[發(fā)明專利]基于電感集成式LCC補償拓?fù)涞臒o線充電耦合機構(gòu)

有效

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• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110696642B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聞楓;李睿;李強;劉力;荊凡勝;成星辰;楚曉虎;韓晨
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;H02J50/12
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發(fā)明公開了一種基于電感集成式LCC補償拓?fù)涞臒o線充電耦合機構(gòu)，包括發(fā)射端和接收端兩個部分，所述發(fā)射端包括DD型發(fā)射線圈層、發(fā)射端鐵氧體層、發(fā)射端補償線圈、發(fā)射端屏蔽層，以及發(fā)射端隔直電容、發(fā)射端諧振電容；所述接收端包括DD型接收線圈層、接收端鐵氧體層、接收端補償線圈、接收端屏蔽層，以及接收端隔直電容、接收端諧振電容，所述發(fā)射端補償線圈纏繞在發(fā)射端鐵氧體上；所述接收端補償線圈纏繞在接收端鐵氧體上。本發(fā)明將傳統(tǒng)LCC補償電路的附加諧振電感用補償線圈替換且與主線圈集成，節(jié)省了收發(fā)端用于放置附加諧振電感的空間，同時保持了傳統(tǒng)LCC拓?fù)涞碾娐诽卣饕约拜敵龉β什蛔儭?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線充電技術(shù)，特別涉及一種基于電感集成式LCC補償拓?fù)涞臒o線充電耦合機構(gòu)。

背景技術(shù)

在電動汽車無線充電方面，由于磁耦合諧振技術(shù)具有較高的能量傳輸功率和效率、較遠(yuǎn)的傳輸距離，以及傳輸方向要求不嚴(yán)格等優(yōu)勢，已成為主要的充電方式。電動汽車磁耦合諧振式無線充電系統(tǒng)耦合機構(gòu)中，能量通過收發(fā)線圈之間的互感傳遞，但由于線圈之間的間隙較大，耦合系數(shù)通常在0.1至0.3的范圍內(nèi)，這使得系統(tǒng)存在相當(dāng)大的漏電感。為了解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)將線圈設(shè)計為雙極型DD結(jié)構(gòu)，增加了收發(fā)線圈之間的耦合，在類似尺寸下，獲得了比圓盤式線圈更好的水平抗偏移性能；同時采用LCC補償電路，極大地簡化了系統(tǒng)控制的復(fù)雜性，使得無論負(fù)載變化如何，負(fù)載電池的充電電流僅取決于系統(tǒng)的輸入電壓。然而，LCC補償網(wǎng)絡(luò)一般設(shè)置在由DD型線圈組成的耦合機構(gòu)外部，而且LCC補償網(wǎng)絡(luò)需要額外配置電感，這使得整個系統(tǒng)變得復(fù)雜且占用較大空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于電感集成式LCC補償拓?fù)涞臒o線充電耦合機構(gòu)，改善了系統(tǒng)復(fù)雜且占用空間大的情況。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于電感集成式LCC補償拓?fù)涞臒o線充電耦合機構(gòu)，包括發(fā)射端和接收端兩個部分，所述發(fā)射端包括DD型發(fā)射線圈層、發(fā)射端鐵氧體層、發(fā)射端補償線圈、發(fā)射端屏蔽層，以及發(fā)射端隔直電容、發(fā)射端諧振電容；所述接收端包括DD型接收線圈層、接收端鐵氧體層、接收端補償線圈、接收端屏蔽層，以及接收端隔直電容、接收端諧振電容，所述發(fā)射端補償線圈纏繞在發(fā)射端鐵氧體上；所述接收端補償線圈纏繞在接收端鐵氧體上。

所述發(fā)射端屏蔽層和接收端屏蔽層均采用厚度為2mm-3mm的鋁板。

所述發(fā)射端鐵氧體層包括5根鐵氧體條，沿發(fā)射線圈長邊橫向均勻間隙排布。

所述發(fā)射端補償線圈纏繞在發(fā)射端一根或者多根鐵氧體條上。

發(fā)射端的鐵氧體條的長度小于發(fā)射線圈長邊。

所述接收端鐵氧體層包括3根鐵氧體條，沿接收線圈長邊橫向均勻間隙排布。

所述接收端補償線圈纏繞在接收端一根或者多根鐵氧體條上。

接收端氧體條的長度小于接收線圈長邊。

所述發(fā)射端補償線圈自感L_1a、接收端補償線圈自感L_2a按照下式設(shè)計：

式中，L₁、L_T分別為傳統(tǒng)LCC補償網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射端附加諧振電感、發(fā)射線圈自感；L₂、L_R分別為傳統(tǒng)LCC補償網(wǎng)絡(luò)的接收端附加諧振電感、接收線圈自感；k₁、k₂分別為發(fā)射端補償線圈與發(fā)射線圈以及接收端補償線圈與接收線圈之間的耦合系數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于：通過在主線圈鐵氧體條上纏繞補償線圈的方式，將傳統(tǒng)LCC補償電路的附加諧振電感用補償線圈替換且與主線圈集成，節(jié)省了收發(fā)端用于放置附加諧振電感的空間，同時保持了傳統(tǒng)LCC拓?fù)涞碾娐诽卣饕约拜敵龉β什蛔儭?/p>

附圖說明