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一种电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统

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成果类型:
专利
发明/设计人:
刘东奇;王耀南;曾祥君
申请/专利权人:
长沙理工大学
专利类型:
发明专利
语种:
中文
申请时间:
2020-03-12
申请/专利号:
CN202010168877.7
公开时间:
2020-05-19
公开号:
CN111181227A
主申请人地址:
410076 湖南省长沙市(天心区)赤岭路45号
申请地区:
湖南
机构署名:
本校为第一完成单位
主权项:
1.一种电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:包括前级功率整流电路、初级桥式逆变电路、初级耦合电容、初级线圈、次级耦合电容、次级线圈、次级桥式整流电路和次级滤波电容,所述前级功率整流电路设置于供电装置与初级桥式逆变电路之间,所述初级桥式逆变电路的输出端与初级耦合电容串联连接至初级线圈,所述初级线圈和次级线圈相互耦合,所述次级线圈与次级耦合电容串联连接至次级桥式整流电路的输入端进行整流,所述次级桥式整流电路的输出端与次级滤波电容相连,所述次级滤波电容与电动汽车的蓄电池相连进行充电。 2.根据权利要求1所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级线圈铺设在电气化公路的路面,所述次级线圈安装在电动汽车底盘上。 3.根据权利要求2所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级线圈的数量为多个,多个初级线圈均铺设于电气化公路的路面上,相邻的初级线圈之间的中心间距最小值为3米。 4.根据权利要求1所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级线圈设置于固定的充电停车位上,所述次级线圈安装在电动汽车底盘上。 5.根据权利要求1所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级线圈和次级线圈绕向完全一致或完全相反,并在绕向完全一致或完全相反时保持同样的充电效率和充电距离。 6.根据权利要求1所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级耦合电容和初级线圈构成初级LC振荡电路,所述次级耦合电容和次级线圈构成次级LC振荡电路,所述初级LC振荡电路与次级LC振荡电路对称设置。 7.根据权利要求6所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述前级功率整流电路为全控桥式整流电路,用于将供电装置输送的电网交流电整流为直流电,且控制其直流侧端电压稳定。 8.根据权利要求7所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:所述初级桥式逆变电路由四个全控型电力电子器件组成桥式结构,其直流侧与前级功率整流电路的直流侧相连,用于将直流电逆变为交流电,且初级桥式逆变电路的控制器的调制信号为正弦电压信号,调制信号频率等于初级桥式逆变电路输出的电压基波频率,其工作点在初级LC振荡电路的固有频率附近。 9.根据权利要求8所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:通过采集流过初级线圈电流和初级线圈两端电压信号,计算电压基波信号与电流基波信号之间的相位差,以该相位差为控制误差值调节初级桥式逆变电路的控制器的调制信号频率。 10.根据权利要求9所述的电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,其特征在于:当控制误差值>0时,电压滞后电流,控制调制信号频率减小;当控制误差值<0时,电压超前电流,控制调制信号频率增大;当控制误差值等于0时,初级线圈电压和电流同相位,功率因数角为0度,此时,初级LC振荡电路工作在磁谐振状态。
摘要:
本发明公开了一种电动汽车磁谐振耦合动态无线充电系统,包括前级功率整流电路、初级桥式逆变电路、初级耦合电容、初级线圈、次级耦合电容、次级线圈、次级桥式整流电路和次级滤波电容,所述前级功率整流电路设置于供电装置与初级桥式逆变电路之间,所述初级桥式逆变电路的输出端与初级耦合电容串联连接至初级线圈,所述初级线圈和次级线圈相互耦合,所述次级线圈与次级耦合电容串联连接至次级桥式整流电路的输入端进行整流,所述次级桥式整流电路的输出端与次级滤波电容相连,所述次级滤波电容与电动汽车的蓄电池相连进行充电。本发明可以实现高效率、中距离、动态的无线充电。

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