CN110014894A - 电动汽车的无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动汽车的无线充电系统，属于无线充电技术领域；所述信号控制电路与交流输入控制模块相互连接；所述信号控制电路分别与电动汽车接收端内的车载电池系统、限流\充电调节电路、整流滤波模块连接；所述电动汽车接收端内设有接受线圈；所述接受线圈与发射线圈和整流滤波模块连接；所述发射线圈设置在电源发射端中；所述电源发射端中设有阻抗匹配电路、功率放大电路、震荡器；对处在充电场的人完全无害，因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传输，充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小，技术含量高，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车的无线充电系统，属于无线充电技术领域。
背景技术
电动汽车是新能源汽车发展的方向，节能、环保。
目前我国电动汽车的研发取得明显进展。已形成上千项专利，并开发出 了多款电动汽车样车。其中，比亚迪、奇瑞、长安等企业的插电式和油电混 合动力汽车已具备上市销售的条件。
电动汽车车载电能的补充方式基本分为2大类，一是充电，而换电；而 充电又分为有导线充电和无线充电两大类。目前已经形成国家标准的有线充 电。但是技术总是在进步，无线充电也是发展方向。
无线电能传输(wireless power transmission，WPT)是指一切借助某种 载体实现无直接电气连接的电能传递技术。最常用的载体就是耦合的电磁场。 对于EV用WPT，主要是将变压器原、副线圈分别置于车外和车内，通过高频 磁场的耦合传输电能。
现有技术中无线传输的技术还不是很成熟，在大型电动汽车上的应用不 曾推进，其实在小的电动骑行车上的应用也不曾普及，因为在无线传输的过 程中稳定性难以保证，存在隐患。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设 计合理、使用方便的电动汽车的无线充电系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含电动汽车接收端、 电源发射端；所述电动汽车接收端与电源发射端之间设有频率跟踪系统；所 述电动汽车接收端内设有交流输入控制模块；所述电动汽车接收端中设有信 号控制电路；所述信号控制电路与交流输入控制模块相互连接；所述信号控 制电路分别与电动汽车接收端内的车载电池系统、限流\充电调节电路、整流 滤波模块连接；所述电动汽车接收端内设有接受线圈；所述接受线圈与发射 线圈和整流滤波模块连接；所述发射线圈设置在电源发射端中；所述电源发射端中设有阻抗匹配电路、功率放大电路、震荡器；电网与震荡器连接；所 述震荡器与功率放大电路连接；所述功率放大电路与阻抗匹配电路连接；所 述阻抗匹配电路、功率放大电路、震荡器；电网与震荡器均与信号主控电路 相互连接。
作为优选，所述频率跟踪系统中设有双管谐振逆变器、发射线圈、接受 线圈、PWM驱动电路、锁相环电路、相位补偿比较模块、差分放大器；所述双 管谐振逆变器与发射线圈相互配合，所述发射线圈与接受线圈相互配合；所 述接受线圈上设有电阻；所述PWM驱动电路分别与双管谐振逆变器、锁相环 电路连接；所述锁相环电路通过频率跟踪与相位补偿比较模块连接；所述相 位补偿比较模块与差分放大器连接；所述差分放大器通过电流检测与双管谐 振逆变器、发射线圈连接。
作为优选，所述交流输入控制模块中设有断路器、保护装置、电能计量 装置、交流接触器、异常检测电路、急停模块和控制电源模块；所述断路器 与控制电源模块连接；所述断路器与保护装置连接；所述保护装置与电能计 量装置连接；所述电能计量装置与交流接触器连接；所述交流接触器上设有 输出端；所述急停模块与断路器连接；所述断路器与异常检测电路连接。
作为优选，所述保护装置中设有防雷器和漏电保护器。
作为优选，所述电能计量装置与MCU相互连接；所述MCU与通信模块连 接；所述通信模块与电源转换模块连接。
作为优选，所述交流接触器上的输出点与车载充电接线连接。
