[發(fā)明專(zhuān)利]一種地面和車(chē)載可調(diào)LCC諧振無(wú)線充電系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911317327.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110971015A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊國(guó)勛;羅嗣錦;許笒瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江萬(wàn)安億創(chuàng)電子科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J50/12
• 分類(lèi)號(hào): H02J50/12;H02J7/00;B60L53/12;B60L53/126
• 代理公司: 杭州宇信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 王健

本發(fā)明公開(kāi)了一種地面和車(chē)載可調(diào)LCC諧振無(wú)線充電系統(tǒng)，包括地面單元和車(chē)載單元，地面單元包括依次耦接的全橋電路、地面可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)和地面發(fā)射單元以及耦接全橋電路和地面可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的地面控制單元；車(chē)載單元包括依次耦接的車(chē)載接收單元、車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)、同步整流電路以及耦接車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)和同步整流電路的車(chē)載控制單元。地面/車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)包括基于功率管調(diào)節(jié)其容值的可變電容，地面/車(chē)載控制單元通過(guò)控制功率管的占空比改變可變電容的容值，使地面/車(chē)載單元工作在磁耦合諧振狀態(tài)。本發(fā)明能夠保證電動(dòng)汽車(chē)在磁耦合無(wú)線充電過(guò)程中，線圈偏移量、輸入電壓和負(fù)載變化較大情況下，持續(xù)高效充電，降低能量轉(zhuǎn)換損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線充電領(lǐng)域，尤其涉及一種地面和車(chē)載可調(diào)LCC諧振無(wú)線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著能源與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，電動(dòng)汽車(chē)以環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，被人們廣泛接受并使用。電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線充電系統(tǒng)因安全、便捷的優(yōu)勢(shì)，逐漸引入大眾的視線。使電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)的車(chē)載單元和地面單元均工作在磁耦合諧振的狀態(tài)下，對(duì)于提高無(wú)線充電系統(tǒng)的抗偏移能力以及提高無(wú)線電能傳輸效率具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種地面和車(chē)載可調(diào)LCC諧振無(wú)線充電系統(tǒng)，根據(jù)負(fù)載的變化、輸入電壓的波動(dòng)和地面到車(chē)載線圈偏移量的變化，調(diào)節(jié)地面、車(chē)載補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)參數(shù)實(shí)現(xiàn)磁耦合諧振高效充電。本發(fā)明所采用的電路所需元器件少，成本低，控制算法簡(jiǎn)單，對(duì)于無(wú)線充電系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種地面和車(chē)載可調(diào)LCC諧振無(wú)線充電系統(tǒng)，包括地面單元和車(chē)載單元，地面單元包括依次耦接的全橋電路、地面可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)和地面發(fā)射單元，以及耦接全橋電路和地面可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的地面控制單元，全橋電路用于耦接外部電源取電，車(chē)載單元包括依次耦接的車(chē)載接收單元、車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)、同步整流電路，以及耦接車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)和同步整流電路的車(chē)載控制單元，同步整流電路用于耦接負(fù)載電池充電，地面/車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)基于功率管調(diào)節(jié)其容值的可變電容，地面控制單元基于外部電源、負(fù)載電池的電壓和線圈偏移量的變化，車(chē)載控制單元基于負(fù)載電池的電壓變化和線圈偏移量的變化,地面/車(chē)載控制單元通過(guò)控制地面/車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)功率管的占空比改變可變電容的容值，進(jìn)而調(diào)節(jié)地面/車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)的容抗使地面/車(chē)載單元工作在磁耦合諧振狀態(tài)。所述地面控制單元還用于調(diào)節(jié)所述全橋電路的移相角。

通過(guò)地面/車(chē)載控制單元調(diào)節(jié)車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)中功率管的占空比，調(diào)節(jié)車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)中可變電容的容值，從而調(diào)節(jié)容抗值，使地面/車(chē)載單元阻抗匹配，地面/車(chē)載單元工作在磁耦合諧振狀態(tài)。

進(jìn)一步的，地面可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)包括電感Lp1、電容Cp1、可變電容Cp2和功率管Qp1、Qp2，電感Lp1的一端和電容Cp1的一端耦接地面發(fā)射單元的一個(gè)輸入端，電感Lp1的另一端耦接全橋電路的一個(gè)輸出端，電容Cp1的另一端耦接可變電容Cp2的一端和功率管Qp1的漏極，可變電容Cp2的另一端和功率管Qp2的漏極耦接全橋電路的另一個(gè)輸出端和地面發(fā)射單元的另一個(gè)輸入端，功率管Qp1和Qp2的源極耦接，功率管Qp1和Qp2的柵極耦接地面控制單元。

地面控制單元根據(jù)線圈偏移距離變化、外部電源電壓波動(dòng)和負(fù)載變化引起的阻抗變化，調(diào)節(jié)功率管Qp1和Qp2的占空比，從而調(diào)節(jié)可變電容Cp2的容值，實(shí)現(xiàn)車(chē)載單元阻抗匹配，使地面單元工作在諧振狀態(tài)。

進(jìn)一步的，車(chē)載可調(diào)LCC諧振網(wǎng)絡(luò)包括電感Ls1、電容Cs1、可變電容Cs2和功率管Qs1和Qs2，電感Ls1的一端和電容Cs1的一端耦接車(chē)載接收單元的一個(gè)輸出端，電感Ls1的另一端耦接同步整流電路的一個(gè)輸入端，電容Cs1的另一端耦接可變電容Cs2的一端和功率管Qs1的漏極，可變電容Cs2的另一端和功率管Qs2的漏極耦接車(chē)載接收單元的另一個(gè)輸出端和同步整流電路的另一個(gè)輸入端，功率管Qs1和Qs2的源極耦接，功率管Qs1和Qs2的柵極用于耦接車(chē)載控制單元。