无线功率传输系统的有源整流器、车辆组件及其操作方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于无线功率传输系统的有源整流器，包含：第一整流电路、第二整流电路、第一开关电路以及第二开关电路。所述第一整流电路、所述第二整流电路、所述第一开关电路以及所述第二开关电路以桥接电路的形式布置在车辆的次级线圈与所述车辆的电池之间，且所述有源整流器根据所述电池的充电状态或所述无线功率传输系统的输出状态来控制所述第一和第二开关电路，以便改变或维持所述电池的充电功率。

Active rectifier for a wireless power transmission system, vehicle assembly and method of operation thereof

The present invention provides an active rectifier for a wireless power transmission system, comprising a first rectification circuit, a second rectifying circuit, a first switching circuit, and a second switching circuit. The first rectifying circuit, the second rectifying circuit, the first switch circuit and the second switching circuit in the form of layout of the bridge circuit between the secondary coil of the vehicle and the vehicle battery, and the active rectifier output according to the state of state of charge of the battery or the wireless power transmission system to control the first and second switch circuit, in order to change or maintain the battery charging power.

【技术实现步骤摘要】
无线功率传输系统的有源整流器、车辆组件及其操作方法
本专利技术大体上涉及用于无线功率传输系统的车辆组件，且更具体地说，涉及用于无线功率传输系统的有源整流器、使用所述有源整流器的车辆组件及其操作方法，所述有源整流器可以在没有与接地组件之间的额外无线通信的情况下控制通过无线功率传输来接收的功率的量。
技术介绍
随着电动车（EV）和插电式混合动力车（PHEV）的研发的增加，用于高压电池充电的车载充电器（OBC）已经变成汽车行业中的必要部件。同时，已经引入用于在没有连接器的情况下对高压电池充电的无线功率传输（WPT）技术，以作为通常使用连接器的传导式充电的替代方案。为了使用WPT系统来对此类车辆的高压电池充电，应根据电池的充电状态来改变充电电压和/或电流。常规的技术通常使用无线通信来将关于WPT系统的输出的信息从车辆传输到在初级侧中的接地组件，同时所述接地组件控制初级侧的开关频率或电压。常规的技术还包含一种用于根据电池的状态来应对电压/电流的变化的方法，其中将额外的转换器插入在WPT系统与高压电池之间，以便根据车辆的高压电池的充电状态来改变电压或电流。然而，当使用无线通信的常规方法被使用时，由于无线通信的时间延迟或通信故障，WPT系统的操作可能被停止，或者系统或电池的一部分可能被损害。并且，在将额外的转换器插入在WPT系统和高压电池之间的情况下，所述额外的转换器可增加系统的大小，从而使得难以将系统安装在车辆中并增加车辆的制造成本。
技术实现思路