本发明无线充电系统工作时，发射部分将市电经专门的电源转换模块进 行全波整流、滤波及稳压后变换成直流电。电源管理模块利用振荡源将直流 电逆变成高频交流电供给发射线圈。通过2个或多个电感线圈之间的电磁耦 合能量，接收线圈输出的电流经能量接收转换单元后为设备充电。目前市场 有10KW的电动汽车无线充电装置产品了。如果汽车是配30度电，大概3-3，5 个小时可以充满电。
本发明的内部采用了断路器和保护系统，并可以对电源的流量实时监测 做出正处的输出决定，电源在转换的过程中采用锁相环电路与相位补偿，提 高了内部传输的稳定性，也提高了传输的的安全。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的电动汽车的无线充 电系统，设计合理，对处在充电场的人完全无害，因为电量只在以同一频率 共振的线圈之间传输，充电的设备可做到隐形，设备磨损率低，应用范围广， 公共充电区域面积相对的减小，技术含量高，操作方便，可实施相对来说的 远距离无线电能的转换，有利于推动电动汽车的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的的结构框图；
图2是本发明中频率跟踪系统的框图；
图3是本发明中交流输入控制模块的示意图；
附图标记说明：
电动汽车接收端1、电源发射端2、频率跟踪系统3、交流输入控制模块 11、信号控制电路12、车载电池系统13、限流\充电调节电路14、整流 滤波模块15、接受线圈16、发射线圈21、阻抗匹配电路22、功率放大 电路23、震荡器24、双管谐振逆变器31、PWM驱动电路34、锁相环电路 35、相位补偿比较模块36、差分放大器37、断路器111、保护装置112、 电能计量装置113、交流接触器114、异常检测电路115、急停模块116 和控制电源模块117。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参看如图1--图3所示，本具体实施方式包含电动汽车接收端1、电源发 射端2；所述电动汽车接收端1与电源发射端2之间设有频率跟踪系统3；所 述电动汽车接收端1内设有交流输入控制模块11；所述电动汽车接收端1中 设有信号控制电路12；所述信号控制电路与交流输入控制模块11相互连接； 所述信号控制电路12分别与电动汽车接收端1内的车载电池系统13、限流\ 充电调节电路14、整流滤波模块15连接；所述电动汽车接收端1内设有接受 线圈16；所述接受线圈16与发射线圈21和整流滤波模块15连接；所述发射 线圈21设置在电源发射端2中；所述电源发射端2中设有阻抗匹配电路22、 功率放大电路23、震荡器24；电网与震荡器24连接；所述震荡器24与功率 放大电路23连接；所述功率放大电路23与阻抗匹配电路22连接；所述阻抗 匹配电路22、功率放大电路23、震荡器24；电网与震荡器24均与信号主控 电路25相互连接。
其中，所述频率跟踪系统3中设有双管谐振逆变器31、发射线圈21、接 受线圈16、PWM驱动电路34、锁相环电路35、相位补偿比较模块36、差分放 大器37；所述双管谐振逆变器31与发射线圈21相互配合，所述发射线圈21 与接受线圈16相互配合；所述接受线圈16上设有电阻；所述PWM驱动电路34分别与双管谐振逆变器31、锁相环电路35连接；所述锁相环电路35通过 频率跟踪与相位补偿比较模块36连接；所述相位补偿比较模块36与差分放 大器37连接；所述差分放大器37通过电流检测与双管谐振逆变器31、发射 线圈21连接。所述交流输入控制模块11中设有断路器111、保护装置112、 电能计量装置113、交流接触器114、异常检测电路115、急停模块116和控 制电源模块117；所述断路器111与控制电源模块117连接；所述断路器111 与保护装置112连接；所述保护装置112与电能计量装置113连接；所述电 能计量装置113与交流接触器114连接；所述交流接触器114上设有输出端； 所述急停模块116与断路器111连接；所述断路器111与异常检测电路115 连接。
本具体实施方式中所述保护装置112中设有防雷器和漏电保护器。所述 电能计量装置113与MCU相互连接；所述MCU与通信模块连接；所述通信模 块与电源转换模块连接。所述交流接触器114上的输出点与车载充电接线连 接。
