CN108134438A - 一种电动汽车无线充电系统 - Google Patents

一种电动汽车无线充电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108134438A
CN108134438A CN201611060255.2A CN201611060255A CN108134438A CN 108134438 A CN108134438 A CN 108134438A CN 201611060255 A CN201611060255 A CN 201611060255A CN 108134438 A CN108134438 A CN 108134438A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coil
circuit
electric automobile
wireless charging
charging system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611060255.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201611060255.2A priority Critical patent/CN108134438A/zh
Publication of CN108134438A publication Critical patent/CN108134438A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H02J7/025—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • H02J5/005—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电动汽车无线充电系统，其特征在于：包括充电装置和接收装置，所述接收装置包括依次连接的接收线圈、接收补偿电路、整流滤波电路和功率调节电路；所述充电装置包括变换器、高频逆变电路、充电补偿电路和发射线圈；所述充电装置和接收装置上设有通信装置，进行数据交互；所述发射线圈和充电补偿电路组成的回路，与高频逆变电路之间设置有源线圈。本发明的无线充电系统设计了新的能够达到高效的电能传输的线圈结构，同时克服了电路中的短路和难解耦的问题，具有高效的充电能力。

Description

一种电动汽车无线充电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车配件领域，尤其是一种电动汽车无线充电系统。
背景技术
现有电动车的设计中续航时间成了重要的指标和瓶颈，而且现在的电动车的充电速度较慢，充满电需要很长的时间，不利于电动车的使用，提高充电效率成为了电动车需要解决的重要问题。
有线充电方式操作不便、插拔时容易产生电火花且不能工作在雨、雪等恶劣条件下,严重制约了电动汽车产业的发展；而无线充电方式操作简便、没有接触损耗且没有高压触电风险、安全可靠和易于实现自动化，具有良好的市场应用前景。但现有的无线充电方式存在一些问题：电源易短路；线圈之间的传输效率和功率相互耦合，难以进行解耦；线圈之间传输效率低等；本发明设计的电动汽车无线充电系统，针对以上的问题，进行改进，从而提高无线充电的效率。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够实现多个线圈的集中传输，增强线圈传输强度，具有高效的充电能力的电动汽车无线充电系统。
本发明采用的技术方案如下：
本发明一种电动汽车无线充电系统，包括充电装置和接收装置，所述接收装置设置于电动汽车上，与电动汽车电池相连；所述充电装置设置于汽车停放区，与电源连接；所述接收装置包括依次连接的接收线圈、接收补偿电路、整流滤波电路和功率调节电路；所述充电装置包括变换器、高频逆变电路、充电补偿电路和发射线圈；所述发射线圈和接收线圈之间形成耦合磁场，所述充电装置和接收装置上设有通信装置，进行数据交互；所述发射线圈和充电补偿电路组成的回路，与高频逆变电路之间设置有源线圈。
以上结构，由于在两级线圈中，当次级线圈离初级线圈距离过远时，电源近似作用于单独一个处于谐振状态的谐振电路，电路里面的输入阻抗很小，电源短路；增加源线圈，在次级线圈错位时，输入阻抗将达到最大值，从而达到保护电源的作用。
进一步，所述整流滤波电路采用全桥整流滤波电路；所述充电补偿电路采用阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括电容Cp和C0的并联电路，串联电感L0，同时电容Cp和C0与电感Lp形成回路；所述接收补偿电路为阻抗匹配电路；所述接收阻抗匹配电路包括电容Cs和C1的并联电路，串联电感L1，同时电容Cs和C1与电感Ls形成回路。
以上阻抗匹配电路，设置在发射线圈和接收线圈两边可以实现了系统的最大工作效率与输出功率的解耦。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述通信装置，用于对检测装置和输出开关的控制，当接收端经过身份验证后，经过无线传输将充电设备信息发回充电端的控制器，通过改变控制算法的参数实现最高效率的电能传输；同时当检测到异常情况时，断开输出开关，向发送端返回一个错误信号，切断发送线圈电流。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述充电装置的高频逆变电路为混合逆变器，包括全桥谐振变换器1和全桥谐振变换器2，所述全桥谐振变换器1包括开关管Q1-Q4及其反并二极管D1-D4，以及并联电容C1-C4；所述全桥谐振变换器2包括开关管Q3-Q6及其反并二极管D3-D6，以及并联电容C3-C6；所述全桥谐振变换器1连接源线圈1；所述全桥谐振变换器2连接源线圈2。
以上混合逆变器连接两个源线圈，可以提供两个发射线圈对应一个接收线圈进行电能传输，解决现有的单个线圈之间传输功率低的问题。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述发射线圈和接收线圈分别采用的是发射磁芯线圈和接收磁芯线圈，所述发射磁芯线圈和接收磁芯线圈为平面磁芯线圈，分别包括线圈和磁芯，所述线圈采用单边绕法缠绕在磁芯上。