因此，提供本专利技术的示例实施例以基本上消除由于相关技术的局限和缺点而造成的一个或多个问题。本专利技术的示例实施例提供有源整流器，其可以直接地控制车辆中的无线功率传输系统的输出，而不使用通信装置来在初级侧（例如，接地组件）和次级侧（例如，车辆组件）之间进行无线通信，也不使用在车辆的次级线圈和高压电池之间的额外的转换器。本专利技术的示例实施例还提供使用上文描述的有源整流器的车辆组件，以及所述车辆组件的操作方法。本专利技术的示例实施例还提供用于无线功率传输系统的车辆组件以及所述车辆组件的操作方法，所述操作方法可以通过初级和次级线圈之间的特意不对准（intentionalmisalignment）来控制无线功率系统的所需输出。根据本专利技术的实施例，一种用于无线功率传输系统的有源整流器包含：第一整流电路；第二整流电路；第一开关电路以及第二开关电路。第一整流电路、第二整流电路、第一开关电路以及第二开关电路以桥接电路的形式布置在车辆的次级线圈与车辆的电池之间，且有源整流器根据电池的充电状态或无线功率传输系统的输出状态来控制第一和第二开关电路，以便改变或维持电池的充电功率。在第一整流电路的第一端子与第一开关电路的第一端子之间的第一连接节点，和在第二整流电路的第一端子与第二开关电路的第一端子之间的第二连接节点可以连接到次级线圈的两端，且在第一整流电路的第二端子与第二整流电路的第二端子之间的第一共同端子，和在第一开关电路的第二端子与第二开关电路的第二端子之间的第二共同端子可以连接到电池的两端。有源整流器可以进一步包括控制器，所述控制器控制第一和第二开关电路，且基于从电池接收到的电池充电状态信息来输出用于第一开关电路和第二开关电路中的一个或多个的控制信号。控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来控制第一开关电路和第二开关电路中的一个或多个的开关操作。当电池充电时，控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时第一和第二开关电路中的另一个被断开。当电池不充电时，控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时第一和第二开关电路中的另一个被接通。第一开关电路或第二开关电路可以包含半导体开关元件，其包含开关通道，在接通时电流流经所述开关通道，且在断开时电流流经体二极管。此外，根据本专利技术的实施例，一种用于无线功率传输系统的车辆组件包含：次级线圈，其装配在车辆中且与外部初级线圈电感耦合；电池，其装配在车辆中以用于驱动车辆；以及整流器，其包含第一整流电路、第二整流电路、第一开关电路以及第二开关电路，这些电路以桥接电路的形式布置在次级线圈与电池之间在整流器中，在第一整流电路的第一端子与第一开关电路的第一端子之间的第一连接节点，和在第二整流电路的第一端子与第二开关电路的第一端子之间的第二连接节点可以连接到次级线圈的两端，且在第一整流电路的第二端子与第二整流电路的第二端子之间的第一共同端子，和在第一开关电路的第二端子与第二开关电路的第二端子之间的第二共同端子可以连接到电池的两端。车辆组件可以进一步包括车辆组件控制器，其接收电池充电状态信息并基于所述电池充电状态信息来控制整流器。车辆组件控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来控制第一开关电路和第二开关电路中的一个或多个的开关操作。当电池充电时，车辆组件控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时第一和第二开关电路中的另一个被断开。当电池不充电时，车辆组件控制器可以根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时第一和第二开关电路中的另一个被接通。第一开关电路或第二开关电路可以包含半导体开关元件，其包含开关通道，在接通时电流流经所述开关通道，且在断开时电流流经体二极管。车辆组件可以进一步包括以下各项中的至少一个：位于次级线圈和整流器之间的谐振电路，在次级线圈和整流器之间的阻抗匹配电路，位于次级线圈和整流器之间的滤波器，以及位于整流器和电池之间的阻抗转换器。此外，根据本专利技术的实施例，一种包含次级线圈和整流器的车辆组件的操作方法（其控制整流器的输出以管理装配在车辆中的电池的充电）包含：从电池接收电池充电状态信息；根据电池充电状态信息确定电池充电电平是否大于参考电平；且当电池充电电平大于参考电平时，根据电池的充电状态来控制整流器的第一开关电路和第二开关电路。第一整流电路、第二整流电路、第一开关电路以及第二开关电路以桥接电路的形式布置在整流器中。所述控制可以包含，当电池充电时，根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时断开第一和第二开关电路中的另一个；以及当电池不充电时，根据在次级线圈中感生的电压或电流的相位来选择性地接通或断开第一和第二开关电路中的一个，同时断开第一和第二开关电路中的另一个。