电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，包括地面侧系统和汽车侧系统，所述地面侧系统包括整流器、高频逆变器、地面侧补偿网络和发射线圈，所述汽车侧系统包括接收线圈、汽车侧补偿网络、第一有源整流器、高压电池、变压器、第二有源整流器和低压电池；所述整流器连接电网，所述整流器经高频逆变器、地面侧补偿网络连接发射线圈，所述发射线圈与接收线圈通过磁场耦合以传递能量；所述接收线圈连接汽车侧补偿网络，所述汽车侧补偿网络同时连接第一有源整流器和变压器，所述第一有源整流器连接高压电池，所述变压器经第二有源整流器连接低压电池。该集成系统结构简单，占用车辆体积小，且提高了功率密度。且提高了功率密度。且提高了功率密度。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统


[0001]本专利技术涉及电动车无线充电
，尤其涉及一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统。

技术介绍

[0002]化石能源的使用，带来了诸多的环境问题，如温室效应和空气污染等。为了应对这些问题，开发和利用可再生能源是必须的。交通领域的碳排放量占据碳排放总量的很大比例。电动汽车近十年来发展迅速，在减少交通领域碳排放中起着至关重要的作用。
[0003]作为一种新兴技术，无线电能传输(Wireless, Power Transfer, WPT)受到了越来越多的关注，其具有安全、便利、不受天气影响等优势，可以应用于消费类电子产品、家用电器、无人机、电动汽车等领域。典型的电动汽车无线充电系统如图1所示，电网的工频交流电经过整流器变为直流，后高频逆变为交流，随后经过电容电感构成的补偿网络到达发射线圈，发射线圈经过磁场耦合将能量传递给接收线圈，再经过补偿网络，整流滤波等模块对电池进行充电。
[0004]辅助电源模块(Auxiliary Power Module, APM)是电动汽车中一种主要的电力电子装置。APM是电动汽车内部连接高压系统和低压系统的桥梁，是一种将高压直流母线电压降至低压母线辅助电源模块，如图2所示。
[0005]在电动汽车无线充电系统中，采用无线电能传输对高压电池进行充电，辅助电源模块对低压电池进行充电，两套系统会增加电动汽车的成本和重量。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，该集成系统结构简单，占用车辆体积小，且提高了功率密度。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，包括地面侧系统和汽车侧系统，所述地面侧系统包括整流器、高频逆变器、地面侧补偿网络和发射线圈，所述汽车侧系统包括接收线圈、汽车侧补偿网络、第一有源整流器、高压电池、变压器、第二有源整流器和低压电池；所述整流器连接电网，所述整流器经高频逆变器、地面侧补偿网络连接发射线圈，所述发射线圈与接收线圈通过磁场耦合以传递能量；所述接收线圈连接汽车侧补偿网络，所述汽车侧补偿网络同时连接第一有源整流器和变压器，所述第一有源整流器连接高压电池，所述变压器经第二有源整流器连接低压电池。
[0008]进一步地，电动汽车进行无线充电时，电能从电网输入同时给高压电池和低压电池充电，第一有源整流器和汽车侧补偿网络作为高压电池充电电路的部分组成结构；电动汽车未进行无线充电时，电能从高压电池依次通过第一有源整流器、汽车侧补偿网络、变压器、第二有源整流器传送到低压电池，以给低压电池充电，第一有源整流器和汽车侧补偿网络作为高压电池给低压电池充电电路的部分组成结构。
[0009]进一步地，所述汽车侧补偿网络中的补偿电感作为变压器的一次侧电感。
[0010]进一步地，所述地面侧系统的整流器采用三相整流器，高频逆变器采用有源H桥；所述汽车侧系统中，接收线圈连接有继电器，无线充电系统采用LCC
‑
LCC拓扑，第一有源整流器采用桥式全控整流器，辅助电源系统采用CLLC结构，第二有源整流器采用桥式半控整流器；电动汽车进行无线充电时，继电器闭合，发射线圈给高压电池充电，同时通过辅助电源系统给低压电池充电；电动汽车未进行无线充电时，继电器打开，高压电池通过辅助电源系统给低压电池充电。
[0011]本专利技术还提供了另一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，包括地面侧系统和汽车侧系统，所述地面侧系统包括整流器、高频逆变器、地面侧补偿网络和发射线圈，所述汽车侧系统包括接收线圈、汽车侧补偿网络、第一有源整流器、高压电池、耦合线圈、第二有源整流器和低压电池；所述整流器连接电网，所述整流器经高频逆变器、地面侧补偿网络连接发射线圈，所述发射线圈与接收线圈通过磁场耦合以传递能量；所述接收线圈经汽车侧补偿网络、第一有源整流器连接高压电池，所述耦合线圈与接收线圈之间直接耦合，所述耦合线圈经第二有源整流器连接低压电池。
