[发明专利]一种电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置

说明书

技术领域

本发明属于新能源汽车工程领域，涉及一种非接触充电装置，具体涉及一种电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置。

背景技术

电动汽车采用传统导线式充电方式时，带电导体裸露在外，容易产生火花，发生接触不良、触电等事故，给用户带来安全隐患。在雨雪等恶劣天气环境条件时，不适合采用导线接触式充电，会影响到电动公交车辆、环卫车辆等公共车辆的室外充电和正常运行。另外，在特殊环境下全天候使用的电动车辆，如电动机场摆渡大巴，在雨雪天气中也面临着充电难题。

对于电动汽车，为了保证较大的续驶里程就必须使用大容量的蓄电池，随之而来的问题是电动汽车成本的升高和乘用空间的减小。与传统充电方式相比，非接触充电技术避免了插拔充电接头、充电位置限制等一系列不利于因素，为电动汽车多次充电提供了保障。多次、快速的充电，为小容量蓄电池的使用提供了条件，增加电动汽车的续驶里程。同时还可以降低电动汽车的成本、为电动汽车提供更多的乘用空间。所以说，电动汽车普及的关键是非接触充电。目前，国内小功率的非接触产品已经较多的应用在手机等领域。应用于电动汽车充电的大功率非接触充电技术尚处于研究阶段，国内电动汽车非接触充电大规模应用处于空白状态。

发明内容

针对电动汽车充电，本发明提出了一种电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置，本发明能够实现较大功率(5kW～20kW)的电动汽车非接触充电，且具有很高的电能传输效率(85％以上)。

本发明电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置，包括电能发射端与电能接收端。

其中，电能发射端包括PWM整流电路、高频逆变电路、电能发射线圈、机械传动装置、MCU控制器A以及无线通信单元A。电能发射线圈下表面安装在机械传动装置上，通过机械传动装置调节电能发射线圈的水平位置。所述电能接收端包括整流电路、降压电路、电能接收线圈、动力电池、无线通信单元B以及MCU控制器B，均安装在电动车辆上。

上述电能发射端中，PWM整流电路通过电缆接入电网中，从电网中获得三相交流电能或单相交流电能，三相交流电能或单相交流电能通过PWM整流电路进行整流和升压，将三相交流电能或单相交流电能转化为电压可调的高压直流电能。PWM整流电路与高频逆变电路相连，将高压直流电能传输至高频逆变电路，通过高频逆变电路将高压直流电能转换为高频交流电。电能发射线圈与高频逆变电路相连；高频逆变电路将高频交流电输入电能发射线圈，高频交流电流输入电能发射线圈，由电能发射线圈产生和高频交流电相同频率的高频交变磁场，向电能接收端中电能接收线圈发送能量。

电能接收端中，电能接收线圈在电能发射线圈产生的高频交变磁场中，产生高频交流电流并输出至整流电路。电能接收线圈与整流电路连接，通过整流电路将高频电流转换为直流电能。整流电路与降压电路相连，降压电路与动力电池相连。整流电路将直流电能输出至降压电路，降压电路将直流电能的电压、电流转换为动力电池充电需要的电压、电流，传输至动力电池。

所述电能发射端中MCU控制器A与电能发射线圈、无线通信单元A及可触控显示终端相连。电能接收端中的MCU控制器B与电能接收线圈、无线通信单元B相连；MCU控制器A与MCU控制器B分别获取安装在电能发射线圈和电能接收线圈圆心上的传感器所采集的电能发射线圈和电能接收线圈的位置信息；随后MCU控制器B将所采集到的电能接收线圈圆心位置信息通过导线连接的方式发送至无线通信单元B，进而由无线通信单元B将位置信息发送给无线通信单元A，最终由无线通信单元A通过导线连接的方式将电能接收线圈圆心位置信息发送至MCU控制器A。MCU控制器A通过将电能发射线圈圆心和电能接收线圈圆心位置信息进行对比，控制机械传动装置运动，直至电能发射线圈圆心位置和电能接收线圈圆心位置一致。

本发明的优点在于：

1、本发明所提供了一种电动汽车用带有精确对中功能的感应式非接触充电装置，所提出的电动汽车非接触充电装置在没有机械、电气连接的基础上，能够有效的完成电能的非接触传输；

2、本发明所提供的漏感补偿技术，通过采用双边串联电容对漏感进行补偿，解决了漏感过大影响电能传输效率的问题，电能传输效率可达85％以上；

3、本发明所提供的电能发射端线圈与电能接收线圈精确对中方法，通过控制机械传动装置实现电能发射端线圈与电能接收线圈的精确对中，减少因为双边线圈未能精确对中所引发的电能传输效率降低的问题，为系统高效率运行提供有力保障；