一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统及其实现方法，该系统中一个逆变器并联有N个发射线圈支路，其中N≥3，且所有发射线圈呈单排放置且同时与逆变器输出接通；该方法利用三线圈结构，以及让相邻的两组发射线圈通入反向电流的方式，经过对补偿电容的设计，减小多个发射线圈同时通电时整体的损耗。采用本发明专利技术可以实现动态无线充电中同一个逆变器带的多个发射线圈之间的自动切换，不再需要进行切换线圈的控制，且整个系统仍可保持较高的效率，本发明专利技术对降低动态无线电能传输系统控制难度、提高系统稳定性具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统及其实现方法
本专利技术涉及无线电能传输技术，尤其涉及一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统及其实现方法。
技术介绍
无线电能传输技术应用广泛，其中电动汽车是一个重要的应用领域。动态无线电能传输是要在道路下铺设发射线圈并且在电动汽车上安装接收线圈可以让电动汽车在行驶过程中从道路上直接获取电力。这解决了传统电动汽车的电池问题以及里程焦虑。目前对动态无线充电的研究中在线圈切换问题上采取的方式往往是对相邻铺设的发射线圈进行解耦，然后利用一套控制系统控制各个发射线圈之间的切换以实现向移动中的接收线圈传输能量的目的。线圈之间切换的控制往往会使得整个系统变得复杂且可能降低其可靠性。而现有的另一些方法可实现自动切换，但往往使用了更多数量的电感，提高了成本，此外还存在拓扑结构复杂、整体效率较低等问题。因此，本专利技术提供一种相应方法，可以同时实现单个逆变器带多个线圈之间的自动切换且系统可保持较高效率，以此简化控制并且提高系统稳定性。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统，其特征在于，所述系统采用三线圈结构，包括发射器和接收器；/n所述发射器包括直流电源、逆变器、N个发射线圈支路、N个中继线圈闭合回路，其中N≥3；逆变器输入端连接直流电源，输出端并联N个发射线圈支路；所述发射线圈支路由发射线圈与发射线圈补偿电容串联构成；所述中继线圈闭合回路由中继线圈与中继线圈补偿电容串联构成；所有的发射线圈单排放置，且依次紧密排列，在相邻两组发射线圈通入电流的方向相反，所述发射线圈与其对应的中继线圈处于同一平面上且同轴套置；此外，所有中继线圈补偿电容的容值相等，对于发射线圈而言，位于首尾的两个发射线圈的补偿电容容值相等，其余所...

【技术特征摘要】
1.一种可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统，其特征在于，所述系统采用三线圈结构，包括发射器和接收器；
所述发射器包括直流电源、逆变器、N个发射线圈支路、N个中继线圈闭合回路，其中N≥3；逆变器输入端连接直流电源，输出端并联N个发射线圈支路；所述发射线圈支路由发射线圈与发射线圈补偿电容串联构成；所述中继线圈闭合回路由中继线圈与中继线圈补偿电容串联构成；所有的发射线圈单排放置，且依次紧密排列，在相邻两组发射线圈通入电流的方向相反，所述发射线圈与其对应的中继线圈处于同一平面上且同轴套置；此外，所有中继线圈补偿电容的容值相等，对于发射线圈而言，位于首尾的两个发射线圈的补偿电容容值相等，其余所有发射线圈的补偿电容容值相等；
所述接收器包括接收线圈、接收线圈补偿电容、整流器、滤波电容以及电池负载；接收线圈串联补偿电容后接入整流器的输入端，而整流器的输出端经过滤波电容连接电池负载；
所述系统满足当接收器移动至接收线圈与某一发射线圈正对时，该发射线圈自动进行正常工作，其余发射线圈基本不工作，即实现同一逆变器并联的多组发射线圈之间的自动切换。


2.根据权利要求1所述的可自动切换的“一带多”动态无线电能传输系统，其特征在于，所述系统中补偿电容的配置方法如下：
所述的N个发射线圈编号分别为1、3、…、2N-1，其电感值分别为L1、L3、…、L2N-1，对应的补偿电容分别为C1、C3、…、C2N-1；N个中继线圈编号分别为2、4、…、2N，其电感值分别为L2、L4、…、L2N，对应的补偿电容分别为C2、C4、…、C2N；接收线圈S的电感为LS，接收线圈补偿电容为CS；
所述接收线圈补偿电容CS由下式确定：



其中ω为系统谐振角频率；

【专利技术属性】
技术研发人员：钟文兴，纪征鸿，林平，徐德鸿，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33