CN203707885U - 电动汽车多导轨无线供电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车多导轨无线供电系统，其发射端设置有原边调压电路、逆变电路，其接收端设置有拾取线圈、拾取谐振电容、整流电路以及副边调压电路，其特征在于：在逆变电路的输出端连接有N段能量发射导轨，每段能量发射导轨均设置有发射线圈、发射谐振电容、放电电阻、供电开关和放电开关，其中，供电开关、发射谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，放电电阻与放电开关串联形成放电支路，放电支路的一端连接在供电开关与发射谐振电容的公共端上，另一端连接在逆变电路与发射线圈的公共端上。其显著效果是：汽车行驶充电过程中，可以实现分段供电，可以有效减少导轨损耗，从而降低系统运维成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及到非接触式供电技术，具体地说，是一种电动汽车多导轨无线供电系统。
背景技术
近年来，为了解决电动汽车续航里程短和车载电池组笨重且成本高等问题。人们提出了基于非接触式电能传输原理的电动汽车动态感应供电技术，它可以为行驶过程中的电动汽车提供在线供电或充电功能，从而减少车载电池组的重量，同时降低了电动汽车的整体成本，延长了电动汽车的续航里程。
而在电动汽车动态感应供电系统中，发射导轨一般长达数公里或数十公里，其中的电流通常为数十千赫兹、数十安培的高频交流。导轨损耗比较严重，能量传输效率较低。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电动汽车多导轨无线供电系统，通过采用多段导轨分段设计，利用电控开关自动切换实现汽车运动过程中的连续供电，从而减少导轨损耗，降低系统的建设成本和维护费用。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种电动汽车多导轨无线供电系统，其发射端设置有原边调压电路、逆变电路，其接收端设置有拾取线圈、拾取谐振电容、整流电路以及副边调压电路，所述原边调压电路从供电电网中获取能量并实现电压调节，所述逆变电路用于实现高频变换，所述接收端的拾取线圈和拾取谐振电容用于实现能量接收，接收的电能通过所述整流电路和副边调压电路处理后为电动汽车供电，其关键在于：
在所述逆变电路的输出端连接有N段能量发射导轨，每段能量发射导轨均设置有发射线圈、发射谐振电容、放电电阻、供电开关和放电开关，其中，供电开关、发射谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与发射谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在逆变电路与发射线圈的公共端上。
为了保证开关切换时接收端拾取能量的平稳过渡，在接收端的整流电路和调压电路之间还设置有超级电容阵列。
根据具体应用的需要，所述超级电容阵列等效的电容值为68000uF。
作为优选，所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
根据充电场景的布置需求，所述N段能量发射导轨中的发射线圈沿充电道理方向依次埋置在地面下。
本实用新型的显著效果是：
汽车行驶充电过程中，可以实现分段供电，通过合理的控制策略可以使得接收端在对应的原边导轨位置上时开通原边对应的能量发射导轨段，保持其它导轨段处于关断状态，可以有效减少导轨损耗，从而降低系统运维成本。
附图说明
图1是本实用新型系统结构框图；
图2是具体实施例中导轨切换时相邻导轨之间的电流波形图；
图3是不加超级电容阵列时，接收端的拾取电压波形图；
图4是加入超级电容阵列后，接收端的拾取电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，一种电动汽车多导轨无线供电系统，其发射端设置有原边调压电路、逆变电路，其接收端设置有拾取线圈、拾取谐振电容、整流电路以及副边调压电路，所述原边调压电路从供电电网中获取能量并实现电压调节，所述逆变电路用于实现高频变换，所述接收端的拾取线圈和拾取谐振电容用于实现能量接收，接收的电能通过所述整流电路和副边调压电路处理后为电动汽车供电；
在本设计中，所述逆变电路的输出端连接有N段能量发射导轨，每段能量发射导轨均设置有发射线圈、发射谐振电容、放电电阻、供电开关和放电开关，其中，供电开关、发射谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与发射谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在逆变电路与发射线圈的公共端上。
为了保证导轨切换时拾取电压的平滑过渡，在接收端的整流电路和调压电路之间还设置有超级电容阵列，在本实施例中，超级电容阵列的等效电容值为68000uF。
下面结合图2-图4的描述进一步理解本实用新型的显著效果：
以图1中所示的电路结构为例，L1、L2……LN依次表示N段能量发射导轨的发射线圈，通常发射线圈绕制成环状并沿汽车行驶方向依次埋设在供电专用车道的路面下，系统中各个元器件的参数按照表1设置。
电动汽车在能量发射导轨1上充电时，充电开关K1处于闭合状态，其它开关均断开，当电动汽车从能量发射导轨1行驶到能量发射导轨2时，开关时序为：S1闭合—K1断开—K2闭合。若0-0.19s电动汽车行驶在输电导轨1上方，此时只有开关K1闭合，其它开关断开，0.19s时刻，主电路中调压电路断电，在0.19-0.198s闭合S1，能量发射导轨1开始放电，0.199s时刻，K1，S1断开，0.2s时刻，K2闭合，同时主电路通电，该过程完成能量发射导轨1至能量发射导轨2的换流，导轨上的电流如图2所示，通过图2可以看出，电动汽车从能量发射导轨1行驶到能量发射导轨2过程中，导轨电流较为稳定，而导轨中电流与主电路电流是相同的，换流过程不影响主电路的工作状态。
表1：系统的电气参数表
图3所示为接收端的电压拾取信号，上述过程中，0.19～0.2s主电路处于断电状态，该段时间内接收端的拾取电压将大幅下降，而由于拾取端并联有滤波电容，所以拾取电压未下降至0。若不加入超级电容阵列，整个过程中拾取电压波形如图3所示。
针对以上问题，在接收端加入超级电容阵列，由于电容容值较大，所以在电动汽车行驶之前需约3s的充电时间，在3.5s时刻进行导轨换流，整个过程拾取端拾取电压如图4所示，实现了拾取电压的稳定输出，保证了多导轨输电及换流过程系统的稳定性。
为了提高电流切换的速率，所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
最后需要说明的是，尽管以上结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如：改变供电开关和放电开关的控制方式，改变发射线圈的具体布置场景等等，这样的变换均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种电动汽车多导轨无线供电系统，其发射端设置有原边调压电路、逆变电路，其接收端设置有拾取线圈、拾取谐振电容、整流电路以及副边调压电路，所述原边调压电路从供电电网中获取能量并实现电压调节，所述逆变电路用于实现高频变换，所述接收端的拾取线圈和拾取谐振电容用于实现能量接收，接收的电能通过所述整流电路和副边调压电路处理后为电动汽车供电，其特征在于：
在所述逆变电路的输出端连接有N段能量发射导轨，每段能量发射导轨均设置有发射线圈、发射谐振电容、放电电阻、供电开关和放电开关，其中，供电开关、发射谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与发射谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在逆变电路与发射线圈的公共端上。
2.根据权利要求1所述的电动汽车多导轨无线供电系统，其特征在于：在接收端的整流电路和调压电路之间还设置有超级电容阵列。
3.根据权利要求2所述的电动汽车多导轨无线供电系统，其特征在于：所述超级电容阵列的等效电容值为68000uF。
4.根据权利要求1所述的电动汽车多导轨无线供电系统，其特征在于：所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
5.根据权利要求1所述的电动汽车多导轨无线供电系统，其特征在于：所述N段能量发射导轨中的发射线圈沿汽车行驶方向依次埋设在供电专用车道的路面下。
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