本具体实施方式中无线充电系统工作时，发射部分将市电经专门的电源 转换模块进行全波整流、滤波及稳压后变换成直流电。电源管理模块利用振 荡源将直流电逆变成高频交流电供给发射线圈。通过2个或多个电感线圈之 间的电磁耦合能量，接收线圈输出的电流经能量接收转换单元后为设备充电。 目前市场有10KW的电动汽车无线充电装置产品了。如果汽车是配30度电， 大概3-3，5个小时可以充满电。
本具体实施方式的内部采用了断路器和保护系统，并可以对电源的流量 实时监测做出正处的输出决定，电源在转换的过程中采用锁相环电路与相位 补偿，提高了内部传输的稳定性，也提高了传输的的安全。本具体实施方式 所述的电动汽车的无线充电系统，设计合理，对处在充电场的人完全无害， 因为电量只在以同一频率共振的线圈之间传输，充电的设备可做到隐形，设 备磨损率低，应用范围广，公共充电区域面积相对的减小，技术含量高，操 作方便，可实施相对来说的远距离无线电能的转换，有利于推动电动汽车的 发展。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人 员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技 术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.电动汽车的无线充电系统其特征在于：它包含电动汽车接收端、电源发射端；所述电动汽车接收端与电源发射端之间设有频率跟踪系统；所述电动汽车接收端内设有交流输入控制模块；所述电动汽车接收端中设有信号控制电路；所述信号控制电路与交流输入控制模块相互连接；所述信号控制电路分别与电动汽车接收端内的车载电池系统、限流\充电调节电路、整流滤波模块连接；所述电动汽车接收端内设有接受线圈；所述接受线圈与发射线圈和整流滤波模块连接；所述发射线圈设置在电源发射端中；所述电源发射端中设有阻抗匹配电路、功率放大电路、震荡器；电网与震荡器连接；所述震荡器与功率放大电路连接；所述功率放大电路与阻抗匹配电路连接；所述阻抗匹配电路、功率放大电路、震荡器；电网与震荡器均与信号主控电路相互连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：所述频率跟踪系统中设有双管谐振逆变器、发射线圈、接受线圈、PWM驱动电路、锁相环电路、相位补偿比较模块、差分放大器；所述双管谐振逆变器与发射线圈相互配合，所述发射线圈与接受线圈相互配合；所述接受线圈上设有电阻；所述PWM驱动电路分别与双管谐振逆变器、锁相环电路连接；所述锁相环电路通过频率跟踪与相位补偿比较模块连接；所述相位补偿比较模块与差分放大器连接；所述差分放大器通过电流检测与双管谐振逆变器、发射线圈连接。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：所述交流输入控制模块中设有断路器、保护装置、电能计量装置、交流接触器、异常检测电路、急停模块和控制电源模块；所述断路器与控制电源模块连接；所述断路器与保护装置连接；所述保护装置与电能计量装置连接；所述电能计量装置与交流接触器连接；所述交流接触器上设有输出端；所述急停模块与断路器连接；所述断路器与异常检测电路连接。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：所述保护装置中设有防雷器和漏电保护器。
5.根据权利要求3所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：所述电能计量装置与MCU相互连接；所述MCU与通信模块连接；所述通信模块与电源转换模块连接。
6.根据权利要求3所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：所述交流接触器上的输出点与车载充电接线连接。
7.根据权利要求1所述的电动汽车的无线充电系统，其特征在于：它内部采用了断路器和保护系统，并可以对电源的流量实时监测做出正处的输出决定，电源在转换的过程中采用锁相环电路与相位补偿，提高了内部传输的稳定性，也提高了传输的的安全。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190716 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |