一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，包括：安裝于地下的地下電路與安裝于汽車內(nèi)部的車載電路；地下電路與車載電路通過線圈耦合連接；地下電路包括供電電路與地下控制電路；供電電路包括：依次串聯(lián)連接的市電網(wǎng)絡(luò)、功率因數(shù)校正電路、逆變器、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、原邊線圈；地下控制電路包括：信號(hào)接收裝置的輸出信號(hào)經(jīng)過原邊控制器處理發(fā)送給功率因數(shù)校正電路和逆變器；車載電路包括充電電路與車載控制電路；充電電路包括：依次串聯(lián)連接的副邊線圈、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、整流器、充電機(jī)、電池；車載控制電路包括：模擬量采集裝置將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器之后經(jīng)過微控制器處理發(fā)送給信號(hào)發(fā)送裝置；從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。
【專利說明】一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電及無(wú)線通訊領(lǐng)域，特別涉及一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前非接觸電能傳輸技術(shù)主要有以下幾種方式:電磁感應(yīng)式、感應(yīng)電容式、電磁共振式、無(wú)線電波式。其中感應(yīng)電容式無(wú)線電能傳輸技術(shù)報(bào)導(dǎo)的較少；無(wú)線電波式利用微型高效接收電路捕捉從障礙物反射回來(lái)的無(wú)線電波，將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電能給負(fù)載供電，這種方式較為成熟，傳輸距離也最長(zhǎng)，但是傳輸功率較低。
[0003]無(wú)線充電技術(shù)在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用，通過埋設(shè)于地表的一次線圈與固定于車輛底盤的二次線圈的電磁耦合來(lái)傳輸電能，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，具有可靠、安全環(huán)保、全自動(dòng)、免維護(hù)等一系列優(yōu)點(diǎn)。對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)的巨大需求使得相關(guān)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用相當(dāng)活躍。典型的應(yīng)用包括新西蘭國(guó)家地?zé)峁珗@30kW旅客電動(dòng)運(yùn)輸車、美國(guó)洛杉磯的無(wú)線充電移動(dòng)充電實(shí)驗(yàn)公路以及韓國(guó)銷售的配有車載無(wú)線充電手機(jī)充電器的寶馬7系列轎車等。日產(chǎn)聆風(fēng)雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)和三菱CA-MIEV概念車均擬應(yīng)用無(wú)線充電技術(shù)。
[0004]無(wú)線通信是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。目前市場(chǎng)上的近距無(wú)線通信技術(shù)主要有藍(lán)牙、紅外以及無(wú)線局域網(wǎng)(W1-Fi)。但是藍(lán)牙技術(shù)過于昂貴；紅外技術(shù)要求傳輸信號(hào)的兩個(gè)設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)而且中間不能被其它物體阻隔；W1-Fi技術(shù)的數(shù)據(jù)安全性能不高。
[0005]NFC技術(shù)(近距離無(wú)線通訊技術(shù))是最近幾年興起的近距離無(wú)線通信技術(shù)，其傳輸距離只有0-20cm，但是信號(hào)傳輸?shù)陌踩暂^高、價(jià)格低廉?！兑环N兼容無(wú)線充電和NFC的方法及裝置》(專利號(hào):201210260768.3)提供了一種兼容無(wú)線充電和近場(chǎng)通信的方法，無(wú)線充電和無(wú)線通信雖然共用一個(gè)天線，但是接受無(wú)線電能和進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸是分時(shí)的，無(wú)法保證電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，通過傳能線圈進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)的閉環(huán)控制方法，從而保證了電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，包括:安裝于地下的地下電路與安裝于汽車內(nèi)部的車載電路；所述地下電路與所述車載電路通過線圈耦合連接；所述地下電路包括供電電路與地下控制電路；所述供電電路包括:依次串聯(lián)連接的市電網(wǎng)絡(luò)、功率因數(shù)校正電路、逆變器、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、原邊線圈；所述地下控制電路包括:用于接收車載電路控制信號(hào)的信號(hào)接收裝置，所述信號(hào)接收裝置的輸出信號(hào)經(jīng)過原邊控制器處理發(fā)送給供電電路中的功率因數(shù)校正電路和逆變器，用于控制供電電路；所述車載電路包括充電電路與車載控制電路；所述充電電路包括:依次串聯(lián)連接的副邊線圈、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、整流器、充電機(jī)、電池；所述車載控制電路包括:用于采集充電電路參數(shù)的模擬量采集裝置，模擬量采集裝置將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)經(jīng)過微控制器處理發(fā)送給信號(hào)發(fā)送裝置。
[0009]所述功率因數(shù)校正電路采用有源功率因數(shù)校正。
[0010]所述逆變器采用全橋式可控整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過控制調(diào)整開關(guān)管的開通和關(guān)斷時(shí)間，得到20kHZ?10kHZ范圍內(nèi)的高頻交流輸出。
[0011]所述原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用原邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
[0012]所述副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用副邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
[0013]所述信號(hào)發(fā)送裝置通過原副線圈耦合將信號(hào)發(fā)送給信號(hào)接收裝置。
[0014]所述模擬量采集裝置采集的信號(hào)為供電電路的輸出電流與輸出電壓。
[0015]所述原邊控制器發(fā)送給功率因數(shù)校正的信號(hào)為電壓參考信號(hào)。
[0016]所述原邊控制器發(fā)送給逆變器的信號(hào)為頻率為fMf的PWM開關(guān)信號(hào)。
[0017]有益效果
[0018]1、傳能線圈同時(shí)用來(lái)進(jìn)行無(wú)線通訊，省去了天線及相關(guān)設(shè)計(jì)。
[0019]2、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制，具有較高的保密性與安全性。
