CN216069635U - 一种电动汽车无线充电装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供电动汽车无线充电过程中的能量传输效率，本实用新型提供一种使用多个线圈，用三相交流电进行能量传输的电动汽车无线充电装置，包括发射线圈、接收线圈、车载通讯单元、地面通讯单元、整流电路、逆变电路、调节电路等，其特点在于，地面供电网的单相交流电通过整流逆变为高频的三相交流电为发射线圈供电，并根据发射线圈的设计结构设定供电规则，发射线圈产生的磁场在发生强弱变化在接收线圈产生电流的同时还按固定方向旋转切割发射线圈中的部分导线产生电流，以达到提高无线充电过程中的能量传输效率的目的。

Description

一种电动汽车无线充电装置
技术领域
本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，特别是涉及一种电动汽车无线充电装置。
背景技术
由于全球环境问题的不断恶化和能源储备的日益匮乏，具有新型可替代能源的绿色智能交通电动汽车市场发展无疑是非常广阔的。人们为了寻求一种传统汽车的可行可靠的替代者，从而在新能源汽车领域进行不断地探索。目前，使用纯电力驱动的汽车以及使用油电混合动力汽车是解决环境污染问题和能源最有效的办法，电动汽车以电力为能源，以电机为汽车提供驱动力，在行驶过程中没有任何废气的排放，对大气环境的污染与影响较传统汽车有着极大程度的降低。电动汽车以电池作为储能元件，为电动机提供能量，当电池放电到临界点时就需要对电池进行充电以便再次行驶。目前应用于电动汽车的充电方式有两种：一种是有线充电；另一种是无线充电。
无线充电作为应用于电动汽车的一种新兴的能量传递方式，一方面，较有线充电有着使用安全、方便快捷、受使用场合、天气限制小等优点；另一方面也存在充电过程中能量传输效率不高的缺点。
因此需要一种装置来提高电动汽车无线充电的能量传输效率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种使用多个线圈，用三相交流电进行能量传输的电动汽车无线充电装置，解决的问题在于：提高电动汽车无线充电过程中的能量传输效率。
为解决以上问题，本实用新型提供一种使用多个线圈，用三相交流电进行能量传输的电动汽车无线充电装置，包括：无线充电发射线圈、无线充电接收线圈、整流电路、逆变电路、调节电路、地面通讯单元、车载通讯单元等。
所述无线充电发射线圈为由六个规格完全相同且相互独立的线圈组成的圆形线圈。
优选地，上述独立线圈设计为扇形线圈平面螺旋线圈。此处线圈形状并不能理解为对本实用新型的限定，不构成对本实用新型保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变
所述无线充电接收线圈设计规格与所述无线充电发射线圈完全相同。
所述无线充电发射线圈安装在停车位上，一端经过逆变器、整流器与埋在地下的单相交流电供电网相连。
所述无线充电接收线圈安装在汽车的底盘上，一端经过整流器与电动汽车汽车的动力电池相连。
使用时，上述无线充电发射线圈与无线充电接收线圈相对位置需要正对准，对准要求为：发射线圈与接收线圈中的每个扇形线圈正对准，发射线圈与接收线圈之间的距离为正常安装距离。
上述的一种电动汽车无线充电装置的地面部分，将地面供电网提供的单相交流电转换为所需频率的三相交流电，每相交流电分别按给所述无线充电发射线圈中的不同的扇形线圈供电，通过磁耦合谐振在接收线圈中的每个扇形线圈中产生感应电流，经过整流器整流给电动汽车的动力电池充电。
优选地，得到的三相交流电的按照所述无线充电发射线圈中的扇形线圈排列的顺时针或逆时针方向依次供电，使相邻的扇形线圈中的电流有固定的相位差。
优选地，所述无线充电发射线圈中的每个扇形线圈只能由三相交流电中的某一相交流电单独供电。
由于所述无线充电发射线圈中每个扇形平面线圈中的电流有固定且相同的相位差，使用时，所述种电动汽车无线充电装置在通过正常的磁耦合谐振进行能量传输的同时，所述无线充电发射线圈整体产生的磁场将会按照固定方向旋转，旋转过程中磁感线切割所述无线充电接收线圈中的部分导线，从而在接收线圈中产生电流，经过整流器给电动汽车的动力电池充电。
所述电动汽车无线充电装置在使用过程中，通过使无线充电发射线圈产生旋转的池磁场，提高了无线充电过程中的能量传输效率。
附图说明
图1是本实用新型整体装置的结构示意图；
图2是本实用新型发射线圈与接收线圈充电时正对准的示意图；
