本技術涉及車輛無線充電，尤其涉及車輛無線充電的阻抗匹配系統(tǒng)及方法。

背景技術：

1、電動汽車無線充電方式是由電網輸出的電能經過整流、高頻逆變環(huán)節(jié)后傳輸至發(fā)射端，通過電磁場能的相互轉化，電能從發(fā)射端傳輸至接收端，經過整流、調壓電路后對電池負載進行充電。由于車輛在充電系統(tǒng)工作時會發(fā)生阻抗特性變化，以及車輛在泊車時會因電動汽車泊車位置偏移和底盤高度差異造成耦合機構的耦合系數改變，這會導致電動汽車在無線充電過程中電源端與負載端的阻抗不匹配，進而影響到電能傳輸效率和功率，從而造成能量損失和安全風險的問題。

2、上述內容僅用于輔助理解本技術的技術方案，并不代表承認上述內容是現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的主要目的在于提供一種車輛無線充電的阻抗匹配系統(tǒng)及方法，旨在解決電動汽車在無線充電過程中電源端與負載端的阻抗不匹配的技術問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本技術提出一種車輛無線充電的阻抗匹配系統(tǒng)，所述阻抗匹配系統(tǒng)設置于無線充電電源端和無線充電負載端之間，所述阻抗匹配系統(tǒng)包括反射系數檢測模塊、中央處理模塊、電機控制模塊以及可調匹配網絡模塊；其中，

3、所述反射系數檢測模塊，用于實時檢測車輛無線充電的反射系數信息；

4、所述中央處理模塊，用于根據所述反射系數信息以及阻抗匹配原理確定調節(jié)數據；

5、所述電機控制模塊，用于根據所述調節(jié)數據驅動電機調節(jié)所述可調匹配網絡模塊的電器元件，以完成車輛無線充電的阻抗匹配。

6、在一實施例中，所述反射系數檢測模塊包括耦合單元、幅值相位測量單元、濾波單元以及模數轉換單元；

7、所述耦合單元，用于檢測車輛無線充電時的電壓信息，其中，所述電壓信息包括入射電壓和反射電壓；

8、所述幅值相位測量單元，用于測量所述電壓信息的幅度相位信息；

9、所述濾波單元，用于對所述幅度相位信息進行降噪處理，得到目標幅度相位信息；

10、所述模數轉換單元，用于根據所述目標幅度相位信息確定反射系數信息。

11、在一實施例中，所述中央處理模塊包括微控制器，所述微控制器中存儲預設阻抗匹配算法；

12、所述微控制器，用于根據所述反射系數信息、所述阻抗匹配原理以及所述預設阻抗匹配算法確定調節(jié)數據。

13、在一實施例中，所述中央處理模塊：還用于判斷所述反射系數檢測模塊檢測到的反射系數信息是否為預設值；

14、所述中央處理模塊，還用于在所述反射系數檢測模塊檢測到的反射系數信息為預設值時，下發(fā)停止指令至所述電機控制模塊；

15、所述電機控制模塊，還用于在接收到所述停止指令之后停止驅動所述可調匹配網絡模塊的電器元件。

16、在一實施例中，所述可調匹配網絡模塊包括可調電容元件以及可調電感元件，所述可調電容元件包括第一可調電容元件以及第二可調電容元件，所述第一可調電容元件與所述可調電感元件并聯(lián)，所述第一可調電容元件與所述第二可調電容元件串聯(lián)；所述電機控制模塊包括步進式電機，所述步進式電機用于根據調節(jié)數據驅動轉軸旋轉，以使接觸動片在所述可調電容元件和/或所述可調電感元件中移動。

17、此外，本技術還提出一種車輛無線充電的阻抗匹配方法，所述阻抗匹配方法應用于阻抗匹配系統(tǒng)，所述阻抗匹配系統(tǒng)設置于無線充電電源端和無線充電負載端之間，所述阻抗匹配系統(tǒng)包括反射系數檢測模塊、中央處理模塊、電機控制模塊以及可調匹配網絡模塊；所述阻抗匹配方法包括：

