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电动汽车无线充电技术的飞速发展,对其能量传输过程的控制提出了越来越高的要求。基于无线充电系统前、后端参数测量的双控制器技术存在信息传输效率低、传输误差大、成本较高等问题。有鉴于此,本文提出了基于单控制器技术的参数估计方法,通过在系统的直流输入端采集数据,实现输出端参数的估计,为系统的控制提供依据。本文的具体工作如下: 首先研究了无线充电系统的工作原理,并对系统的能量传输特性进行了分析。将系统分为无线传输线圈环节、逆变器环节以及整流性负载环节,并分别对其原理进行分析:建立了两线圈无线能量传输系统的数学模型,研究了提高系统能量传输效率的方式;分析了移相全桥逆变器的工作原理,提出了逆变器直流侧等效电路模型,研究了逆变器负载与其直流侧输入量的关系;建立了整流性负载模型,对其负载特性及频率特性进行分析。分别研究了系统的负载特性、偏移特性和频率特性,分析了各参数对系统能量传输效率的影响程度。 然后,针对移相控制方式,提出了基于直流侧数据采集的两段式参数估计方法。对参数的估计分为两步:首先根据逆变器等效负载与直流侧输入量的线性关系,通过曲线拟合的方法分别对逆变器等效复阻抗的实部及虚部进行估计;进一步,根据反射阻抗角原理,对电池的等效负载、电流、传输效率以及线圈的偏移状况进行估计。在Simulink仿真环境中建立了参数估计系统模型,并通过仿真测试验证了该方法的可行性。 最后,搭建了实际的无线充电系统实验平台,分别对系统的传输线圈、接收端装置电路和发送端装置电路进行设计。开发了参数估计系统的硬件电路,通过FPGA控制器编程实现了对系统的电池等效负载、线圈互感参数、输出电流、系统传输效率等参数的实时估计,并进一步进行动态试验,测试了该参数估计方法的响应速度。试验结果表明,本文的参数估计方法对系统负载的估计误差在7%以内,对输出电流、线圈互感的估计误差在5%以内,响应时间维持在5ms以内,具有较高的估计精度及较快的响应速度。