專利名稱：電動汽車非接觸性充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電磁感應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動車非接觸充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已成為人民出行必不可少的工具，但汽車尾氣的排放對空氣造成很大污染，影響人們的生活質(zhì)量。電動汽車是以自載電池為電源，依靠大功率電動機(jī)提供動力的新型交通工具，具有清潔無污染、噪聲低、動力源多樣化、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在環(huán)保和節(jié)能上具有不可比擬的優(yōu)勢，被稱為“21世紀(jì)的 綠色環(huán)保汽車”。由于受接觸式充電系統(tǒng)應(yīng)用不便及存在安全隱患的限制，電動汽車還不能廣泛應(yīng)用，所以研究非接觸性充電系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于電磁感應(yīng)原理非接觸電能傳輸技術(shù)。綜合利用現(xiàn)代電力電子能量變換技術(shù)、磁場耦合技術(shù)、大功率高頻變換技術(shù)，借助現(xiàn)代控制理論和方法，實(shí)現(xiàn)電能從靜止電網(wǎng)向存在一定距離或移動設(shè)備的非接觸供電，實(shí)現(xiàn)了移動設(shè)備靈活、安全、高效的供電問題，從而消除了接觸性充電系統(tǒng)存在的安全隱患。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的包括整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻交變磁場、功率變換電路和超級電容器組；利用電磁感應(yīng)原理通過非接觸的耦合方式進(jìn)行能量傳遞的充電方式。交流電經(jīng)過整流濾波電路之后通過高頻逆變電路經(jīng)高頻交變磁場轉(zhuǎn)換成高頻交流電，通過功率變換電路的耦合線圈把交流電由感應(yīng)耦合線圈初級耦合到次級，經(jīng)過整流濾波后變換為直流，再經(jīng)過DC-DC變換后為超級電容器組充電。非接觸充電方式，即利用電磁感應(yīng)原理通過非接觸的耦合方式進(jìn)行能量傳遞的充電方式。交流電經(jīng)過整流濾波之后通過諧振逆變器單元轉(zhuǎn)換成高頻交流電，然后通過耦合線圈把交流電由感應(yīng)耦合線圈初級耦合到次級，經(jīng)過整流濾波后變換為直流，再經(jīng)過DC-DC變換后為超級電容器組充電。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)非接觸電能傳輸技術(shù)與傳統(tǒng)的電源供電技術(shù)相比最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)電能的非接觸傳遞，而實(shí)現(xiàn)這一過程主要是通過原邊線圈中的高頻交流電流向副邊通過空氣隙輻射電磁波的形式實(shí)現(xiàn)的，可等效地看成一種松耦合變壓器，原邊線圈與副邊拾取機(jī)構(gòu)有較大的空氣磁路，這也是與傳統(tǒng)變壓器之間的區(qū)別。根據(jù)磁路的奧姆定律和安培環(huán)路定律，考慮到空氣的磁阻遠(yuǎn)大于磁芯的磁阻，因此磁路的磁動勢降主要分布在空氣磁路上，隨著空氣磁路磁阻的增加，就需要在原邊線圈中產(chǎn)生較大的激勵電流，而激勵電流的增大一方面會增大電磁機(jī)構(gòu)的體積和質(zhì)量，另一方面會降低電磁能量傳輸機(jī)構(gòu)的傳輸效率。為了提高系統(tǒng)的電能傳輸效率，減小器件的體積，提高功率密度，就需要在電磁能量傳輸機(jī)構(gòu)的原邊線圈中通過高頻電流，通過高頻化來提高整個(gè)系統(tǒng)的功率密度，減小器件體積，提高電能傳輸效率。因此需要在原邊回路加入整流及高頻逆變環(huán)節(jié)，提高電磁能量傳輸機(jī)構(gòu)的原邊線圈電流頻率，達(dá)到減小系統(tǒng)體積、提高系統(tǒng)的傳輸功率密度和效率的目的。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框 圖2采用無線通訊的非接觸感應(yīng)能量傳輸系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)施例加以說明。該充電系統(tǒng)如圖I所示，統(tǒng)由工頻市電供電，經(jīng)整流濾波和高頻逆變電路后在原邊線圈中產(chǎn)生高頻交流電流，從而在原邊線圈周圍產(chǎn)生高頻交變的磁場。副邊線圈與原邊線圈通過空間磁場耦合獲得能量，然后經(jīng)過功率變換電路為用電設(shè)備供電，完成了整個(gè)非接觸電能傳輸過程。通常非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原邊回路一組線圈可為多個(gè)拾取線圈供電，實(shí)現(xiàn)了為多個(gè)負(fù)載的同時(shí)供電。 非接觸電能傳輸系統(tǒng)的原邊回路通過高頻逆變實(shí)現(xiàn)電能與磁場能量的轉(zhuǎn)換，主要由整流濾波電路、高頻逆變電路和原邊線圈組成。整流濾波電路主要是將工頻交流電流轉(zhuǎn)換為平穩(wěn)的直流電壓提供給后面的高頻逆變部分；高頻逆變電路將整流濾波后的直流電壓變換為高頻交流電提供給原邊線圈，以便在原邊線圈周圍產(chǎn)生高頻交變的磁場。其逆變器可選擇采用橋式諧振逆變器，能量注入型諧振逆變器和自激振蕩式諧振逆變等。副邊回路實(shí)現(xiàn)將拾取線圈中的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)化為負(fù)載需要的供電電壓，主要由電能拾取機(jī)構(gòu)和DC-DC功率變換電路組成。電能拾取機(jī)構(gòu)是原邊回路與副邊回路實(shí)現(xiàn)能量傳遞的橋梁，電能拾取機(jī)構(gòu)利用電磁感應(yīng)原理，把原邊產(chǎn)生的交變磁場能轉(zhuǎn)換為電能，并提供給其后的功率變換電路，它的狀態(tài)決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能；功率變換電路是使副邊電路能夠適應(yīng)負(fù)載的動態(tài)變化，保證能在各種情況下向負(fù)載提供穩(wěn)定和高效的能量供應(yīng)。該發(fā)明專利采用單級的方案如圖2所示，利用無線通訊的方法使原邊和副邊保持通訊，實(shí)時(shí)原副邊的閉環(huán)控制。當(dāng)輸出電壓增大或減小時(shí)，及時(shí)的通過無線通訊反饋到原邊，然后通過改變開關(guān)頻率的方式改變輸出電壓以保持輸出電壓的穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種電動車非接觸充電系統(tǒng)，其特征在于包括整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻交變磁場、功率變換電路和超級電容器組；利用電磁感應(yīng)原理通過非接觸的耦合方式進(jìn)行能量傳遞的充電方式。
2.交流電經(jīng)過整流濾波電路之后通過高頻逆變電路經(jīng)高頻交變磁場轉(zhuǎn)換成高頻交流電，通過功率變換電路的耦合線圈把交流電由感應(yīng)耦合線圈初級耦合到次級，經(jīng)過整流濾波后變換為直流，再經(jīng)過DC-DC變換后為超級電容器組充電。
全文摘要
一種電動車非接觸充電系統(tǒng)，屬于電磁感應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域。包括整流濾波電路、高頻逆變電路、高頻交變磁場、功率變換電路和超級電容器組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)非接觸電能傳輸技術(shù)與傳統(tǒng)的電源供電技術(shù)相比最大的優(yōu)勢就是能夠?qū)崿F(xiàn)電能的非接觸傳遞。
文檔編號H02J7/02GK102916476SQ20121043740
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月6日
發(fā)明者李翠 申請人:沈陽創(chuàng)達(dá)技術(shù)交易市場有限公司