18、所述反射系數檢測模塊實時檢測車輛無線充電的反射系數信息；

19、所述中央處理模塊根據所述反射系數信息以及阻抗匹配原理確定調節(jié)數據；

20、所述電機控制模塊根據所述調節(jié)數據調節(jié)所述可調匹配網絡模塊的電器元件，以完成車輛無線充電的阻抗匹配。

21、在一實施例中，所述反射系數檢測模塊包括耦合單元、幅值相位測量單元、濾波單元以及模數轉換單元；

22、所述反射系數檢測模塊實時檢測車輛無線充電的反射系數信息的步驟包括：

23、所述耦合單元檢測車輛無線充電時的電壓信息，其中，所述電壓信息包括入射電壓和反射電壓；

24、所述幅值相位測量單元測量所述電壓信息的幅度相位信息；

25、所述濾波單元對所述幅度相位信息進行降噪處理，得到目標幅度相位信息；

26、所述模數轉換單元根據所述目標幅度相位信息確定反射系數信息。

27、在一實施例中，所述中央處理模塊包括微控制器，所述微控制器中存儲預設阻抗匹配算法；其中，所述中央處理模塊根據所述反射系數信息確定調節(jié)數據的步驟包括：

28、所述微控制器根據所述反射系數信息、所述阻抗匹配原理以及所述預設阻抗匹配算法確定調節(jié)數據。

29、在一實施例中，所述微控制器根據所述反射系數信息、所述阻抗匹配原理以及所述預設阻抗匹配算法確定調節(jié)數據的步驟包括：

30、基于所述阻抗匹配原理，定義所述預設阻抗匹配算法的優(yōu)化目標函數；

31、初始化阻抗參數后隨機產生初始粒子群，其中，所述阻抗參數包括交叉概率、變異概率、溫度冷卻系數以及退火初始溫度；

32、通過所述交叉概率選擇出粒子群范圍，并通過所述變異概率縮小所述粒子群范圍之后，根據所述優(yōu)化目標函數計算所述初始粒子群中每個粒子的適應值度；

33、根據每個粒子的適應度值更新所述初始粒子群中每個粒子的粒子位置和粒子速度，并根據更新后的粒子位置和粒子速度優(yōu)化所述反射系數信息對應的阻抗值；

34、根據所述溫度冷卻系數以及所述退火初始溫度確定新的退火初始溫度，并基于新的退火初始溫度重復更新粒子位置和粒子速度以優(yōu)化阻抗值，直至達到預設進化次數之后，確定目標優(yōu)化結果；

35、根據所述目標優(yōu)化結果確定所述調節(jié)數據。

36、在一實施例中，所述電機控制模塊根據所述調節(jié)數據調節(jié)所述可調匹配網絡模塊的電器元件，以完成車輛無線充電的阻抗匹配的步驟之后包括：

37、所述中央處理模塊判斷所述反射系數檢測模塊檢測到的反射系數信息是否為預設值；

38、在所述反射系數檢測模塊檢測到的反射系數信息為預設值時，所述中央處理模塊下發(fā)停止指令至所述電機控制模塊；

39、所述電機控制模塊在接收到所述停止指令之后停止驅動所述可調匹配網絡模塊的電器元件。

40、本技術提出的一個或多個技術方案，至少具有以下技術效果：

41、本技術提出的車輛無線充電的阻抗匹配系統(tǒng)及方法，阻抗匹配系統(tǒng)設置于無線充電電源端和無線充電負載端之間，該阻抗匹配系統(tǒng)包括反射系數檢測模塊、中央處理模塊、電機控制模塊以及可調匹配網絡模塊；其中，所述反射系數檢測模塊，用于實時檢測車輛無線充電的反射系數信息；所述中央處理模塊，用于根據所述反射系數信息以及阻抗匹配原理確定調節(jié)數據；所述電機控制模塊，用于根據所述調節(jié)數據驅動電機調節(jié)所述可調匹配網絡模塊的電器元件，以完成車輛無線充電的阻抗匹配，解決了電動汽車在無線充電過程中電源端與負載端的阻抗不匹配技術問題，相較于現(xiàn)有技術，本技術將阻抗匹配系統(tǒng)設置于負載端和電源端之間，通過阻抗匹配系統(tǒng)來檢測出車輛無線充電時的反射系數信息，并根據反射信息以及阻抗匹配原理計算出調節(jié)數據，以使電機根據調節(jié)數據調節(jié)可調匹配網絡模塊的電器元件，保證車輛無線充電時負載端與電源端的阻抗匹配，提高電能傳輸效率和功率，減少能量損失。