[0012]进一步地，电动汽车进行无线充电时，电能从电网输入同时给高压电池和低压电池充电；电动汽车未进行无线充电时，电能从高压电池依次通过第一有源整流器、汽车侧补偿网络、接收线圈、耦合线圈、第二有源整流器传送到低压电池，以给低压电池充电。
[0013]进一步地，所述地面侧系统的整流器采用三相整流器，高频逆变器采用有源H桥；所述汽车侧系统中，第一有源整流器采用桥式全控整流器，第二有源整流器采用桥式半控整流器。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：提供了一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，该集成系统将电动汽车无线充电系统与辅助电源系统集成，共用部分结构，结构简单，节省了车辆侧空间，提高了功率密度。此外，该集成系统运行允许同时进行高压电池和低压电池充电，且在未进行无线充电时，还可通过高压电池给低压电池充电。
附图说明
[0015]图1是现有技术中电动汽车无线充电系统的实现原理框图。
[0016]图2是现有技术中辅助电源模块的实现原理框图。
[0017]图3是本专利技术实施例一的集成系统的实现原理图。
[0018]图4是本专利技术实施例一中集成系统处于工作模式一的示意图。
[0019]图5是本专利技术实施例一中集成系统处于工作模式二的示意图。
[0020]图6是本专利技术实施例一的集成系统的拓扑结构图。
[0021]图7是本专利技术实施例一中集成系统处于工作模式一的拓扑图。
[0022]图8是本专利技术实施例一中集成系统处于工作模式二的拓扑图。
[0023]图9本专利技术实施例二的集成系统的实现原理图。
[0024]图10专利技术实施例二中集成系统处于工作模式一的示意图。
[0025]图11专利技术实施例二中集成系统处于工作模式二的示意图。
[0026]图12是本专利技术实施例二的集成系统的一种拓扑结构图。
[0027]图13是本专利技术实施例二的集成系统的另一种拓扑结构图。
[0028]图14是本专利技术实施例三中有源整流结构示意图。
[0029]图15是本专利技术实施例四中二极管无源整流加DC/DC变换器结构示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0031]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0032]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0033]如图3所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，其特征在于，包括地面侧系统和汽车侧系统，所述地面侧系统包括整流器、高频逆变器、地面侧补偿网络和发射线圈，所述汽车侧系统包括接收线圈、汽车侧补偿网络、第一有源整流器、高压电池、变压器、第二有源整流器和低压电池；所述整流器连接电网，所述整流器经高频逆变器、地面侧补偿网络连接发射线圈，所述发射线圈与接收线圈通过磁场耦合以传递能量；所述接收线圈连接汽车侧补偿网络，所述汽车侧补偿网络同时连接第一有源整流器和变压器，所述第一有源整流器连接高压电池，所述变压器经第二有源整流器连接低压电池。2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，其特征在于，电动汽车进行无线充电时，电能从电网输入同时给高压电池和低压电池充电，第一有源整流器和汽车侧补偿网络作为高压电池充电电路的部分组成结构；电动汽车未进行无线充电时，电能从高压电池依次通过第一有源整流器、汽车侧补偿网络、变压器、第二有源整流器传送到低压电池，以给低压电池充电，第一有源整流器和汽车侧补偿网络作为高压电池给低压电池充电电路的部分组成结构。3.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，其特征在于，所述汽车侧补偿网络中的补偿电感作为变压器的一次侧电感。4.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电系统和辅助电源系统的集成系统，其特征在于，所述地面侧系统的整流器采用三相整流器，高频逆变器采用有源H桥；所述汽车侧系统中，接收线圈连接有继电器，无线充电系统采用LCC
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LCC拓扑，第一有源...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艺明，吴元超，潘文斌，王辉，沈志伟，毛行奎，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：