以上结构中，平面磁芯的无线能量传输能够克服发射端和接收端之间磁场的空间不均匀造成的传输效率低的问题，提升传输装置间磁场强度，提高了传输功率，同时具有位置容错性，在错位条件下能够正常接收能量。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述接收端设置有检测电路，用于检测接收线圈和可充电电池的电压和电流。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的无线充电系统能够克服在线圈之间距离较远时避免电源短路的问题，实现了系统的最大工作效率与输出功率的解耦；同时设计了两个发射线圈对应一个接收线圈的新结构，且采用平面磁芯线圈，从而能够提升传输装置间磁场强度，提高了传输功率和传输效率，实现无线充电系统的充电效率的提高。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明一种电动汽车无线充电系统的结构示意图。
图2是本发明源线圈、补偿电路、发射线圈和接收线圈的电路图。
图3是本发明平面磁芯的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1 ，本发明一种电动汽车无线充电系统，包括充电装置和接收装置，所述接收装置设置于电动汽车上，与电动汽车电池相连；所述充电装置设置于汽车停放区，与电源连接；所述接收装置包括依次连接的接收线圈、接收补偿电路、整流滤波电路和功率调节电路；所述充电装置包括变换器、高频逆变电路、充电补偿电路和发射线圈；所述发射线圈和接收线圈之间形成耦合磁场，所述充电装置和接收装置上设有通信装置，进行数据交互；所述发射线圈和充电补偿电路组成的回路，与高频逆变电路之间设置有源线圈。
进一步，所述整流滤波电路采用全桥整流滤波电路；所述充电补偿电路采用阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括电容Cp和C0的并联电路，串联电感L0，同时电容Cp和C0与电感Lp形成回路；所述接收补偿电路为阻抗匹配电路；所述接收阻抗匹配电路包括电容Cs和C1的并联电路，串联电感L1，同时电容Cs和C1与电感Ls形成回路。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述通信装置，用于对检测装置和输出开关的控制，当接收端经过身份验证后，经过无线传输将充电设备信息发回充电端的控制器，通过改变控制算法的参数实现最高效率的电能传输；同时当检测到异常情况时，断开输出开关，向发送端返回一个错误信号，切断发送线圈电流。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述充电装置的高频逆变电路为混合逆变器，包括全桥谐振变换器1和全桥谐振变换器2，所述全桥谐振变换器1包括开关管Q1-Q4及其反并二极管D1-D4，以及并联电容C1-C4；所述全桥谐振变换器2包括开关管Q3-Q6及其反并二极管D3-D6，以及并联电容C3-C6；所述全桥谐振变换器1连接源线圈1；所述全桥谐振变换器2连接源线圈2。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述发射线圈和接收线圈分别采用的是发射磁芯线圈和接收磁芯线圈，所述发射磁芯线圈和接收磁芯线圈为平面磁芯线圈1，分别包括线圈3和磁芯2，所述线圈3采用单边绕法缠绕在磁芯2上。
本发明一种电动汽车无线充电系统，所述接收端设置有检测电路，用于检测接收线圈和可充电电池的电压和电流。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于：包括充电装置和接收装置，所述接收装置设置于电动汽车上，与电动汽车电池相连；所述充电装置设置于汽车停放区，与电源连接；所述接收装置包括依次连接的接收线圈、接收补偿电路、整流滤波电路和功率调节电路；所述充电装置包括变换器、高频逆变电路、充电补偿电路和发射线圈；所述发射线圈和接收线圈之间形成耦合磁场，所述充电装置和接收装置上设有通信装置，进行数据交互；所述发射线圈和充电补偿电路组成的回路，与高频逆变电路之间设置有源线圈。
2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述整流滤波电路采用全桥整流滤波电路。
3.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述充电补偿电路采用阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括电容Cp和C0的并联电路，串联电感L0，同时电容Cp和C0与电感Lp形成回路；所述接收补偿电路为阻抗匹配电路；所述接收阻抗匹配电路包括电容Cs和C1的并联电路，串联电感L1，同时电容Cs和C1与电感Ls形成回路。
4.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述通信装置，用于对检测装置和输出开关的控制，当接收端经过身份验证后，经过无线传输将充电设备信息发回充电端的控制器，通过改变控制算法的参数实现最高效率的电能传输；同时当检测到异常情况时，断开输出开关，向发送端返回一个错误信号，切断发送线圈电流。
5.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述充电装置的高频逆变电路为混合逆变器，包括全桥谐振变换器1和全桥谐振变换器2，所述全桥谐振变换器1包括开关管Q1-Q4及其反并二极管D1-D4，以及并联电容C1-C4；所述全桥谐振变换器2包括开关管Q3-Q6及其反并二极管D3-D6，以及并联电容C3-C6；所述全桥谐振变换器1连接源线圈1；所述全桥谐振变换器2连接源线圈2。
6.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述发射线圈和接收线圈分别采用的是发射磁芯线圈和接收磁芯线圈，所述发射磁芯线圈和接收磁芯线圈为平面磁芯线圈，分别包括线圈和磁芯，所述线圈采用单边绕法缠绕在磁芯上。
7.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述接收端设置有检测电路，用于检测接收线圈和可充电电池的电压和电流。
CN201611060255.2A 2016-11-28 2016-11-28 一种电动汽车无线充电系统 Pending CN108134438A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611060255.2A CN108134438A (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种电动汽车无线充电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611060255.2A CN108134438A (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种电动汽车无线充电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108134438A true CN108134438A (zh) 2018-06-08

