[发明专利]一种电动汽车非接触式充电装置

说明书

本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种电动汽车非接触式充电装置。该装置主要由含有发射线圈的充电枪、含有接收线圈的充电插座、车载充电机和电池组成。充电枪接头未插入充电插座情况下，控制电网交流电源断路，充电枪接头内发射线圈内无电流，装置不工作；当充电枪接头和充电插座接合且锁止时，控制电网交流电源接通，充电枪接头上的发射线圈通电，产生电磁波，此时发射线圈和接收线圈通过铁芯产生形成强耦合磁场，接收线圈内感应出交流电，交流电供给车载充电机，实现给动力电池充电。本发明解决无线充电的线圈对准问题，消除异物存在于充电空间的隐患，对环境无电磁烦扰，同时避免了机械接触带来的摩擦、老化问题。

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种电动汽车非接触式充电装置。

背景技术

随着化石能源的日趋减少和排放法规的日益严格，混合动力汽车和电动汽车等新能源汽车受到了越来越多的重视。为减少对化石能源的依赖，减少对环境的污染，实现节能减排的目标，我国正大力发展电动汽车。对电动汽车来说，限制其发展的最主要的因素是它的续驶里程和它的价格。电动汽车的续驶里程涉及到电动汽车的充电问题，为了加快电动汽车的发展，我国制定了各种政策法规，以促进电动汽车充电基础设施的建设。

电动汽车的充电主要分为两种方式：传导式充电和无线充电。图1为典型的传导式交流慢充充电系统。其中交流充电桩提供单相或三相交流电，经充电枪和电动汽车充电接口机械连接，再经过车载充电机将交流电转变为直流电给电池充电。

对于无线充电技术，由于电动汽车要求充电功率大，无线距离长，所以电动汽车无线充电主要采用磁谐振耦合式无线充电，其充电基本结构如图2所示，其中电网提供单相或三相的交流电，经AC-DC整流装置将交流电转变为直流电，再经DC-AC高频逆变部分将直流电转变为高频交流电，给到发射线圈，同时在电动车一端的接收线圈内激发出交流电流，再经AC-DC整流之后给电池充电。

对于传导式充电，它的主要缺点如下：

1、充电接口之间存在机械摩擦，长期使用会出现接触不良，影响充电效果和产生电火花。

2、在雨雪风尘等恶劣天气下，充电接口处会出现渗水、进灰等问题，产生漏电等安全隐患。

对于无线充电，它的主要缺点：

1、现有无线充电主要采用松耦合的方式，充电效率受线圈的位置和距离影响较大。车辆实际停靠位置精度较低，线圈不可能完全准，必然存在一定错位，所以充电效率会受到影响，若错位较为严重，则无法实现充电。

2、受到其原理的限制，充电系统无法实现对接收线圈的选择。即在发射线圈产生的磁场空间内，任何导体都会由于电磁感应产生感应电流、获取能量，所以电动汽车无线充电要求充电线圈之间不能存在异物。但实际应用中异物的存在是无法避免的，包括掉落的金属件、宠物等，无线充电的异物检测至今还没有很好地解决方案。

3、无线充电会在空间中产生强电磁场，其对人体及电子设备的影响是不能忽视的，若要消除这方面的影响，需要在充电区域额外设计安装屏蔽装置。

因此，目前需要一种新的电动汽车充电装置，解决目前电动汽车主流两种充电方式在安全性和可靠性上的不足；解决目前普遍采用的传导式充电接头引起的一系列安全性和可靠性的问题，包括雨雪天气可能引发漏电事故，充电接头长期摩擦可能产生电火花，充电接头插座进灰、老化等问题；解决目前无线充电技术充电车辆对准难度大，且需要异物检测，对周围电磁环境干扰严重，需要额外电磁屏蔽等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种电动汽车非接触式充电装置，结合有线充电和无线充电的特点，在有线充电的基础上，将充电接口改为非接触式，利用线圈之间的强耦合关系进行能量传输。

本发明的技术方案：

一种电动汽车非接触式充电装置，主要由充电枪、充电插座、车载充电机和电池组成；