一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车动态无线充电技术领域，具体公开了一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统，该系统采用双发射双拾取的耦合机构来提高输出功率水平。在拾取线圈中集成单极性线圈作为补偿电感，将谐振网络与拾取线圈进行一体化集成，拾取端的结构更加紧凑；通过将拾取线圈分段补偿的方式，降低端口电压，满足车载设备的电压限制。本发明专利技术还给出了发射线圈的参数设计方法，考虑动态过程中磁场的暴露时间，在满足功率等级和成本较低的前提下，使发射线圈长度能够满足单拾取的电动汽车和双拾取的电动客车两种功率等级，提升了系统的互操作性。系统在85kHz下运行，功率传输距离为18cm，当传输功率为62kW时，DC/DC效率达到87％。87％。87％。

【技术实现步骤摘要】
一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统


[0001]本专利技术涉及电动汽车动态无线充电
，尤其涉及一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统。

技术介绍

[0002]无线电能传输(WPT)技术利用磁场、电场、激光、微波或其他载体将电力从电源传输到电气设备，而无需电气接触。磁耦合无线电能传输(MC
‑
WPT)技术是电动汽车(EV)无线充电中常用的传输方法，尤其是电动汽车动态无线电能传输技术(EV
‑
DWPT)。这项技术不仅可以增加电动汽车的续航里程，而且可以减少电池的容量。如果20％的道路拥有40kW的动态充电系统，电动汽车的行驶里程可至少延长80％。车载电池容量的减小，既降低了车辆成本，也降低了车辆重量。
[0003]EV
‑
DWPT系统根据发射线圈的长度，可分为长导轨和短导轨发射线圈结构。在长导轨发射线圈结构中，发射线圈比拾取端长得多。而在短导轨发射线圈结构中，发射线圈的尺寸接近电动汽车，与拾取线圈之间的耦合更为理想。短导轨发射线圈结构可以通过对发射线圈的独立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统，包括发射端和接收端，其特征在于：所述发射端包括多个功率单元，每个所述功率单元包括并排的两个发射线圈，该两个发射线圈各自连接对应的发射端补偿网络后连接同一个高频逆变器，所有的发射线圈沿道路方向等距离均匀排布；所述接收端包括两个拾取端，每个所述拾取端包括一个拾取线圈及后级连接的接收端补偿网络、整流电路；在电动汽车的行进过程中，始终保持为所述拾取线圈下方的所述发射线圈供电，其他发射线圈断电；所述发射线圈与所述拾取线圈的参数采用如下步骤进行设计：S1、根据电动汽车在车辆改装中的空间限制，确定所述拾取线圈的长度、宽度和匝数以及两个所述拾取线圈之间的距离；S2、根据步骤S1设计的所述拾取线圈确定所述发射线圈的宽度、匝数和绕组区域宽度；S3、根据经验和实际需求确定相邻两个所述发射线圈之间的距离不超过10cm；S4、根据实际需求确定系统输出功率P
out
和所述发射线圈的最大电流I
ti
；S5、根据计算所述发射线圈与所述拾取线圈之间的最小互感M
min，ω
表示系统的工作角频率，L
r
为所述拾取线圈的自感，Q为所述接收端的负载品质因数；S6、在所述最小互感M
min
的限制下，综合考虑所述发射线圈的长度对所述发射线圈的自感、所述发射线圈与所述拾取线圈之间的互感、成本、磁场暴露时间的影响，以及考虑重型车辆和轻型车辆的互操作性，根据实际需求确定所述发射线圈的长度。2.根据权利要求1所述的一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统，其特征在于，在所述步骤S6中：所述发射线圈的长度对所述发射线圈与所述接收线圈之间的自感的影响呈现负相关，则根据所述最小互感M
min
确定所述发射线圈的长度的上限。3.根据权利要求2所述的一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统，其特征在于，在所述步骤S6中：限定所述发射线圈的长度的上限，要求4倍所述发射线圈的长度不大于所述轻型车辆的最大长度，以及8倍所述发射线圈的长度不大于所述重型车辆的最大长度，这里所述重型车辆安装有两个所述拾取线圈，对应的两个所述拾取线圈沿重型车辆的长度方向排布，所述轻型车辆安装有一个所述拾取线圈。4.根据权利要求3所述的一种双发射双拾取的大功率电动汽车动态无线充电系统，其特征在于，在所述步骤S6中：通过根据所述发射线圈的不同长度估算出所述轻型车辆和所述重型车辆的磁场暴露时间t1、t2，l表示所述发射线圈的长度，v1、v2分别表示所述轻型车辆和所述重型车辆的行驶速度，ε表示所允许的最大磁场暴露时间；所述发射线圈的长度对磁场暴
露时间的影响呈现正相关，在满足输出功率的前提下，为了更短的磁场暴露时间，要求所述发射线圈的长度越短...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏玉刚，邓志鹏，胡宏晟，孙跃，王智慧，唐春森，戴欣，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：