此外，根据本专利技术的实施例，一种包含次级线圈和整流器的车辆组件的操作方法（其控制整流器的输出以管理装配在车辆中的电池的充电）包含：从电池接收电池充电状态信息；根据电池充电状态信息确定电池充电电平是否大于参考电平；且当电池充电电平大于参考电平时，移动次级线圈以使次级线圈在预定范围内与初级线圈不对准，所述初级线圈与次级线圈电感耦合。所述方法可以进一步包括，在次级线圈的移动之后，检测流经次级线圈的电流；比较所述电流与参考电流；且通过进一步移动次级线圈来调整初级和次级线圈之间的不对准，使得电流落入在参考电流的误差范围内。所述方法可以进一步包括，在次级线圈的移动之后，根据电池的充电状态或无线功率传输系统的输出状态来控制整流器的第一开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线功率传输系统的有源整流器，所述有源整流器包括：第一整流电路；第二整流电路；第一开关电路；以及第二开关电路，其中所述第一整流电路、所述第二整流电路、所述第一开关电路以及所述第二开关电路以桥接电路的形式布置在车辆的次级线圈与所述车辆的电池之间，以及所述有源整流器根据所述电池的充电状态或所述无线功率传输系统的输出状态来控制所述第一开关电路和第二开关电路，以便改变或维持所述电池的充电功率。

【技术特征摘要】
2015.11.02 KR 10-2015-01531831.一种用于无线功率传输系统的有源整流器，所述有源整流器包括：第一整流电路；第二整流电路；第一开关电路；以及第二开关电路，其中所述第一整流电路、所述第二整流电路、所述第一开关电路以及所述第二开关电路以桥接电路的形式布置在车辆的次级线圈与所述车辆的电池之间，以及所述有源整流器根据所述电池的充电状态或所述无线功率传输系统的输出状态来控制所述第一开关电路和第二开关电路，以便改变或维持所述电池的充电功率。2.根据权利要求1所述的有源整流器，其中：在所述第一整流电路的第一端子与所述第一开关电路的第一端子之间的第一连接节点，和在所述第二整流电路的第一端子与所述第二开关电路的第一端子之间的第二连接节点连接到所述次级线圈的两端，以及在所述第一整流电路的第二端子与所述第二整流电路的第二端子之间的第一共同端子，和在所述第一开关电路的第二端子与所述第二开关电路的第二端子之间的第二共同端子连接到所述电池的两端。3.根据权利要求2所述的有源整流器，其进一步包括控制器，所述控制器控制所述第一开关电路和第二开关电路，且基于从所述电池接收到的电池充电状态信息来输出用于所述第一开关电路和所述第二开关电路中的一个或多个的控制信号。4.根据权利要求3所述的有源整流器，其中所述控制器根据在所述次级线圈中感生的电压或电流的相位来控制所述第一开关电路和所述第二开关电路中的一个或多个的开关操作。5.根据权利要求4所述的有源整流器，其中，当所述电池充电时，所述控制器根据在所述次级线圈中感生的所述电压或电流的相位来选择性地接通或断开所述第一开关电路和第二开关电路中的一个，同时所述第一开关电路和第二开关电路中的另一个被断开。6.根据权利要求4所述的有源整流器，其中，当所述电池不充电时，所述控制器根据在所述次级线圈中感生的所述电压或电流的相位来选择性地接通或断开所述第一开关电路和第二开关电路中的一个，同时所述第一开关电路和第二开关电路中的另一个被接通。7.根据权利要求1所述的有源整流器，其中所述第一开关电路或所述第二开关电路包含半导体开关元件，其包含开关通道，在接通时电流流经所述开关通道，且在断开时电流流经体二极管。8.一种用于无线功率传输系统的车辆组件，所述车辆组件包括：次级线圈，其装配在车辆中且与外部初级线圈电感耦合；电池，其装配在所述车辆中以用于驱动所述车辆；以及整流器，其包含第一整流电路、第二整流电路、第一开关电路以及第二开关电路，这些电路以桥接电路的形式布置在所述次级线圈与所述电池之间。9.根据权利要求8所述的车辆组件，其中，在所述整流器中：在所述第一整流电路的第一端子与所述第一开关电路的第一端子之间的第一连接节点，和在所述第二整流电路的第一端子与所述第二开关电路的第一端子之间的第二连接节点连接到所述次级线圈的两端，以及在所述第一整流电路的第二端子与所述第二整流电路的第二端子之间的第一共同端子，和在所述第一开关电路的第二端子与所述第二开关电路的第二端子之间的第二共同端子连接到所述电池的两端。10.根据权利要求9所述的车辆组件，其进一步包括车辆组件控制器，其接收电池充电状态信息并基于所述电池充电状态信息来控制所述整流器。11.根据权利要求10所述的车辆组件，其中所述车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宇宁，成玄旭，崔奎英，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR