动态无线充电能量发射端一带多控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及动态无线能量传输技术领域，具体涉及一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统。设置N个能量发射端和一个能量接收端，并采用M个控制器，N个能量发射端根据控制器的数量可被分为M组，通过控制器M

【技术实现步骤摘要】
动态无线充电能量发射端一带多控制系统


[0001]本技术涉及动态无线能量传输
，具体涉及一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统。

技术介绍

[0002]全球能源消耗的调查结果显示，人们的交通出行是能源消耗的重要组成部分，也是废气污染的一大排放源。因此，新型绿色交通工具应运而生。其中，新能源电动汽车因其零排放、无污染、成本低及节能等特点受到了高度重视。基于电磁感应原理的动态无线能量传输技术是一种可以有效提高电动汽车续航能力、提高充电效率的新型电池充电技术。
[0003]基于电磁感应的无线充电技术实现了用电负载设备以一种非接触方式接入电网解决了传统充电技术面临的接口限制避免了导体连接部由于摩擦，腐蚀，和接触不良等原因造成的安全问题，特别适合应用于水下、易燃易爆等场合，而动态无线充电之于普通的静态的无线充电的优势又在于，可以使电动汽车边走边充，达到方便快捷省时等一系列显著地优点。
[0004]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，然后主要采用的是一个位置检测器、一个控制箱去控制一个发射端线圈来实现向接收端线圈传输能量的目的，这种线圈切换的控制方式不仅会使得整个系统采用大量控制器、谐振电感、补偿电容和继电器，使系统变的复杂、增加成本且降低其可靠性。

技术实现思路

[0005]本技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统，可以减少能量接收端的数量，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，系统结构简单，成本低廉，可靠性高。
[0006]本技术一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统，包括N个能量发射端和设置于车辆上的一个能量接收端，所述能量发射端包括沿道路延续方向均匀铺设于路面下的原边发射线圈，还包括M个控制器和N个位置检测模块，每个原边发射线圈前均布置有一个位置检测模块，所述能量发射端还包括依次串联于直流母线与原边发射线圈之间的软启动电路、逆变电路、原边谐振电路和主功率线路继电器，控制器M
i
的信号输入端分别与第i、i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个位置检测模块的信号输出端连接，控制器M
i
的控制信号输出端分别与第i、i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个软启动电路及第i、 i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个主功率线路继电器连接，i＝1、2、
…
、M；
[0007]其中，n为N个能量发射端根据控制器的数量被分为M组后，每组包含的能量发射端的数量。
[0008]较为优选的，所述M的数量通过公式M
·
w+(M
‑
1)
·
x≤L≤M
·
w+M
·
x确定；
[0009]其中，w为原边发射线圈的宽度，x为两个原边发射线圈之间的距离，L 为电动汽车的车长，M取整数。
[0010]较为优选的，当N不能被M整除时，剩余的能量接收端和位置检测模块顺延连接各个控制器，包括：
[0011]从第一个控制器开始，剩余的第一个位置检测模块的信号输出端与第一个控制器的信号输入端连接，剩余的第一个能量接收端的软启动电路及主功率线路继电器的控制信号输入端与第一个控制器的控制信号输出端连接；
[0012]依次顺延，保证剩余的所有能量接收端和位置检测模块均分别连接至各个控制器。
[0013]较为优选的，还包括设置于软启动电路与逆变电路之间的输入滤波电容。
[0014]较为优选的，所述软启动电路包括串联的线路继电器、软启动继电器和与所述软启动继电器并联的软启动电阻，所述线路继电器、软启动继电器的控制信号输入端均与控制器的控制信号输出端连接。
[0015]较为优选的，N个所述原边发射线圈的编号分别为1、2、
…
、i、
…
、N，其电感值分别为L1、L2、
…
、L
i
、
…
、L
N
，电感对应的补偿电容值分别为C1、 C2、
…
、C
i
、
…
、C N
；
[0016]所述原边谐振电路采用LCC谐振网络系统结构，所述原边谐振电路中谐振电感的电感值分别为L
f1
、L
f2
、
…
、L
fi
、
…
、L
fN
，谐振电感对应的补偿电容值分别为C
f1
、C
f2
、
…
、C
fi
、
…
、C
fN
；
[0017]所述原边发射线圈的电感值、电感对应的补偿电容值、原边谐振电路的谐振电感值、谐振电感对应的补偿电容值通过以下公式计算得到；
[0018][0019]其中，ω0为系统的谐振频率。
[0020]较为优选的，所述能量接收端包括副边接收线圈和依次串联设置于副边接收线圈与负载之间的副边谐振电路、副边整流电路和DC/DC变换电路。
[0021]较为优选的，所述副边接收线圈的电感值为L
T
，电感对应的补偿电容值为 C
T
，所述副边谐振电路采用LCC谐振网络系统结构，所述副边谐振电路的谐振电感的电感值为L
fT
，其谐振电感的补偿电容值为C
fT
；
[0022]所述副边接收线圈的电感值、电感对应的补偿电容值、副边谐振电路的谐振电感值、谐振电感对应的补偿电容值通过以下公式计算得到；
[0023][0024]其中，ω0为系统的谐振频率。
[0025]较为优选的，M个控制器及N个能量发射端的软启动电路、逆变电路、原边谐振电路均设置于一个控制箱柜内。
等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。
[0040]实施例一
[0041]如图1
‑
4所示公开了本技术提供的一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统较佳实施例的连接示意图，为了便于说明，仅示出了与本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态无线充电能量发射端一带多控制系统，包括N个能量发射端和设置于车辆上的一个能量接收端，所述能量发射端包括沿道路延续方向均匀铺设于路面下的原边发射线圈，其特征在于：还包括M个控制器和N个位置检测模块，每个原边发射线圈前均布置有一个位置检测模块，所述能量发射端还包括依次串联于直流母线与原边发射线圈之间的软启动电路、逆变电路、原边谐振电路和主功率线路继电器，控制器M
i
的信号输入端分别与第i、i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个位置检测模块的信号输出端连接，控制器M
i
的控制信号输出端分别与第i、i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个软启动电路及第i、i+M、
…
、(n
‑
1)M+i个主功率线路继电器连接，i＝1、2、
…
、M；其中，n为N个能量发射端根据控制器的数量被分为M组后，每组包含的能量发射端的数量。2.根据权利要求1所述的动态无线充电能量发射端一带多控制系统，其特征在于：所述M的数量通过公式M
·
w+(M
‑
1)
·
x≤L≤M
·
w+M
·
x确定；其中，w为原边发射线圈的宽度，x为两个原边发射线圈之间的距离，L为电动汽车的车长，M取整数。3.根据权利要求1所述的动态无线充电能量发射端一带多控制系统，其特征在于，当N不能被M整除时，剩余的能量接收端和位置检测模块顺延连接各个控制器，包括：从第一个控制器开始，剩余的第一个位置检测模块的信号输出端与第一个控制器的信号输入端连接，剩余的第一个能量接收端的软启动电路及主功率线路继电器的控制信号输入端与第一个控制器的控制信号输出端连接；依次顺延，保证剩余的所有能量接收端和位置检测模块均分别连接至各个控制器。4.根据权利要求1所述的动态无线充电能量发射端一带多控制系统，其特征在于，还包括设置于软启动电路与逆变电路之间的输入滤波电容。5.根据权利要求1所述的动态无线充电能量发射端一带多控制系统，其特征在于：所述软启动电路包括串联的线路继电器、软启动继电器和与所述软启动继电器并联的软启动电阻，所述线路继电器、软启动继电器的控制信号输入端均与控制器的控制信号输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立炎，王昱人，陈启宏，肖朋，周克亮，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：