一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络及其调谐方法技术

技术编号:9976836 阅读:260 留言:0更新日期:2014-04-28 17:21
本发明专利技术公开了一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络及其调谐方法,属于无线电能传输技术领域。一个发射电路,包括一个发射线圈103,一个一端同发射线圈103相连,另一端同补偿电感相连的第一电容C1,另一个并联于发射线圈103两端的电容Cf1,并且第一电容C1和补偿电感串联接在一个电压源和发射线圈之间;一个接收电路,包括一个接收线圈104,一个一端同接收线圈104相连,另一端同补偿电感相连的第二电容C2,另一个并联于接收线圈104两端的电容Cf2,并且第二电容C2和补偿电感串联接在电池和发射线圈之间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络及其调谐方法,属于无线电能传输
。一个发射电路,包括一个发射线圈103,一个一端同发射线圈103相连,另一端同补偿电感相连的第一电容C1,另一个并联于发射线圈103两端的电容Cf1,并且第一电容C1和补偿电感串联接在一个电压源和发射线圈之间;一个接收电路,包括一个接收线圈104,一个一端同接收线圈104相连,另一端同补偿电感相连的第二电容C2,另一个并联于接收线圈104两端的电容Cf2,并且第二电容C2和补偿电感串联接在电池和发射线圈之间。【专利说明】—种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络及其调谐方法
本专利技术涉及无线电能传输系统,特别涉及一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络及其调谐方法。
技术介绍
共振式无线电能传输概念,由特斯拉于100多年前提出。随着近年来电力电子技术的不断发展,无线充电装置其成本不断降低,充电效率已和接触式充电相当。由于无线充电其便捷性和安全性,相关市场正在迅猛发展。低功率的无线充电设备,已经开始在移动便携设备,植入式医疗器械等领域推广,该领域电能传输功率根据具体应用从几毫瓦到几十瓦不等。在大功率无线充电,电能传输功率可达千瓦级别,由于其技术难度更高,发展较晚,目前美国仅有少数几家公司推出相关样机。大功率无线充电,目前一个主要应用为给电动汽车的车载电池充电。由于电动汽车动力电池的技术瓶颈,电动汽车存在续航里程短,成本高昂等短期内无法解决的问题,这将严重限制未来电动汽车的销量。表面上来看,电动汽车销量不佳,给电动汽车配套的无线充电装置必然没有销路。然而,当我们换一个思路来考虑问题,如果无线充电不是给电动汽车进行配套,而是作为基础设施建设,来带动电动汽车的市场呢?利用无线充电技术,我们可在道路下面铺设发射线圈,实现电动汽车边跑边充电,这将彻底解决电动汽车的电池瓶颈问题。无线电能传输,目前主流的方法是将能量通过一对存在耦合的线圈进行传递。由于线圈之间存在较大间隙,发射线圈和接收线圈之间为松散耦合,其耦合系数小,漏感很大。为了提高传输效率,并降低电力电子变换器的容量,通常使用增加电容来抵消线圈漏感的方式,并让增加电容后的接收线圈和发射线圈系统工作在共振状态下。然而,已有的电容补偿方式,在应用于大功率无线电能传输时,存在以下几个瓶颈中:第一是传输功率的不大,第二是传输效率较低,第三是谐振频率点随工作状态不停变化造成系统控制复杂。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题,特别创新地提出了一种基于双边LCC补偿网络的无线电能传输系统及其方法。为了实现本专利技术的上述目的,本专利技术提供了一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,其特征在于,包括:—个发射电路,包括一个发射线圈(103), 一个一端同发射线圈(103)相连,另一端同补偿电感相连的第一电容C1,另一个并联于发射线圈(103)两端的电容Cfl,并且第一电容C1和补偿电感串联接在一个电压源和发射线圈之间;一个接收电路,包括一个接收线圈(104),一个一端同接收线圈(104)相连,另一端同补偿电感相连的第二电容C2,另一个并联于接收线圈(104)两端的电容Cf2,并且第二电容C2和补偿电感串联接在电池和发射线圈之间。