一种电动汽车无线充电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车无线充电系统，包括无线供电装置和无线受电装置，所述无线供电装置设置在地上，所述无线受电装置设置在电动汽车上；所述无线供电装置包括供电模块、TS型谐振补偿网络和能量发射线圈，所述能量发射线圈设置在地面上，所述供电模块的输入端连接至电网，所述供电模块的输出端通过所述TS型谐振补偿网络与所述能量发射线圈连接；所述无线受电装置包括充电电池、整流模块和用于接收所述能量发射线圈无线传输电能的能量拾取线圈，所述能量拾取线圈的输出端通过所述整流模块与所述充电电池连接。本发明专利技术的所述电动汽车无线充电系统内管有效地提高电动汽车无线充电系统的输出电压增益和传输功率。

A wireless charging system for electric vehicles

The invention discloses a wireless charging system for an electric vehicle, including a wireless power supply device and a wireless receiving device. The wireless power supply device is set on the ground, the wireless electric device is set on an electric vehicle, and the wireless power supply device includes a power supply module, a TS resonant compensation network and an energy transmitting coil. The power supply device includes a power supply module, a resonant compensation network and an energy transmitting coil. The input end of the power supply module is connected to the power grid by the input end of the power supply module. The output end of the power supply module is connected to the energy emitting coil through the TS resonant compensation network, which includes a charging battery, a rectifying module and a wireless transmission of the energy transmitting coil for receiving the energy transmission coil. The output terminal of the energy pickup coil is connected with the rechargeable battery through the rectifier module. The inner tube of the electric charging system of the electric vehicle of the invention effectively improves the output voltage gain and transmission power of the wireless charging system of the electric vehicle.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车无线充电系统
本专利技术涉及电动汽车充电
，尤其是涉及一种电动汽车无线充电系统。
技术介绍
目前，电动汽车充电基本采用有线充电方式进行充电，有线充电方式容易受环境变化的影响，布线成本较高，而且频繁的插拔操作容易导致接触松动，形成安全隐患。随着电力电子技术的发展，电动汽车充电技术已经朝着非接触式充电技术的方向发展。非接触式充电是指通过电磁场为媒介实现的无线电能传输，无外漏接口，并具有节约耗材、运行安全灵活、不易受天气环境变化因素影响等优点，但非接触式充电的主要缺点是传输功率损耗大。作为非接触式充电方式的一种，磁耦合谐振无线充电方式可以在有障碍物的情况下传输，因其具有传输距离中等、传输功率较大、传输效率较高、对周边辐射相对小等优点，相比于其他非接触式充电方式更能满足电动汽车对于无线充电传输功率的要求。然而，磁耦合谐振式无线充电系统属于松散耦合，线圈间存在气隙，导致无功功率损耗较大，使得能量传输效率受到极大的影响。在现有技术中，虽然采用串联或并联谐振补偿网络以及常见的混联型补偿网络，可以补偿无功功率损耗，但是仍然存在输出电压增益低、传输功率不高等缺陷。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种电动汽车无线充电系统，以解决现有的电动汽车无线充电系统输出电压增益低、传输功率不高的技术问题，从而有效地提高电动汽车无线充电系统的输出电压增益和传输功率。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电动汽车无线充电系统，包括无线供电装置和无线受电装置，所述无线供电装置设置在地上，所述无线受电装置设置在电动汽车上；所述无线供电装置包括供电模块、TS型谐振补偿网络和能量发射线圈，所述能量发射线圈设置在地面上，所述供电模块的输入端连接至电网，所述供电模块的输出端通过所述TS型谐振补偿网络与所述能量发射线圈连接；所述无线受电装置包括充电电池、整流模块和用于接收所述能量发射线圈无线传输电能的能量拾取线圈，所述能量拾取线圈的输出端通过所述整流模块与所述充电电池连接；在电动汽车进入所述无线供电装置的充电感应范围时，所述能量发射线圈接收所述TS型谐振补偿网络产生的谐振电压，经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈电磁感应产生电流并通过所述整流模块为所述充电电池充电。作为优选方案，所述无线受电装置还包括串联谐振电路，所述串联谐振电路的输入端与所述能量拾取线圈的输出端连接，所述串联谐振电路的输出端与所述整流模块的输入端连接。作为优选方案，所述TS型谐振补偿网络包括第一谐振电感、第二谐振电感、第一谐振电容和第二谐振电容，所述第一谐振电感的第一端、所述第一谐振电容的第一端、所述第二谐振电容的第一端分别与所述供电模块连接，所述第一谐振电感的第二端分别与所述第二谐振电感的第一端、所述第一谐振电容的第二端连接，所述第二谐振电感的第二端与所述能量发射线圈的第一端连接，所述能量发射线圈的第二端与所述第二谐振电容的第二端连接，所述第二谐振电容的第一端与所述第一谐振电容的第一端连接。