[发明专利]一种移动车辆无接触供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种能给移动车辆在线提供电能的移动车辆无接触供电系统。

背景技术

电动汽车正逐步摆脱对化石能源的依赖，但是车载电池能量存储有限，电池组庞大笨重并且昂贵，电动汽车续航能力有限，并且充电时间远长于燃油汽车加油时间，这些因素制约着电动汽车的发展。

无接触能量传输是新型的电能传输技术，它不需要通过物理连接来传递能量，可以在车辆移动过程中向车辆传输能量，能满足汽车充放电功率和连续行驶需求，供电系统和负载没有接触，供电方式灵活，无接触火花，无磨损，无污染，绿色环保。

常规无线供电技术方案是通过电能发射线圈和电能接收线圈来传递能量，接收线圈在接收能量时，需要始终靠近发射线圈。当车辆移动时，线圈的互感参数发生变化，难以维持连续的较高水平的能量传输，如果用远大于接收线圈尺寸的发射线圈来维持互感参数不变时，又会存在效率严重下降的情况。在利用道路无线供电时，道路下方需要铺满发射线圈，存在漏电危险，电磁辐射较大，效率较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种可移动供电的无接触供电系统，该系统通过铺设的磁芯轨道来传递能量，无需大量铺设发射线圈，减少了电磁辐射和漏电危险；接收线圈可以远离发射线圈仍能传递能量，在车辆移动过程中，始终能够保证接收功率连续保持较高水平。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种移动车辆无接触供电系统，包括发射部分和接收部分，所述发射部分包括铺设于地面的磁芯轨道及缠绕在磁芯轨道一处的发射线圈，发射线圈通过功率振荡单元与电源模块连接，所述功率振荡单元用于将直流电转换为高频交流电，供给发射线圈，发射线圈产生交变磁场并通过磁芯轨道传输磁能；所述接收部分包括安装于车辆上的移动磁芯及缠绕在移动磁芯上的接收线圈，接收线圈通过整流滤波单元与车辆用电单元连接，移动磁芯靠近磁芯轨道接收到磁能，通过接收线圈转换为电能输出。

本发明在地面上铺设沿道路行进方向延伸的磁芯轨道，仅在磁芯轨道上随意选取一处位置缠绕发射线圈，这样避免大量铺设线圈带来的漏电问题。当高频交流电流经发射线圈时，发射线圈产生变化的磁场；由于磁芯采用高导磁率的材料制成，而空气的导磁率约为1，磁芯的导磁率是空气的几千倍以上，所以磁能将会沿磁芯轨道传递。当有移动磁芯在磁芯轨道上移动时，就能接收到发射线圈发出的磁能，通过绕在移动磁芯上的接收线圈，将磁能转换为电能，供车辆使用。车辆可以使用该电能对车内的蓄电池进行充电，或提供给车上的电器进行工作，或用来驱动车上的电动机带动车辆行驶。

进一步，所述发射部分还包括参数采集分析单元，用于采集母线电压和工作电流，分析磁芯轨道上是否有车辆经过以及有多少辆车经过，以便调整输出功率。当有车辆经过时，适当提高功率输出，当没有车辆在轨道上行驶时，保持低功率待机状态。

优选的，所述磁芯轨道为平行的双轨道，其一端封闭，另一端开放。移动磁芯横跨两条轨道，将磁路闭合成完整磁路，利于磁能的传输。磁芯轨道的形状根据需要具体设置，也可以是单磁芯轨道，单磁芯也能传递能量，但它的效率要低于由双磁芯结构能形成闭合磁路的轨道。为增加传输渠道，也可以同时设置多组双轨道。磁芯轨道并不一定是整体结构，可以是由各部分磁芯拼接而成，目的是能够让磁路形成一个完整的通道。移动磁芯沿磁芯轨道移动时，可以与轨道保持一定的距离，相当于高频变压器的气隙，形成无接触状态。

进一步，所述移动磁芯包括多个，设于一个或多个车辆上。若某些车辆对电能需求较大，可以在车上安装多个移动磁芯，当车辆在轨道上移动时，多个线圈同时产生电能，提高能量输出量。磁芯轨道上还可以容纳多辆车移动，同时为多辆车供电。