所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,优选的,还包括:直流到交流变换器(102)和整流滤波装置(105);输入的交流电源连接所述电压源,所述电压源连接直流到交流变换器(102 ),所述直流到交流变换器(102)连接发射线圈(103),发射线圈(103)向接收线圈(104)无线传输倉;接收线圈(104)连接所述整流滤波装置(105),所述整流滤波装置(105)连接负载,其中所述发射线圈(103)和接收线圈(104)各自分别连接LCC补偿网络电路。所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,优选的,所述LCC补偿网络电路包括:发射端LCC补偿网络电路和接收端LCC补偿网络电路,所述发射端LCC补偿网络电路一端连接直流到交流变换器(102),所述发射端LCC补偿网络电路另一端连接发射线圈(103);所述接收端LCC补偿网络电路一端连接接收线圈(104),所述接收端LCC补偿网络电路另一端连接整流滤波装置(105 )。所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,优选的,所述整流滤波装置(105)包括:第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、滤波电容和滤波电感;所述第一二极管正极连接第三二极管正极,所述第一二极管负极分别连接第二二极管正极和第二电感一端,所述第二二极管负极连接第四二极管负极,所述第四二极管负极还分别连接滤波电容 一端和负载,所述滤波电容另一端分别连接第三二极管正极和滤波电感一端,所述滤波电感另一端连接负载。所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,优选的,所述发射线圈(103)和接收线圈(104)分割为m段进行串联,所述m为正整数。本专利技术还公开一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络调谐方法,其关键在于,包括如下步骤:步骤1,接收线圈(104)靠近发射线圈(103),由发射线圈向接收线圈无线传输能量;步骤2,直流到交流变换器(102)输出频率为Otl的高频交流电流,设定发射端LCC补偿网络电路的第一补偿电感参数供给发射线圈(103),设定接收端LCC补偿网络电路的第二补偿电感;步骤3,功率调节通过可调压直流电源(101)实现,提高所述可调压直流电源(101)输出电压,传输功率增加;降低所述可调压直流电源(101)输出电压,传输功率减小。所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络调谐方法,优选的,所述步骤2包括:步骤2-1,设定GJci的输出工作频率【权利要求】1.一种用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,其特征在于,包括: 一个发射电路,包括一个发射线圈(103),一个一端同发射线圈(103)相连,另一端同补偿电感相连的第一电容C1,另一个并联于发射线圈(103)两端的电容Cfl,并且第一电容C1和补偿电感串联接在一个电压源和发射线圈之间; 一个接收电路,包括一个接收线圈(104),一个一端同接收线圈(104)相连,另一端同补偿电感相连的第二电容C2,另一个并联于接收线圈(104)两端的电容Cf2,并且第二电容(:2和补偿电感串联接在电池和发射线圈之间。2.根据权利要求1所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,其特征在于,还包括: 直流到交流变换器(102)和整流滤波装置(105); 输入的交流电源连接所述电压源,所述电压源连接直流到交流变换器(102 ),所述直流到交流变换器(102)连接发射线圈(103),发射线圈(103)向接收线圈(104)无线传输能量; 接收线圈(104)连接所述整流滤波装置(105),所述整流滤波装置(105)连接负载,其中所述发射线圈(103)和接收线圈(104)各自分别连接LCC补偿网络电路。3.根据权利要求2所述的用于无线电能传输的双边LCC补偿网络,其特征在于,所述LCC补偿网络电路包括:发射端LCC补偿网络电路和接收端LCC补偿网络电路,所述发射端LCC补偿网络电路一端连接直流到交流变换器(102 ),所述发射端LCC补偿网络电路另一端连接本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:米春亭李思奇李维汉邓钧君
申请(专利权)人:重庆米亚车辆技术有限公司
类型:发明
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