[發明專利]諧振－移頻實現汽車無線充電的方法及系統

有效

• 申請號: 201410512110.6
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104283293A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 陳勝奇
• 申請（專利權）人: 深圳市泰金田科技有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭

技術領域

本發明涉及電動汽車無線充電裝置，特別是涉及適用于5kW至150kW的大功率直流無線充電柜及充電樁等以動力電池為動力的電動汽車裝置。

背景技術

電動汽車的發展將會越來越普及,而影響電動汽車發展的因素之一是充電的便利性。目前有線充電存在下雨時安全性差，有線充電的人員操作以及在停車場的線纜的不便利等,從而有線充電的不方便性也成為電動汽車普及的瓶頸。

汽車無線充電技術是電動汽車發展的必經之路。無線充電通常采用超音頻電磁感應技術，即車輛上安裝接收電力盤，停車位地面上安裝電力發射盤。在共軸線情況下相隔一定距離傳輸電能。當兩個線圈盤直徑一定時，它們之間的軸向距離決定了傳輸電能大小：

A、當相對距離近時，電磁感應電壓高，反之電壓低；

B、每臺車底盤離地面高度不同，如輪胎充氣是否充足、車輛輕載還是滿載，所以傳輸電壓也各不相同。

C、電池組充電過程中，內阻會不斷變化，其內溫度也在變化，所以電池兩端電壓及回路電流也在變化。

現有技術通過有線反饋方式完成恒流、限壓充電，其過程中各充電階段控制（電池充電管理）無法應用在無線充電技術上。

要實現無線充電，必須能夠讓駕駛員操作方便，比如駕駛員按標準把車子?？吭谕＼囄唬僮鞒潆婇_關即可實現大功率充電，而收費自動完成，下雨天及遠程控制都可以實現充電，停車場可以充電，路邊輔道臨時停車位也可以充電，而不影響市容及道路通行，實現無人值守。實現無線充電還需要防止電動汽車錯誤地與相鄰車位的電力發射設備建立無線通信鏈接，而沒有與本車位的電力發射設備建立無線通信，造成安全事故。

所以，發展電動汽車需要一種能夠用于電動汽車的無線大功率直流充電設備，很方便為電動汽車充電，且充電時間適中，能夠滿足人們日常生活需要，實現快速充電和標準充電。例如比亞迪E6電池容量是64KW，快充1小時充電，充電樁要提供64KW輸出功率，2小時充電，充電樁要提供32KW輸出功率，30分鐘充電，充電樁要提供150KW的輸出功率。所以只要我們的電網380V能提供足夠電能容量，電動車的充電已經不是問題！未來電動車的充電比汽油車加油還要方便。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于避免現有技術的不足之處而提出一種包括電動汽車無線大功率直流充電柜或者充電樁的無線充電系統及用于它們的以諧振－移頻方式實現恒流限壓的調節方法，通過無線通訊技術反饋采樣信號，用諧振－移頻的方式調節功率實現無線直流充電裝置的恒流限壓控制。

本發明解決所述技術問題可以通過采用以下技術方案來實現：

提出一種諧振－移頻實現汽車無線充電的方法，包括如下步驟：

A.?在停車位近旁設置非車輛端變頻發射設備；為該非車輛端變頻發射設備設置以下器件和部件，

裝設在停車位內的電力發射盤；

用于將輸入的市電整流獲得中間電力的具有功率因數校正Power?Factor?Correction功能的地面整流器；

用至少兩電力半導體開關器件，以及所述電力發射盤的繞組電感串聯以第一諧振電容組成的電流型半橋或全橋串聯諧振逆變電路；所述中間電力輸入該串聯諧振逆變電路，以一次電路諧振頻率發射超音頻電力；

用于控制電力半導體開關器件的驅動控制電路模塊；用于建立近場通信的地面近場通信Near?Field?Communication模塊，以及電連接該地面近場通信NFC模塊的地面近場通信NFC定位線圈；用于無線數據傳輸的地面藍牙數據收發模塊；電連接驅動控制電路模塊、地面近場通信NFC模塊和地面藍牙數據收發模塊的變頻微控制器Micro?Control?Unit；

B.?在安裝有動力電池組的電動汽車上設置車輛變頻接收設備，為該車輛變頻接收設備設置以下器件和部件，

電力接收盤，使電動汽車停于步驟A所述停車位上時，該電力接收盤能夠對準停車位上的電力發射盤但不接觸，令所述電力接收盤和電力發射盤大致共軸線地發生電磁耦合；

用電力接收盤的繞組電感和第二諧振電容組成具有二次電路諧振頻率的電壓型的并聯諧振電路，以及車載整流器；所述一次電路諧振頻率和二次電路諧振頻率盡量接近，即f_1R≈f_2R；所述并聯諧振電路通過電磁感應、用無線方式從電力發射盤的繞組電感接收電力，經車載整流器整流后為電動汽車上的動力電池組充電；