[发明专利]动态无线能量传输电路系统及其原边多线圈实时切换方法

权利要求书

1.一种动态无线能量传输电路系统的原边多线圈实时切换方法，其特征在于：

所述动态无线能量传输电路系统包括原边的能量发射端、副边的能量接收端和原边多线圈切换控制部分；

所述能量发射端由整流桥、逆变电路、原边谐振电路、原边发射线圈构成；来自电网的交流电经整流后转换成直流电输入逆变器，调节逆变器开关管的开关频率使其等于系统的谐振频率产生相应的谐振激励信号，系统的谐振频率取决于LCC谐振网络参数；

所述能量接收端由副边接收线圈、副边谐振电路、DC/DC变换电路构成并最终将能量传递给车载电池组；整流电路将谐振电路传过来的高频交流电转换成直流电；DC/DC 电路用于控制系统功率提升系统效率，最后能量传输给负载；

所述原边多线圈切换控制部分由位置检测模块、带保护的IGBT驱动模块、控制器构成；通过控制器处理检测到的车辆位置信息，并控制IGBT的通断实现发射端线圈的分段供电；在位置检测模块探测到车载副边接收线圈位置后，通过控制器计算车辆的行驶速度，并认为其速度在这段时间内保持恒定，进而通过车辆速度推测车辆的位置，由此判断副边线圈与路面原边发射线圈的耦合关系，以此为依据通过控制器控制IGBT开关管的导通状态，使能量注入装置只在对应的原边发射线圈与副边接收线圈耦合时才投切入主电路中，达到减少能量发射装置空载损耗的目的，提升能量传输效率；具体包括：当通过车辆速度计算出副边接收线圈在T_i1时刻到达S_i1位置时，则将在T_i1时刻通过控制器使IGBT开关管导通，原边能量注入装置工作为原边发射线圈L_i供电；而若控制器预测出在T_i2时刻车载副边接收线圈A与S_i2的位置偏移量将大于副边接收线圈宽度X时认为原边发射线圈L_i与副边接收线圈已无耦合关系，控制器将在此时刻使IGBT开关管关断，从而实现了能量发射装置的分段供电；当计算出副边接收线圈将在下一时刻与原边发射线圈Li+1耦合时则开启下一次切换；

在动态能量传输系统中，通过控制器计算车辆位置信息判断接收端与发射端线圈的耦合关系，以此为依据控制原边能量发射装置的开启与关断，使用IGBT模块作为能量注入装置的投切开关，并在逆变器前并联一个电容，通过PWM波控制其导通时间实现能量传输系统的软启动，使之逐步进入正常工作状态，减少冲击电流对电路各部分器件的损害；具体包括：中断结束后，系统将判断是否结束供电，当计算出系统最后一个检测模块S_n与副边接收线圈A的位置偏移量大于X时则证明车辆已经驶离充电道路，充电过程结束，反之则继续预测车辆的行进位置继续原边发射线圈切换中断；此外，在车辆在充电道路的行驶过程中，位置检测模块和控制器也将不断测量车辆的速度保持位置预测的准确性。

2.根据权利要求1所述的动态无线能量传输电路系统的原边多线圈实时切换方法，其特征在于：

在每个原边发射线圈的入口与出口各设置一个位置检测模块，从而不断更新车辆的行驶速度和位置信息，提高控制器预测车载副边接收线圈位置的准确性，更好的判断原副边线圈的耦合关系；此外，通过动态系统的监控界面显示车辆信息，帮助进行车辆调度和运行，提高动态能量传输系统的安全性与稳定性。