三端口转换器的峰值效率达到92.6%，并支持四种不同的充电模式。
English Abstract
This letter introduces a photovoltaic (PV)-battery wireless charger tailored for unmanned aerial vehicles (UAVs), enabling seamless automatic charging. Sharing the resonant tank enhances efficiency while reducing the number of resonant components required. Employing a bridge converter allows for versatile modulations, facilitating various functions including output regulation, maximum power point tracking, and zero voltage switching. Experimental validation involves the construction of a 200-W prototype, demonstrating a peak efficiency of 92.6% for the three-port converter and supporting four distinct charging modes.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看，这项PV-电池三端口无线充电技术为我们在新能源应用场景的拓展提供了重要参考价值。该技术将光伏发电、储能和无线充电深度集成，与我们在光储一体化领域的战略布局高度契合。
技术层面，论文提出的共享谐振腔设计理念值得关注。通过减少谐振元件数量来提升系统效率，这与我们在逆变器和储能系统中追求的高功率密度、高集成度目标一致。92.6%的峰值效率对于200W级别的无线充电系统而言表现优异，但若将该技术扩展至我们主营的千瓦至兆瓦级应用，如储能电站的模块化充电、电动汽车充电等场景，仍需解决功率等级提升带来的热管理和电磁兼容性挑战。
业务应用方面，该技术为我们开拓无人机充电站市场提供了新思路。结合我们在光伏MPPT算法和储能系统管理方面的技术积累，可以开发适用于巡检、农业、物流等行业的智能充电解决方案。特别是在光储充一体化微网系统中，这种多端口架构能够优化能量流动，提升系统整体经济性。
技术挑战主要集中在：无线充电的功率传输效率在实际工况下的稳定性、不同天气条件下PV输入的动态响应、以及多模式切换时的控制策略优化。对于阳光电源而言，这项技术尚处于实验室验证阶段，但其多端口能量管理的思想可融入我们现有的储能变流器和微网控制器产品线，为差异化竞争提供技术储备。建议跟踪该技术在中大功率场景的演进，评估其在分布式光储系统中的商业化潜力。