图3是本实用新型中发射线圈与接收线圈的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作进一步阐明的实施方式，结合附图仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本实用新型的限定，不构成对本实用新型保护范围的限制，因为在不脱离本实用新型精神和范围基础上，可以对本实用新型进行许多改变。
在电动汽车的发展过程中，电动汽车能源供应的持久性与充电设备的普及性和通用性无疑是现阶段阻碍电动汽车功能升级和推广的技术难题，而无线充电技术以其智能、安全的特点，能够较好地解决以上问题。本实用新型提供一种使用多个线圈，用三相交流电进行能量传输的电动汽车无线充电装置，其结构如图1所示，包括：无线充电发射装置1和无线充电接收装置2。
无线充电发射装置1安装在停车位上，无线充电发射线圈4置于线圈对准装置14之上，一端通过逆变电路6、整流电路7与地面供电网3相连，由控制开关5控制发射回路。
无线充电接收装置2安装在电动汽车的底盘上，无线充电接收线圈8一端通过整流电路9、充电调节电路15与电动汽车电池11相连，由控制开关10控制接收回路。
其工作流程如下：
步骤一、用户将装备所述无线充电装置的电动汽车驶入并停驻于安装所述无线充电装置的停车位上，车载通讯单元12发出信号。
步骤二、地面通讯单元13接收到信号之后，向线圈对准装置14发出指令对准指令。
步骤三、对准装置14接收到指令后，对发射线圈4和接收线圈8进行正对准，并在对准后向地面通讯单元13反馈完成对准的信息。
步骤四、地面通讯单元13接收到反馈信息后向车载通讯单元12发送完成对准的信息，并同时向控制开关5发送闭合指令，发射回路闭合。
步骤五、车载通讯单元12接收到地面通讯单元13发送的完成对准指令后，向控制开关10发送闭合指令，接收回路闭合。
步骤六、发射线圈4和接收线圈8开始进行能量传输。
需要进一步进行说明的是，本实用新型的发射线圈8按顺序与控制开关5、地面供电网3、整流电路7、逆变电路6相连，供电网3输入的单相交流电经过整流电路7的整流和逆变电路6的逆变后变成高频的三相交流电，任取其中一相交流电为第一相，相位比第一相滞后120°的为第二相交流电，相位比第二相滞后120°的为第三相交流电。令第一相交流电给发射线圈4中的线圈16和线圈19同时供电，分别在接收线圈8中的线圈22和线圈25中产生电流，进行能量传输。令第二相交流电给线圈17和线圈20同时供电，分别在线圈23和线圈26中产生电流，进行能量传输。令第三相交流电给线圈18和线圈21同时供电，分别在线圈24和线圈27中产生电流，进行能量传输。
在三相交流电给发射线圈4供电产生磁耦合谐振的同时，由于三相交流电的特性以及上述设定的为线圈供电的规则，发射线圈4产生的整体磁场除了随着时间有规律地发生强弱变化外，还随着时间稳定地顺着固定的方向进行旋转，此时，旋转的磁场切割接收线圈8中的部分线圈导线，从而产生感应电流。
在上述复合的能量传输过程中，接收线圈8中产生的电流经过整流电路9的整流和调节电路15的调节为电动汽车电池11进行充电。
上述单元、模块、电路，现有技术已经多有涉及且应用成熟，本实用新型便不再具体阐述。

Claims (3)

1.一种电动汽车无线充电装置，包括无线充电发射装置、无线充电接收装置，所述无线充电发射装置安装在停车位上，一段与埋在地下的供电网相连，设有发射线圈、整流电路、逆变电路、线圈对准装置以及地面通讯单元；所述无线充电系统接收装置安装在电动汽车的底盘上，一端与电动汽车电池相连，设有发射线圈、整流电路、调节电路以及车载通讯单元，其特征在于：发射线圈所产生的磁场在通过磁耦合谐振的方式与接收线圈进行能连传输的同时，通过旋转切割接收线圈中部分导线产生额外的电流为电动汽车电池充电，提高充电效率。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述发射线圈以及所述接收线圈的设计结构相同，均由具有相同结构的多个线圈组成。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车无线充电装置，其特征在于：由地面供电网提供的单相交流电，经过整流电路的整流以及逆变电路的逆变，转换为三相交流电为发射线圈供电，以使发射线圈产生一个稳定旋转的、发生强弱变化的磁场。
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