[實用新型]無軌道定位裝置的電動汽車路面動態高效感應充電系統

有效

• 申請號: 201520278261.X
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN204732942U
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 劉鋒;王紅軍;夏晨陽;陳爭峰;劉振
• 申請（專利權）人: 凱思特徐州傳動科技有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本實用新型涉及電動汽車路面動態感應充電領域，具體是一種無軌道定位裝置的電動汽車路面動態高效感應充電系統。

背景技術

感應耦合電能傳輸技術通過電磁感應耦合原理，實現了電能的近距離無線傳輸，解決了傳統接觸式電能技術帶來的器件磨損、接觸不良、接觸火花等問題，具有安全、靈活、方便、美觀等優點。導軌式感應耦合電能傳輸技術在有軌電機車、電動汽車、港口龍門吊、電梯等大功功率移動設備無線供電領域有著廣闊的市場應用前景。目前廣泛研究與應用的導軌式感應耦合電能傳輸系統基本都采用單相導軌拓撲結構，對于有軌電機車、港口龍門吊、電梯等具有固定軌道運行的設備來說，該模式的導軌式感應耦合電能傳輸系統由于副邊拾取機構與原邊導軌位置相對固定，可以保證設備在移動過程中始終保證高效的能量拾取。而對于電動汽車等運行軌跡不固定的移動設備來說，單相導軌式感應耦合電能供電模式存在以下的問題：單相導軌式感應耦合電能傳輸系統對拾取機構與原邊導軌之間的橫向相對位置精度要求較高，拾取機構橫向稍許偏離導軌正上方，拾取功率將受到很大影響。然而由于電動汽車都為有人駕駛，而人類不可能駕駛汽車實現如此高精度的定位要求。因此，為了實現電動汽車在行駛過程中高效的能量拾取，通常采用加大拾取機構或者為電動汽車加裝高精度的軌道定位裝置，這在一定程度上產生了昂貴的設備成本。而且由于定位裝置本身誤差等外在因素，電動車不能在運行過程中始終保證高效的能量拾取。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種設計簡單、成本低廉、電動汽車移動自由度高的導軌式感應耦合電能傳輸系統，保證電動汽車等無軌道移動設備在運行過程中高效的能量拾取，而無需昂貴的軌道定位技術與裝置。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種無軌道定位裝置的電動汽車路面動態高效感應充電系統，包括供電電源和車載電池，還包括，多相高頻逆變網絡、多相諧振補償網絡、原邊多相導軌機構、副邊磁能拾取機構、副邊諧振補償網絡、電能變換與充電網絡；

原邊多相導軌機構的陣列上方設置有可自由移動的副邊磁能拾取機構；

供電電源提供直流電，直流電經多相高頻逆變網絡和多相諧振補償網絡后，在原邊多相導軌機構中產生高頻交流電，原邊多相導軌機構與副邊磁能拾取機構之間形成互感耦合磁場，副邊磁能拾取機構將拾取的磁能經過副邊諧振補償網絡和電能變換與充電網絡后給車載電池充電。

進一步的，多相高頻逆變網絡中使用的逆變器是全橋式多相高頻逆變器，用于在原邊各相導軌線圈中產生20kHz左右的高頻交流電；

進一步的，所述多相諧振補償網絡以及副邊諧振補償網絡采用串聯、并聯或者LCL諧振拓撲連接；

進一步的，所述原邊多相導軌機構陣列采用三角型方式或星型方式連接；

進一步的，所述副邊磁能拾取機構為長方體機構，在長方體磁芯機構上繞制三維線圈；

進一步的，所述副邊磁能拾取機構上繞制的三維線圈經補償網絡之后，連接成先整流后串聯連接模式，保證了每個線圈機構拾取能量的有效疊加，為后續電能變換與充電網絡提供最大的直流電壓。

與現有技術相比，本實用新型提出的一種無軌道定位裝置的電動汽車路面動態高效感應充電系統，通過優化各相導軌電纜位置布局，實現路面大范圍內磁場的近似均衡，保證電動汽車在大范圍內自由行駛時仍然保證高效的能量傳輸，從而為車載電池高效充電。采用多相導軌布局，減少拾取機構的高精度定位要求，用一個簡單拾取機構實現大范圍功率的恒定拾取。本實用新型克服了在傳統單相導軌式感應耦合電能傳輸裝置中，電動汽車上安裝的拾取機構需要準確定位原邊導軌線圈，橫向可移動范圍小，功率傳輸能力受原邊導軌位置嚴重影響，電動汽車移動自由度受限等缺點。具有汽車控制難度低，建設成本低，充電效率高，電動汽車可自由行駛等優點。

附圖說明

圖1是本實用新型的系統框圖。

圖2是本實用新型的三相高頻逆變主電路原理圖。

圖3是本實用新型一個實施例的三相導軌機構的星型連接示意圖。

圖4是本實用新型另一個實施例的三相導軌機構的三角型連接示意圖。

圖5是本實用新型的磁路機構及拾取機構正交繞制示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。