[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車雙向無線電能傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011292952.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112373322B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 那拓?fù)?/a>;張明濤;徐國強(qiáng);唐佳棋;李為漢;張千帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L53/12
• 分類號(hào): B60L53/12;B60L55/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

電動(dòng)汽車雙向無線電能傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制方法，涉及電能傳輸領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有對(duì)大功率電動(dòng)汽車無線充電的結(jié)構(gòu)存在給電網(wǎng)引入巨大諧波含量、影響電能質(zhì)量、無法實(shí)現(xiàn)電池對(duì)電網(wǎng)的饋電的問題。利用三相全橋逆變電路對(duì)網(wǎng)側(cè)輸出進(jìn)行功率因數(shù)校正，確保網(wǎng)側(cè)電流電壓相位相同。再利用基于耦合電感的準(zhǔn)Z源變換器對(duì)母線電壓進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后經(jīng)過高頻逆變模塊H橋進(jìn)行高頻逆變，得到高頻交流電。高頻交流電通過諧振網(wǎng)絡(luò)及發(fā)射線圈，傳遞到接收線圈及接收端補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)諧振網(wǎng)絡(luò)。最終通過雙向可控整流橋?qū)⒛芰總鬏斀o電池。它用于為電池充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能雙向傳輸結(jié)構(gòu)及調(diào)制方法。屬于電能傳輸領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前電動(dòng)汽車無線電能充電技術(shù)發(fā)射端變換器功能實(shí)現(xiàn)多數(shù)為：單相/三相電網(wǎng)通過不控整流輸出直流電壓，經(jīng)過DC/DC變換器調(diào)節(jié)后，將電壓進(jìn)行高頻逆變，高頻交流電傳輸給諧振網(wǎng)絡(luò)。這樣的結(jié)構(gòu)帶來的問題有：1)對(duì)于大功率電動(dòng)汽車無線充電沒有PFC校正會(huì)給電網(wǎng)引入巨大的諧波含量，影響電能質(zhì)量；2)發(fā)射端變換器不控整流的應(yīng)用將會(huì)限制電動(dòng)汽車無線電能流動(dòng)的方向，無法實(shí)現(xiàn)電池對(duì)電網(wǎng)的饋電。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有對(duì)大功率電動(dòng)汽車無線充電的結(jié)構(gòu)存在給電網(wǎng)引入巨大諧波含量、影響電能質(zhì)量、無法實(shí)現(xiàn)電池對(duì)電網(wǎng)的饋電的問題。現(xiàn)提供電動(dòng)汽車雙向無線電能傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制方法。

電動(dòng)汽車雙向無線電能傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括發(fā)射端變換器和接收端變換器，

發(fā)射端變換器包括單位功率校正模塊、準(zhǔn)Z源變換器、高頻逆變模塊、發(fā)射端LCC型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和發(fā)射線圈，

接收端變換器包括接收線圈、接收端補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)和雙向可控整流橋，

單位功率校正模塊，用于對(duì)電網(wǎng)輸出的交流電進(jìn)行功率因數(shù)校正，得到校正后的直流電傳輸給準(zhǔn)Z源變換器，還用于將升壓后的直流電進(jìn)行功率因數(shù)校正，得到校正后的交流電傳輸給電網(wǎng)；

準(zhǔn)Z源變換器，用于對(duì)校正后的直流電進(jìn)行降壓調(diào)節(jié)，得到降壓后的直流電傳輸給高頻逆變模塊，還用于對(duì)高頻逆變模塊輸出的直流電進(jìn)行升壓調(diào)節(jié)，得到升壓后的直流電傳輸給單位功率校正模塊；

高頻逆變模塊，用于對(duì)降壓后的直流電進(jìn)行高頻逆變，得到高頻交流電傳輸給發(fā)射端LCC型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，還用于將發(fā)射端LCC型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)輸出的高頻諧振交流電整流成直流電傳輸給準(zhǔn)Z源變換器；

發(fā)射端LCC型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，用于將高頻交流電轉(zhuǎn)換成高頻諧振交流電發(fā)送至發(fā)射線圈，還用于通過發(fā)射線圈感應(yīng)接收線圈上的高頻諧振交流電，將高頻諧振交流電傳輸給高頻逆變模塊；

接收端補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，用于通過接收線圈感應(yīng)發(fā)射線圈上的高頻諧振交流電，將高頻諧振交流電傳輸給雙向可控整流橋，還用于將雙向可控整流橋輸出的交流電轉(zhuǎn)換成高頻諧振交流電發(fā)送至接收線圈；

雙向可控整流橋，用于對(duì)高頻諧振交流電進(jìn)行整流，得到直流電傳輸給電池，還用于對(duì)電池輸出的直流電進(jìn)行逆變，得到交流電傳輸給接收端補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，單位功率校正模塊為由6個(gè)開關(guān)管和6個(gè)二極管組成的三相全橋逆變電路。

優(yōu)選地，準(zhǔn)Z源變換器包括電容C1-C2、耦合電感L1-L2和開關(guān)管S7，

單位功率校正模塊的正極輸出端同時(shí)連接電容C1的正極和耦合電感L1的一端，耦合電感L1的另一端同時(shí)連接電容C2的一端和開關(guān)管S7的一端，開關(guān)管S7的另一端同時(shí)連接耦合電感L2的一端和電容C1的負(fù)極，電感L2的另一端連接高頻逆變模塊的正極輸入端，

電容C2的另一端同時(shí)連接單位功率校正模塊的負(fù)極輸出端和高頻逆變模塊的負(fù)極輸入端。

優(yōu)選地，高頻逆變模塊為由4個(gè)開關(guān)管和4個(gè)二極管組成的逆變電路。

優(yōu)選地，發(fā)射端LCC型補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)包括電容C3-C4和電感L3，