【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种充电技术，尤其涉及电动车非接触式电力变换装置、电动车、控制方法、系统和电力变换方法，属于非接触式充电。
技术介绍
1、电动车可以减少污染，利于环境，汽车的电气化转型已经得到普及。电动车包含电驱动系统和非接触式电能变换系统。如图1所示。电驱动系统包括控制器1、电力变换装置1和电动机；非接触式电能变换系统包括控制器2、电力变换装置2和耦合器。电驱动系统还包括插枪充电系统，非接触式充电方式无需插枪充电即可对电池补能，是一种安全和便捷的补能方式。
2、电力变换装置包括开关电路和滤波电容。开关电路是将直流电转换为高频交流电；或将高频交流电转换为直流电。开关电路可以是由开关管构成的单相的h桥、或三相h桥、或多电平等电路；开关电路连接到电动机时，可以被设置为驱动模式或回收模式。驱动模式下，开关电路工作为逆变器，将直流电转换为高频交流电以驱动电机。回收模式下，开关电路工作为整流器，电动机执行发电机功能，产生的高频交流电被开关电路转换为直流电以为电池充电。
3、开关电路连接到耦合器时，可以被设置为发射模式或接收模式。发射模式就是逆变器模式，将直流电转换为高频交流电给耦合器，以产生高频交变磁场。接收模式就是整流器模式，将耦合器通过电磁感应产生的交流电转换为直流电以为电池充电。
4、耦合器可以是基于电磁感应原理传输能量的线圈，也可以是基于电场原理传输能量的电容极板。耦合器还包括高磁导率的磁体，用以提高线圈的电感量。
5、谐振网络与耦合器构成谐振耦合器，以减小电力变换电路中的无功功率。谐
6、电池是储能单元，可以是任何形式的电池，也可以是超级电容。
7、控制器用来控制电力变换装置执行具体的电力转换。
8、控制器还可以检测电池的各种状态，包括电量、电压、电流、故障等信息；控制器还可以检测电力变换装置的各种状态；控制器还可以检测耦合器的各种参数，包括自感、互感、漏感、电流、感应到的电压等；
9、控制器可以根据耦合器感应到的电压信息判断其他耦合器是否与自己的耦合器是否处于可以相互传输能量的位置。
10、控制器还可以连接到车辆的控制中心，接受车辆控制中心的指令并执行相应的动作。
11、控制器还与通信模块连接，并通过通信模块向车辆外部发送或接收信息。
12、现有技术中电动车系统还包括通信模块具有无线通信功能，与其他车辆通过无线形式取得通信来传输信息。
13、但是如上可知，现有的电驱动系统和非接触式补能系统是两套独立的装置，分别占用汽车的空间，而且需要独立电力变换装置和散热组件，成本高昂。
技术实现思路
1、本专利技术针对目前电驱动系统和非接触式补能系统是两套独立的装置，分别占用汽车的空间，而且需要独立电力变换装置，成本高昂的问题，提供一种电动车辆非接触式能量变换装置、系统、方法，
2、为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、第一方面，本专利技术提供电动车非接触式电力变换装置，包括第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块包括三相h桥变换器，三相h桥变换器的两端连接电池，所述电池的两端并联电容；三相h桥变换器的输出端子连接电动机；所述第二开关与电池和耦合器连接，用于控制耦合器接入或断开。
4、进一步地，所述第二开关模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管组成的变换器；第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接耦合器的两端。
5、再进一步地，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管采用二极管或开关管。
6、进一步地，第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接变压器的一侧的两端，所述变压器的另一侧的两端连接耦合器的两端。
7、进一步地，所述第二开关模块包括开关；三相h桥变换器其中一相的输出端子连接耦合器的一端，三相h桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接耦合器的另一端。
8、进一步地，所述第二开关模块包括开关；三相h桥变换器其中一相的输出端子连接变压器原边的一端，三相h桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接变压器原边的另一端；所述变压器的副边连接耦合器。
9、再进一步地，所述变压器的副边的匝数大于原边的匝数。
10、进一步地，第二开关模块的两端连接电池；所述第二开关模块包括两个串联的开关管；两个开关连接线上的节点、三相h桥变换器其中一相的输出端子分别连接耦合器的两端。
11、进一步地，第二开关模块的两端连接电池；所述第二开关模块包括两个串联的开关管；两个开关连接线上的节点、三相h桥变换器其中一相的输出端子分别连接变压器原边的另一端；所述变压器的副边连接耦合器。
12、进一步地，所述装置还包括散热模块，所述散热模块用于同时为所述装置内部各元件散热。
13、第二方面，本专利技术提供了电动车，包括：电池、如第一方面任一可能的实施方式提供的所述的电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
14、所述车辆控制器用于控制产生pwm信号通过驱动电路以控制电动车非接触式电力变换装置中晶体管的通断；
15、第三方面，本专利技术提供了电动车的车辆控制方法，所述电动车包括电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
16、所述电动车非接触式电力变换装置，包括：所述第一开关模块和第二开关模块，包括第一开关模块包括三相h桥变换器，三相h桥变换器的两端连接电池，所述电池的两端并联电容；三相h桥变换器的输出端子连接电动机；所述第二开关与电池和耦合器连接，用于控制耦合器接入或断开；
17、所述第二开关模块包括开关；三相h桥变换器其中一相的输出端子连接耦合器的一端，三相h桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接耦合器的另一端；
18、所述车辆控制方法用于控制车辆控制器产生pwm信号通过驱动电路以控制电动车非接触式电力变换装置中晶体管的通断，包括：电动机工作时，开关断开，第一开关模块由车辆控制器输出的pwm驱动；耦合器工作时，开关导通，第一开关模块由车辆控制器输出的pwm驱动，且三相的上桥臂同步驱动，三相的下桥臂同步驱动。