Family

ID=62387304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611060255.2A Pending CN108134438A (zh) 2016-11-28 2016-11-28 一种电动汽车无线充电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108134438A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109017423A (zh) * 2018-09-12 2018-12-18 张家港市泓溢电源科技有限公司 一种用于电动汽车的感应式充电电路
CN109747443A (zh) * 2019-03-24 2019-05-14 哈尔滨理工大学 一种磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统
CN110320424A (zh) * 2019-07-06 2019-10-11 桂林电子科技大学 一种电动汽车动态无线充电试验装置
CN110350636A (zh) * 2019-08-12 2019-10-18 广东工业大学 一种无线充电系统及方法
CN110445228A (zh) * 2019-07-09 2019-11-12 中国电力科学研究院有限公司 导轨式移动机器人无线充电装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109017423A (zh) * 2018-09-12 2018-12-18 张家港市泓溢电源科技有限公司 一种用于电动汽车的感应式充电电路
CN109747443A (zh) * 2019-03-24 2019-05-14 哈尔滨理工大学 一种磁耦合谐振式电动汽车无线充电系统
CN110320424A (zh) * 2019-07-06 2019-10-11 桂林电子科技大学 一种电动汽车动态无线充电试验装置
CN110445228A (zh) * 2019-07-09 2019-11-12 中国电力科学研究院有限公司 导轨式移动机器人无线充电装置
CN110350636A (zh) * 2019-08-12 2019-10-18 广东工业大学 一种无线充电系统及方法
CN110350636B (zh) * 2019-08-12 2024-02-13 深圳市磁迹科技有限公司 一种无线充电系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108134438A (zh) 一种电动汽车无线充电系统
EP2677627B1 (en) Non-contact power receiving apparatus, vehicle having the non-contact power receiving apparatus mounted therein and non-contact power supply equipment
US9423439B2 (en) Apparatus and method for detecting foreign object in wireless power transmitting system
EP2658084B1 (en) Contactless power supply system and contactless power supply system control method
US9536655B2 (en) Wireless power feeding apparatus, vehicle, and method of controlling wireless power feeding system
CN112865340B (zh) 一种无线充电系统的互感参数辨识方法及装置
CN102882286B (zh) 一种基于电场耦合的无线电能传输系统
US9178389B2 (en) Wireless power transmission system and method of controlling the same
CN105914899B (zh) 一种可双向工作的无线电能传输系统及方法
US20120306265A1 (en) Power feeding device and vehicle power feeding system
WO2011099106A1 (en) Electric power feed device for vehicle and electric power reception device
CN104283293A (zh) 谐振-移频实现汽车无线充电的方法及系统
CN106451702A (zh) 车载充电机
WO2012168777A2 (en) Contactless power receiving device, vehicle equipped with the same, contactless power transmitting device, and contactless power transfer system
US20210300192A1 (en) Wired/wireless integrated power reception system
CN104617646A (zh) 一种基于zvs自激磁共振的智能无线充电装置
CN105071554A (zh) 一种电动汽车无线充电装置及无线充电系统
JP2011166931A (ja) 受電装置およびそれを備える車両
CN106451805A (zh) 一种可以接收任何无线发射端发出的磁感应的装置
CN107508960A (zh) 一种无线可充电手机
CN103595094A (zh) 一种电动工具无线充电装置
CN106602742B (zh) 背包内嵌储能装置无线充电系统及其控制方法
CN203660560U (zh) 电动工具无线充电装置
CN105703455A (zh) 一种可检测异物的高效率无线充电器
CN204794213U (zh) 用于机械车库的车辆无线充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180608