[实用新型]非接触式电能传输装置

说明书

技术领域:

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及电能传输技术，特别是一种非接触式电能传输装置。

背景技术:

现有技术中，电动汽车的换电电池包，大多通过电线插头和插座的连接来实现电能传递，这种直接接触的供电方式易受到外界的腐蚀、水、粉尘及污物的影响，在带电插拔的过程中，不仅会出现电弧，还会对充电接口产生磨损。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种非接触式电能传输装置，所述的这种非接触式电能传输装置要解决现有技术中电池包电线插头和插座连接的这种直接接触供电方式易受到外界影响、在带电插拔过程中会出现电弧和磨损充电接口的技术问题。

本实用新型的这种非接触式电能传输装置，包括基于非接触式电能传输的电池包和电能转换装置，所述的基于非接触式电能传输的电池包内设置有凹型磁芯、第一线圈、线圈骨架、第一桥式电路和电池组，所述的电能转换装置内设置有凸型磁芯、第二线圈、第二桥式电路和电源，其中，所述的非接触式电能传输的电池包的凹型磁芯与电能转换装置的凸型磁芯耦合，所述的凹型磁芯内设置有线圈骨架，所述的第一线圈环绕在线圈骨架上，所述的第一线圈的两端与第一桥式电路相连，所述的第一桥式电路中设置有四个开关管，所述的四个开关管分别反向并联连接第一桥式电路中的四个二极管，所述第一桥式电路的输出端和电池组连接，所述的第二线圈环绕设置在凸型磁芯外围，第二线圈的两端与第二桥式电路相连，所述的第二桥式电路中设置有四个开关管，所述的四个开关管分别反向并联连接第二桥式电路中的四个二极管，所述的第二桥式电路的输出端和电源相连。

进一步的，凹型磁芯的底部设置有复数个通气小孔。

进一步的，第一线圈、第二线圈的材料由利兹线或者铜箔制成。

进一步的，开关管均采用全控型器件。

进一步的，凸型磁芯和凹型磁芯采用同样属性的超微晶、非晶等高磁导率材料。

进一步的，第一桥式电路和第二桥式电路均为半桥电路。

本实用新型和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本实用新型的这种非接触式电能传输装置，包括基于非接触式电能传输的电池包和电能转换装置。基于非接触式电能传输的电池包内设置有凹型磁芯、接收线圈(发射线圈)、绕有线圈的骨架、与线圈相连的桥式电路、与桥式电路相连的电池组，凹型磁芯底部设计有通气小孔。电池包内线圈的两端连接一个整流桥，该整流桥的两个输出端分别接电池组的正极和负极。电能转换装置内设置有凸型磁芯、发射线圈(接收线圈)、与线圈相连的桥式电路、与桥式电路相连的电源，其特征是线圈绕在凸型磁芯上，线圈的两端连接一个整流桥，该整流桥的两个输出端分别接电源的正极和负极。所述的非接触式电能传输的电池包的凹型磁芯与电能转换装置的凸型磁芯耦合。基于非接触式电能传输的电池包内的凹型磁芯与电能转换装置内的凸型磁芯采用具有同样属性的超微晶、非晶等高磁导率材料，线圈绕组均由利兹线、铜箔等导线绕制，桥式电路的开关管均采用全控型器件，且分别反向并联快恢复二极管。

当电池包充电时，绕在凹型磁芯内的线圈作为接收线圈，电能转换装置内的线圈作为发射线圈；当电池包放电时，绕在凹型磁芯内的线圈作为发射线圈，电能转换装置内的线圈作为接收线圈。发射线圈与接收线圈的匝比数和绕制方式可根据需要和实际情况进行一定程度的调整，使得本实用新型中的电池包能够更好地工作在不同电压的情况下。

本实用新型在与电网驳接时，基于非接触式电能传输的电池包在充电时，电网侧电源连接桥式逆变电路，桥式逆变电路的输出连接发射线圈，与电池包内的接收线圈构成变压器的原副边线圈，电池包内的接收线圈通过桥式整流电路给电池组充电。当电池包内的电能回馈电网时，电池包内的电池组连接桥式逆变电路，桥式逆变电路的输出连接发射线圈，与电能转换装置内的接收线圈构成变压器的原副边线圈，电能转换装置内的接收线圈通过桥式整流电路向电网侧回馈电能。

当电池包充电时，电网侧的电源经过电能转换装置的桥式逆变电路输出方波信号u_AB，由电路的对偶性知整流侧的输入信号u_CD也是方波电压信号，此时u_AB的电压相位超前u_CD的电压相位；当电池包向电网回馈能量时，电池包内电池组经过桥式逆变电路输出方波电压信号u_CD，由电路的对偶性知整流侧的输入信号u_AB也是方波电压信号，此时u_CD的电压相位超前u_AB的电压相位。