針對電動汽車鋰電池充電過程中的恒壓恒流充電特性的需求,提出一種基于LCCL-LCCL補償網絡的感應耦合電能傳輸(ICPT)系統,該系統在不借助任何外在結構的條件下通過切入與切出電容來實現鋰電池充電過程中的恒壓恒流特性的切換,同時,根據系統原邊補償電容兩端電壓與負載電阻之間的關系實現了負載大小較高精度的識別,從而避免了非法負載接入對系統產生危害。實驗表明該方法進行恒壓恒流狀態切換以及負載識別的可靠性和可應用性。

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圖1 LCCL補償網絡

由文獻[15-16]可知LCCL補償網絡通過一定的參數設計可保持輸出電壓電流維持恒定狀態。圖1為LCCL補償網絡的原理圖。根據圖1，可得其輸入阻抗為

圖2 基于LCCL-LCCL補償網絡的ICPT系統

由上述分析可知，當系統工作頻率與諧振頻率相同時，系統輸出電流保持恒定；當系統工作頻率為諧振頻率的倍時，系統輸出電壓保持恒定。因此當電動汽車需要恒壓充電時，系統只需在恒流輸出的基礎上改變副邊網絡的諧振頻率，使其成為工作頻率的倍即可。當系統工作頻率與諧振頻率相等時，有：

圖3 系統工作效率與原邊電感La和工作頻率f之間的關系

在負載電阻RL=10Ω，系統諧振頻率f0=30kHz，系統原副邊線圈內阻Rp=Rs=0.1Ω的情況下，系統效率與原邊電感La以及系統工作頻率f之間的關系曲線如圖3所示。由圖3可以看出，效率隨著系統工作頻率f和原邊電感La的提高先增大后減小，在諧振頻率點達到最大值。

圖4 系統輸出功率Po與效率η和原邊電感La之間的關系

圖4為諧振頻率下系統輸出功率Po與效率η和原邊電感La之間的關系，因此，為提高系統效率及輸出功率，設計系統參數時應充分考慮原邊電感La的大小對其產生的影響。4實驗驗證

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