19、第四方面，本专利技术还提供了电动车的车辆控制方法，所述电动车包括电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
20、所述电动车非接触式电力变换装置，包括：所述第一开关模块和第二开关模块，包括第一开关模块包括三相h桥变换器，三相h桥变换器的两端连接电池，所述电池的两端并联电容；三相h桥变换器的输出端子连接电动机；所述第二开关与电池和耦合器连接，用于控制耦合器接入或断开；
21、所述第二开关模块包括两个串联的第一开关管q1和第二开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述装置包括第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块包括三相H桥变换器，三相H桥变换器的两端连接电池，所述电池的两端并联电容；三相H桥变换器的输出端子连接电动机；所述第二开关与电池和耦合器连接，用于控制耦合器接入或断开。
2.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管组成的变换器；第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接耦合器的两端。
3.根据权利要求2所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管采用二极管或开关管。
4.根据权利要求2所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接变压器的一侧的两端，所述变压器的另一侧的两端连接耦合器的两端。
5.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括开关
6.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括开关；三相H桥变换器其中一相的输出端子连接变压器原边的一端，三相H桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接变压器原边的另一端；所述变压器的副边连接耦合器。
7.根据权利要求6所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述变压器的副边的匝数大于原边的匝数。
8.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，第二开关模块的两端连接电池；所述第二开关模块包括两个串联的开关管；两个开关连接线上的节点、三相H桥变换器其中一相的输出端子分别连接耦合器的两端。
9.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，，第二开关模块的两端连接电池；所述第二开关模块包括两个串联的开关管；两个开关连接线上的节点、三相H桥变换器其中一相的输出端子分别连接变压器原边的另一端；所述变压器的副边连接耦合器。
10.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述装置还包括散热模块，所述散热模块用于同时为所述装置内部各元件散热。
11.电动车，其特征在于，包括：电池、如权利要求1~10任一所述的电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
12.电动车的车辆控制方法，其特征在于，所述电动车包括电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
13.电动车的车辆控制方法，其特征在于，所述电动车包括电动车非接触式电力变换装置、电动机、耦合器和车辆控制器；
14.电动车非接触式电力变换系统，其特征在于，包括：如权11所述的电动车以及地面装置，所述地面装置包括地面耦合器、地面电力变换装置、能量源和地面控制器；
15.应用于权利要求14所述的电动车非接触式电力变换系统的电力变换方法，其特征在于，包括：车辆控制器与地面控制器进行无线通信交互能量交换命令；
...【技术特征摘要】
1.电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述装置包括第一开关模块和第二开关模块，第一开关模块包括三相h桥变换器，三相h桥变换器的两端连接电池，所述电池的两端并联电容；三相h桥变换器的输出端子连接电动机；所述第二开关与电池和耦合器连接，用于控制耦合器接入或断开。
2.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管组成的变换器；第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接耦合器的两端。
3.根据权利要求2所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管采用二极管或开关管。
4.根据权利要求2所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，第一晶体管和第三晶体管连接线上的节点、以及第二晶体管和第四晶体管连接线上的节点分别连接变压器的一侧的两端，所述变压器的另一侧的两端连接耦合器的两端。
5.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括开关；三相h桥变换器其中一相的输出端子连接耦合器的一端，三相h桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接耦合器的另一端。
6.根据权利要求1所述的电动车非接触式电力变换装置，其特征在于，所述第二开关模块包括开关；三相h桥变换器其中一相的输出端子连接变压器原边的一端，三相h桥变换器的一端与电池一端的连接上节点通过开关连接变压器原边的另一端；所述变压器的副边连接耦合器。
7.根据权利要求6所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建廷，
申请(专利权)人：爻新科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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