作为优选方案，所述供电模块包括电源系统和全桥逆变电路，所述电源系统的输入端与所述供电模块的输入端连接，所述电源系统的输出端与所述全桥逆变电路的输入端连接，所述全桥逆变电路的输出端与所述TS型谐振补偿网络的输入端连接。作为优选方案，所述整流模块为高频整流滤波电路。相比于现有技术，本专利技术实施例的有益效果在于，所述无线供电装置通过所述TS型谐振补偿网络将所述供电模块输出的高频方波电压转换成谐振电压并提供给所述能量发射线圈，所述能量发射线圈与所述能量拾取线圈经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈电磁感应产生的电流为所述充电电池充电，在这个过程中，所述TS型谐振补偿网络具有滤除逆变器输出电压电流谐波的功能，相比于现有的谐振补偿网络，所述TS型谐振补偿网络的输出电压增益、系统输出功率放大倍数、传输效率均更高，不仅可以补偿无功功率损耗，而且能够有效地提高所述无线受电装置的输出电压增益，从而提高所述电动汽车无线充电的电能传输功率。附图说明图1是本专利技术实施例中的电动汽车无线充电系统的原理图；图2是本专利技术实施例中的电动汽车无线充电系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的电动汽车无线充电系统的电路图；图4是图3的等效电路图；图5是本专利技术实施例中的谐振补偿网络的比较示意图；图6是本专利技术实施例中的TS型谐振补偿网络的系统传输效率与负载关系图；图7a～7b展示了本专利技术实施例中电压增益倍数不同时的实验仿真波形图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，本专利技术优选实施例提供一种电动汽车无线充电系统，包括无线供电装置1和无线受电装置2，所述无线供电装置1设置在地上，所述无线受电装置2设置在电动汽车上；所述无线供电装置1包括供电模块、TS型谐振补偿网络13和能量发射线圈14，所述能量发射线圈14设置在地面上，所述供电模块的输入端连接至电网，所述供电模块的输出端通过所述TS型谐振补偿网络13与所述能量发射线圈14连接；所述无线受电装置2包括充电电池21、整流模块22和用于接收所述能量发射线圈14无线传输电能的能量拾取线圈24，所述能量拾取线圈24的输出端通过所述整流模块22与所述充电电池21连接；在电动汽车进入所述无线供电装置1的充电感应范围时，所述能量发射线圈14接收所述TS型谐振补偿网络13产生的谐振电压，经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈24电磁感应产生电流并通过所述整流模块22为所述充电电池21充电。在本专利技术实施例中，所述无线供电装置1通过所述TS型谐振补偿网络13将所述供电模块输出的高频方波电压转换成谐振电压并提供给所述能量发射线圈14，所述能量发射线圈14与所述能量拾取线圈24经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈24电磁感应产生的电流为所述充电电池21充电，在这个过程中，所述TS型谐振补偿网络13具有滤除逆变器输出电压电流谐波的功能，相比于现有的其他谐振补偿网络，所述TS型谐振补偿网络13的输出电压增益、系统输出功率放大倍数、传输效率均更高，不仅可以补偿无功功率损耗，而且能够有效地提高所述无线受电装置2的输出电压增益，从而提高所述电动汽车无线充电的电能传输功率。请参见图1和图2，在本专利技术实施例中，所述无线受电装置2还包括串联谐振电路23，所述串联谐振电路23的输入端与所述能量拾取线圈24的输出端连接，所述串联谐振电路23的输出端与所述整流模块22的输入端连接。请参见图2至图4，在本专利技术实施例中，为了使结构合理化，所述TS型谐振补偿网络13包括第一谐振电感Lp1、第二谐振电感Lp2、第一谐振电容Cp1和第二谐振电容Cp2，所述第一谐振电感Lp1的第一端、所述第一谐振电容Cp1的第一端、所述第二谐振电容Cp2的第一端分别与所述供电模块连接，所述第一谐振电感Lp1的第二端分别与所述第二谐振电感Lp2的第一端、所述第一谐振电容Cp1的第二端连接，所述第二谐振电感Lp2的第二端与所述能量发射线圈14的第一端连接，所述能量发射线圈14的第二端与所述第二谐振电容Cp2的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于，包括无线供电装置和无线受电装置，所述无线供电装置设置在地上，所述无线受电装置设置在电动汽车上；所述无线供电装置包括供电模块、TS型谐振补偿网络和能量发射线圈，所述能量发射线圈设置在地面上，所述供电模块的输入端连接至电网，所述供电模块的输出端通过所述TS型谐振补偿网络与所述能量发射线圈连接；所述无线受电装置包括充电电池、整流模块和用于接收所述能量发射线圈无线传输电能的能量拾取线圈，所述能量拾取线圈的输出端通过所述整流模块与所述充电电池连接；在电动汽车进入所述无线供电装置的充电感应范围时，所述能量发射线圈接收所述TS型谐振补偿网络产生的谐振电压，经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈电磁感应产生电流并通过所述整流模块为所述充电电池充电。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于，包括无线供电装置和无线受电装置，所述无线供电装置设置在地上，所述无线受电装置设置在电动汽车上；所述无线供电装置包括供电模块、TS型谐振补偿网络和能量发射线圈，所述能量发射线圈设置在地面上，所述供电模块的输入端连接至电网，所述供电模块的输出端通过所述TS型谐振补偿网络与所述能量发射线圈连接；所述无线受电装置包括充电电池、整流模块和用于接收所述能量发射线圈无线传输电能的能量拾取线圈，所述能量拾取线圈的输出端通过所述整流模块与所述充电电池连接；在电动汽车进入所述无线供电装置的充电感应范围时，所述能量发射线圈接收所述TS型谐振补偿网络产生的谐振电压，经过电磁耦合作用，所述能量拾取线圈电磁感应产生电流并通过所述整流模块为所述充电电池充电。2.如权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述无线受电装置还包括串联谐振电路，所述串联谐振电路的输入端与所述能量拾取线圈的输出端连接，所述串联谐振电路的输出端与所述整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，王赟，张亚婉，邵翠平，
申请(专利权)人：广东工业大学华立学院，
类型：发明
国别省市：广东,44