[发明专利]通过高频交变磁场给电动汽车在行驶中提供电力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种利用地面及车载磁导材料构成的磁路、高频交变磁场给电动汽车在行驶中提供电力的装置。

背景技术

目前，新能源在世界各地都得到了广泛的重视，新能源应用的一个重要场合就是电动汽车，电动汽车使用电能而非汽油，本身不排放污染大气的有害气体，电能则可来源于光能、风能、潮汐、地热等多种清洁能源，并且电能相对燃料油来说价格更为低廉，所以电动汽车具有广阔的发展前景。但是蓄电池技术制约了电动汽车的发展，现有蓄电池有成本高（如果采取换电模式成本更加高昂）、续航能力差、快速充电显著影响电池寿命等问题。这些问题仍在研究之中，尚未得到很好的解决。而且在短期内也难以取得突破性的进展。为此，多个大学和科研机构试图实现让电动汽车在行驶中获得电力。其中Auckland大学起步最早，他们在上世纪90年代就已经开始这方面的研究，如图1所示，他们的主要方法是在地面下铺设两根电缆，电缆上通过高频(10kHz以上)大电流，这样在电缆周围就会产生交变磁场。需要取用动力的车辆则通过E型的pick-up（耦合线圈）将两根电缆嵌入，从而在pick-up的线圈上感生出电力。这种方法的主要缺点是，由于初级线圈只有一匝，所以电流需要很大，此外，对车辆行驶要求比较高，车辆一旦偏离电缆，得到的功率就会迅速下降。若使用在地面上同时铺设多相导线的方法来扩大车辆的横向活动范围，还会带来相间互相干扰等新问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过高频交变磁场给电动汽车在行驶中提供电力的装置，能够解决仅使用车载蓄电池的诸多问题。

本发明采用下述技术方案：一种通过高频交变磁场给电动汽车在行驶中提供电力的装置，其特征在于：包括由磁导材料组成的铺设在地面上的导轨，用于使汽车行驶在导轨上；

地面电路及变压器初级线圈，地面电路埋于地下，其输入端与电网连接，输出端与变压器初级线圈连接，用于将电网的市电变换为高频交流电；变压器初级线圈设置在导轨上，变压器初级线圈和导轨将高频交流电变换为导轨上的与电动汽车前进方向垂直的高频交变磁场；

设置在电动汽车上的磁导材料，用于和地面导轨构成磁路，以接收导轨上的高频交变磁场的能量；

变压器次级线圈和车载电路，变压器次级线圈设置在电动汽车上的磁导材料上；变压器次级线圈与车载电路的输入端连接，车载电路的输出端与电动汽车的电源供电端连接，用于将接收的高频交变磁场的能量变换为电能传输给电动汽车进行供电。

所述的电动汽车上的磁导材料包括水平部分和竖直部分，水平部分固定安装在汽车前轴或后轴下面，竖直部分固定安装在车轮内侧。

所述的电动汽车上的磁导材料包括水平部分和竖直部分，水平部分安装在汽车前轴或后轴外，竖直部分安装在车轮外侧或内侧或车轮内外两侧。

所述的磁导材料的竖直部分采用分片的铰链式安装结构。

所述的磁导材料的竖直部分采用硬质磁导材料，硬质磁导材料靠近地面的端部采用导磁橡胶。

所述的导轨分段铺设在地面上，所述地面电路的输出端分别通过电子开关与各段导轨上的变压器初级线圈连接。

所述导轨的铺设宽度使汽车左右偏离时电动汽车上的磁导材料跨在导轨的两个磁极上。

所述的地面电路包括第一整流桥、电容、IGBT构成的H桥，整流桥的输入端与电网连接，输出端连接电容，电容的两端与H桥的输入端连接，H桥的输出端与变压器初级线圈连接；所述的车载电路包括第二整流桥、滤波电容，第二整流桥的输入端与变压器次级线圈连接，第二整流桥的输出端连接滤波电容，滤波电容的两端为车载电路的输出端。

所述的地面电路与变压器初级线圈之间还连接有电容补偿电路，用于补偿磁路的漏感；所述的车载电路与变压器次级线圈之间还连接有电容补偿电路，用于补偿磁路的漏感。

所述的车载电路的输出端还与蓄电池的电源输入端连接，所述车载电路的输出端和蓄电池的输出端通过切换电路与电动汽车的电源供电端连接。