[發(fā)明專利]具有強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310437444.0
• 申請日: 2023-04-20
• 公開（公告）號: CN116494788A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏晨陽;任剛;鄢家安;吳周森;劉云海;楊子健;魯揚;劉杰;高宇翔;丁可
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;H02J50/90;H02J50/40;H02J50/12;H02J7/00;B60L53/31;B60L53/124;B60L53/122;B60L53/126
• 代理公司: 重慶敏創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

本發(fā)明提供一種具有強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括變頻器和集群式充電樁，集群式充電樁包括原邊線圈共用磁芯以及在原邊線圈共用磁芯兩側(cè)分別排列設(shè)置的若干充電線圈，每一個充電線圈均配置有一個原邊補償電路且通過對應(yīng)的原邊線圈切換元件可投切式的連接在變頻器的輸出母線上，對應(yīng)每一個充電線圈還配置有副邊線圈檢測傳感器，若干副邊線圈檢測傳感器連接在線圈檢測信號處理模塊上，線圈檢測信號處理模塊根據(jù)若干副邊線圈檢測傳感器所檢測到的副邊線圈所處的位置控制對應(yīng)的充電線圈工作。其效果是：不論電動汽車停在何處，均能獲得極為穩(wěn)定的電壓；既可以為多個電動汽車充電，也可以為多種電壓等級的電動汽車充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線能量傳輸技術(shù)，具體涉及一種具有強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無線電能傳輸通過磁場、電場、激光及微波等媒介，實現(xiàn)電能的非電氣接觸傳輸。該技術(shù)可以有效地解決傳統(tǒng)有線取電方式引起的設(shè)備靈活性受限和安全隱患的問題。目前，在電動汽車、消費電子產(chǎn)品、家用電器等應(yīng)用領(lǐng)域，國內(nèi)外的專家學(xué)者對該技術(shù)已展開了研究并獲得了較多的理論成果。

感應(yīng)耦合式無線電能傳輸系統(tǒng)通常是設(shè)置有能量發(fā)射線圈和能量接收線圈，能量發(fā)射端將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流信號，通過能量發(fā)射線圈轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿芰浚艨諅鬏斠欢尉嚯x后，通過能量接收線圈拾取能量，從而實現(xiàn)無線電能傳輸。

電動汽車無線充電系統(tǒng)是感應(yīng)耦合式無線電能傳輸?shù)难芯繜狳c，然而，現(xiàn)有的研究成果中，大多數(shù)關(guān)注的是電動汽車無線充電的抗偏移技術(shù)或者無線充電的多負載技術(shù)，而對將電動汽車無線充電的抗偏移技術(shù)和多負載技術(shù)結(jié)合起來的系統(tǒng)卻鮮有研究，本發(fā)明將電動汽車無線充電的抗偏移技術(shù)和多負載技術(shù)結(jié)合起來提出了一種具有強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以同時為多個電動汽車充電，具有很強的抗偏移能力，使電動汽車獲得穩(wěn)定的電壓輸入。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種具有強抗偏移特性的集群式電動汽車無線充電系統(tǒng)，其關(guān)鍵在于：包括變頻器和集群式充電樁，所述集群式充電樁包括原邊線圈共用磁芯以及在所述原邊線圈共用磁芯兩側(cè)分別排列設(shè)置的若干充電線圈，每一個所述充電線圈均配置有一個原邊補償電路且通過對應(yīng)的原邊線圈切換元件可投切式的連接在所述變頻器的輸出母線上，對應(yīng)每一個充電線圈還配置有副邊線圈檢測傳感器，若干副邊線圈檢測傳感器連接在線圈檢測信號處理模塊上，所述線圈檢測信號處理模塊根據(jù)若干副邊線圈檢測傳感器所檢測到的副邊線圈所處的位置控制對應(yīng)的充電線圈并聯(lián)接入所述變頻器的輸出母線上實現(xiàn)無線充電。

可選地，所述原邊線圈共用磁芯兩側(cè)的充電線圈結(jié)構(gòu)和參數(shù)完全相同。

可選地，所述原邊線圈共用磁芯兩側(cè)的充電線圈均為矩形平面線圈，且分別依次緊密排列，同一側(cè)的充電線圈電流方向均相同，且同一側(cè)相鄰兩個充電線圈之間的互感值相同。

可選地，所述原邊補償電路包括LCC補償電路和相鄰充電線圈互感補償電路。

可選地，所述LCC補償電路包括補償電感L₀、串聯(lián)諧振電容C₀和并聯(lián)補償電容C₁，所述補償電感L₀和所述并聯(lián)補償電容C₁串接后經(jīng)過對應(yīng)的原邊線圈切換元件連接在所述變頻器的輸出母線上，所述串聯(lián)諧振電容C₀和對應(yīng)的充電線圈形成串聯(lián)后整體并聯(lián)在所述并聯(lián)補償電容C₁的兩端，且滿足：

L₀＝αL₁，0α1且

其中，L₁為充電線圈自感值，α為電感比，ω為系統(tǒng)工作角頻率。