[實用新型]一種兼容傳能和通訊的電動車無線充電系統

有效

• 申請號: 201420475741.0
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN204012878U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 孫逢楠;隋國蜀;劉耀輝;劉寧;王傳民
• 申請（專利權）人: 山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種電動汽車無線充電及無線通訊領域，特別涉及一種兼容傳能和通訊的電動車無線充電系統。

背景技術

目前非接觸電能傳輸技術主要有以下幾種方式：電磁感應式、感應電容式、電磁共振式、無線電波式。其中感應電容式無線電能傳輸技術報導的較少；無線電波式利用微型高效接收電路捕捉從障礙物反射回來的無線電波，將其轉換為穩定的電能給負載供電，這種方式較為成熟，傳輸距離也最長，但是傳輸功率較低。

無線充電技術在電動汽車上的應用，通過埋設于地表的一次線圈與固定于車輛底盤的二次線圈的電磁耦合來傳輸電能，對動力電池進行充電，具有可靠、安全環保、全自動、免維護等一系列優點。對電動汽車無線充電技術的巨大需求使得相關技術的研發應用相當活躍。典型的應用包括新西蘭國家地熱公園30kW旅客電動運輸車、美國洛杉磯的無線充電移動充電實驗公路以及韓國銷售的配有車載無線充電手機充電器的寶馬7系列轎車等。日產聆風雪佛蘭沃藍達和三菱CA-MIEV概念車均擬應用無線充電技術。

無線通信是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。目前市場上的近距無線通信技術主要有藍牙、紅外以及無線局域網(Wi-Fi)。但是藍牙技術過于昂貴；紅外技術要求傳輸信號的兩個設備之間必須對準而且中間不能被其它物體阻隔；Wi-Fi技術的數據安全性能不高。

NFC技術(近距離無線通訊技術)是最近幾年興起的近距離無線通信技術，其傳輸距離只有0-20cm，但是信號傳輸的安全性較高、價格低廉?！兑环N兼容無線充電和NFC的方法及裝置》(專利號：201210260768.3)提供了一種兼容無線充電和近場通信的方法，無線充電和無線通信雖然共用一個天線，但是接受無線電能和進行無線信號傳輸是分時的，無法保證電動汽車無線充電系統控制的實時性。

實用新型內容

為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種兼容傳能和通訊的電動車無線充電系統，通過傳能線圈進行無線信號傳輸，實現電動汽車無線充電系統的閉環控制方法，從而保證了電動汽車無線充電系統控制的實時性。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種兼容傳能和通訊的電動車無線充電系統，包括：安裝于地下的地下電路與安裝于汽車內部的車載電路；所述地下電路與所述車載電路通過線圈耦合連接；所述地下電路包括供電電路與地下控制電路；所述供電電路包括：依次串聯連接的市電網絡、功率因數校正電路、逆變器、原邊補償網絡、原邊線圈；所述地下控制電路包括：用于接收車載電路控制信號的信號接收裝置，所述信號接收裝置的輸出信號經過原邊控制器處理發送給供電電路中的功率因數校正電路和逆變器，用于控制供電電路；所述車載電路包括充電電路與車載控制電路；所述充電電路包括：依次串聯連接的副邊線圈、副邊補償網絡、整流器、充電機、電池；所述車載控制電路包括：用于采集充電電路參數的模擬量采集裝置，模擬量采集裝置將信號發送給模數轉換器，模數轉換器的輸出信號經過微控制器處理發送給信號發送裝置。

所述功率因數校正電路采用有源功率因數校正。

所述逆變器采用全橋式可控整流器拓撲結構，通過控制調整開關管的開通和關斷時間，得到20kHZ～100kHZ范圍內的高頻交流輸出。

所述原邊補償網絡采用原邊串聯電容的補償方式，電容器的參數根據額定3kW負載、85kHZ的諧振頻率確定。

所述副邊補償網絡采用副邊串聯電容的補償方式，電容器的參數根據額定3kW負載、85kHZ的諧振頻率確定。

所述信號發送裝置通過原副線圈耦合將信號發送給信號接收裝置。

所述模擬量采集裝置采集的信號為供電電路的輸出電流與輸出電壓。

所述原邊控制器發送給功率因數校正的信號為電壓參考信號。

所述原邊控制器發送給逆變器的信號為頻率為f_ref的PWM開關信號。

有益效果

1、傳能線圈同時用來進行無線通訊，省去了天線及相關設計。

2、點對點控制，具有較高的保密性與安全性。

3、系統采用閉環控制，保證了電動汽車無線充電系統控制的實時性。

附圖說明

圖1為電動汽車感應式無線充電系統的結構圖；

圖2為本實用新型系統閉環控制示意圖。