[发明专利]一种电动汽车的分段式动态无线充电磁耦合系统

说明书

本发明公开了一种电动汽车的分段式动态无线充电磁耦合系统。本发明包括由若干个发射线圈沿汽车行驶方向在路面上依次间隔铺设而成的分段式动态无线充电系统发射装置和由安装在电动汽车底盘上的接收线圈组成动态无线充电系统接收装置；发射线圈和接收线圈均主要由双矩形线圈、铁氧体磁芯面和屏蔽铝板依次上下放置而成，双矩形线圈由上侧矩形线圈和下侧矩形线圈垂直于汽车行驶方向无间隔排列组成。本发明通过优化发射线圈间的间距和接收线圈的大小，可以有效地降低耦合系数地变化，得到一个相对稳定的输出功率，增加系统的可靠性，完成高效电能传输。同时，还添加了屏蔽铝板和铁氧体磁芯面，对磁场进行屏蔽，有效地降低了电磁泄露。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电系统领域，尤其是涉及一种电动汽车的分段式动态无线充电磁耦合系统。

背景技术

目前电动汽车的充电方式主要分为有线充电和无线充电两种充电方式。有线充电是一种传统的充电方式，存在着接口限制和安全等方面的诸多弊端。作为一种新型的充电方式，无线充电采用无线电能传输技术来实现对电动汽车的不接触充电。

根据电动汽车在进行无线充电的过程中所处运行状态的不同，可以将无线充电方式分为静态无线充电(static wireless charging system,SWCS)和动态无线充电(dynamic wireless charging system,DWCS)两种方式。静态无线充电方式对充电区域存在着严格限制，用户必须到指定的区域进行充电。相比较而言，动态无线充电方式可以在电动汽车行驶的过程中进行连续充电，这样电动汽车只需装备少量的电池组即可满足高续航里程的要求，而且，由于电动汽车能够进行持续的充电，也不需要充电设施提供很高的充电功率，这也降低了对充电设施的要求，因此电动汽车动态无线充电过程更为安全便捷。

根据发射线圈的布局方式，动态无线充电技术可以分为“导轨式”和“分段式”。“导轨式”布局能够保证电动汽车在导轨段的行驶范围内具有稳定的功率传输。但是对导轨范围内的线圈进行集中供电，一方面会导致增加系统的损耗，另一方面也带来严重的电磁泄露问题。而“分段式”布局中，发射线圈在汽车行驶方向上间隔一段距离依次排列。采取单独供电的方式，在正常工作时只对车身正对下方的线圈进行供电，这种分段式供电方式不仅可以减小系统损耗，而且还可以有效降低电磁泄露。

然而，在电动汽车行驶的过程中，发射线圈和接收线圈之间的耦合系数会发生大范围快速变化，会大大地降低系统的传输功率和效率。耦合系数的大范围变化，还会导致系统的传输功率产生巨大的波动，降低系统的可靠性。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种电动汽车的分段式动态无线充电磁耦合系统，能够完成高效电能传输，在动态无线充电过程中，减小耦合系数的波动，获得稳定的输出功率。

本发明的技术方案如下：

本发明包括分段式动态无线充电系统发射装置和动态无线充电系统接收装置；分段式动态无线充电系统发射装置主要由若干个发射线圈沿汽车行驶方向在路面上依次间隔铺设而成，动态无线充电系统接收装置主要是安装在电动汽车底盘上的接收线圈；所述的分段式动态无线充电系统发射装置和动态无线充电系统接收装置之间的传输距离为150～250mm。

发射线圈和接收线圈均主要由双矩形线圈、铁氧体磁芯面和屏蔽铝板依次从上到下层叠放置而成，双矩形线圈由上侧矩形线圈和下侧矩形线圈沿垂直于汽车行驶方向在铁氧体磁芯面上无间隔排列构成。

所述上侧矩形线圈和下侧矩形线圈由外到内螺旋绕制的方向相反。