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无通信的SS感应式电动汽车充电系统校正控制以实现功率可调性、错位容忍性和双向性
Communication-Free Rectification Control of SS Inductive EV Charging System for Power Regulatability, Misalignment Tolerance, and Bidirectionality
| 作者 | Yao Wang · Zhen Sun · Kaiyuan Wang · Yun Yang |
| 期刊 | IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年6月 |
| 技术分类 | 电动汽车驱动 |
| 技术标签 | 电网侧储能 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 感应电能传输系统 电动汽车充电 功率调节 双向功率传输 抗偏移能力 |
语言:
中文摘要
本文提出一种无需通信的串联-串联（SS）感应式电力传输（IPT）系统，用于电动汽车（EV）充电，具备三大优势：优异的功率调节能力以适应电池充电特性、高错位容忍度以确保偏移条件下的稳定充电，以及双向能量传输能力。通过车载有源整流器调控交流输出电流与电压间的相角差Δθ：当0≤Δθ<90°时，系统工作于电网到车辆（G2V）模式，实现恒流与恒压充电；当90°<Δθ≤180°时，进入车辆到电网（V2G）放电模式。所有功能均由车载侧实现，无需电网侧变换器及双端通信。实验验证了3kW样机在180mm距离下G2V效率达96.9%，V2G效率达96.59%。
English Abstract
This paper introduces a communication-free series-series (SS) inductive power transfer (IPT) system designed for electric vehicle (EV) charging, featuring three key advantages: 1) exceptional power regulatability adapting to the charging profiles of EV battery, 2) high tolerance to misalignment, ensuring stable charging power under misaligned conditions, and 3) bidirectional power transfer capability. The phase angle Δθ between the AC output current and voltage is controlled by the proposed vehicle-side active rectifier. With 0≤Δθk=0.237). With Δθ=153°, 3kW V2G discharging is verified, and a maximum V2G efficiency of 96.59% with 2.01kW is achieved.
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SunView 深度解读
该无通信SS感应充电技术对阳光电源车载充电及储能产品具有重要应用价值。核心创新点在于通过单侧相角控制实现G2V/V2G双向功率调节，与阳光电源车载OBC充电机的双向架构高度契合，可简化通信协议降低系统成本。其恒流恒压无缝切换能力可直接应用于动力电池充电管理，96.9%的高效率指标达到行业领先水平。错位容忍特性对无线充电桩产品开发具有参考价值。更重要的是，该技术的V2G放电模式与阳光电源PowerTitan储能系统的双向变流器技术形成协同，可将电动汽车整合为分布式储能节点，增强电网侧储能系统的灵活性，支撑构网型GFM控制策略在车网互动场景的应用。