[0020]3、系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，保證了電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)控制的實(shí)時(shí)性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為電動(dòng)汽車感應(yīng)式無(wú)線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型系統(tǒng)閉環(huán)控制示意圖。
[0023]其中:1、功率因數(shù)校正電路；2、逆變器；3、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)；4、原邊線圈；5、副邊線圈；6、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)；7、整流器；8、模擬量采集裝置；9、模數(shù)轉(zhuǎn)換器；10、微控制器；11、信號(hào)發(fā)送裝置；12、信號(hào)接收裝置；13、原邊控制器；14、市電網(wǎng)絡(luò)；15、充電機(jī)；16、電池。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0025]如圖1所示，一種電動(dòng)汽車感應(yīng)無(wú)線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括供電電路與充電電路，所述供電電路與充電電路通過線圈耦合連接；所述供電電路包括:依次串聯(lián)連接的市電網(wǎng)絡(luò)14、功率因數(shù)校正電路1、逆變器2、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)3、原邊線圈4 ;所述充電電路包括:依次串聯(lián)連接的副邊線圈5、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)6、整流器7、充電機(jī)15、電池16 ；
[0026]圖2為系統(tǒng)閉環(huán)控制示意圖，包括地下控制電路與車載控制電路；所述地下控制電路包括:用于接收車載電路控制信號(hào)的信號(hào)接收裝置12，所述信號(hào)接收裝置的輸出信號(hào)經(jīng)過原邊控制器13處理發(fā)送給供電電路中的功率因數(shù)校正電路I和逆變器2，用于控制供電電路；所述車載控制電路包括:用于采集充電電路參數(shù)的模擬量采集裝置8，模擬量采集裝置將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器9，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)經(jīng)過微控制器10處理發(fā)送給信號(hào)發(fā)送裝置11;所述信號(hào)發(fā)送裝置通過原副線圈耦合將信號(hào)發(fā)送給信號(hào)接收裝置。
[0027]閉環(huán)控制原理為:負(fù)荷側(cè)的電量信息經(jīng)過模擬量采集裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換器后給微控制器，經(jīng)信號(hào)發(fā)送裝置處理后耦合到副邊線圈，經(jīng)過原副邊的耦合線圈傳遞到原邊線圈，經(jīng)過信號(hào)接收裝置處理后傳遞到原邊控制器，原邊控制器控制逆變器的頻率和電壓幅值，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線、閉環(huán)控制。
[0028]所述功率因數(shù)校正電路采用有源功率因數(shù)校正，功率因數(shù)高達(dá)0.99，在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。
[0029]所述逆變器采用全橋式可控整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過控制調(diào)整開關(guān)管的開通和關(guān)斷時(shí)間，得到20kHZ?10kHZ范圍內(nèi)的高頻交流輸出。
[0030]所述原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用原邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
[0031]所述副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用副邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
[0032]所述模擬量采集裝置采集的信號(hào)為供電電路的輸出電流與輸出電壓。
[0033]所述原邊控制器發(fā)送給功率因數(shù)校正電路的信號(hào)為電壓參考信號(hào)。
[0034]所述原邊控制器發(fā)送給逆變器的信號(hào)為頻率為的PWM開關(guān)信號(hào)。
[0035]所述供電電路與地下控制電路組成地下電路安裝于地下。
[0036]所述充電電路與車載控制電路組成車載電路安裝于汽車內(nèi)部。
[0037]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，包括:安裝于地下的地下電路與安裝于汽車內(nèi)部的車載電路；所述地下電路與所述車載電路通過線圈耦合連接；所述地下電路包括供電電路與地下控制電路；所述供電電路包括:依次串聯(lián)連接的市電網(wǎng)絡(luò)、功率因數(shù)校正電路、逆變器、原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、原邊線圈；所述地下控制電路包括:用于接收車載電路控制信號(hào)的信號(hào)接收裝置，所述信號(hào)接收裝置的輸出信號(hào)經(jīng)過原邊控制器處理發(fā)送給供電電路中的功率因數(shù)校正電路和逆變器，用于控制供電電路；所述車載電路包括充電電路與車載控制電路；所述充電電路包括:依次串聯(lián)連接的副邊線圈、副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、整流器、充電機(jī)、電池；所述車載控制電路包括:用于采集充電電路參數(shù)的模擬量采集裝置，模擬量采集裝置將信號(hào)發(fā)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)經(jīng)過微控制器處理發(fā)送給信號(hào)發(fā)送裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述功率因數(shù)校正電路采用有源功率因數(shù)校正。
3.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述逆變器采用全橋式可控整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過控制調(diào)整開關(guān)管的開通和關(guān)斷時(shí)間，得到20kHZ?10kHZ范圍內(nèi)的高頻交流輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述原邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用原邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
5.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述副邊補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)采用副邊串聯(lián)電容的補(bǔ)償方式，電容器的參數(shù)根據(jù)額定3kW負(fù)載、85kHZ的諧振頻率確定。
6.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述信號(hào)發(fā)送裝置通過原副線圈耦合將信號(hào)發(fā)送給信號(hào)接收裝置。
7.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述模擬量采集裝置采集的信號(hào)為供電電路的輸出電流與輸出電壓。
8.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述原邊控制器發(fā)送給功率因數(shù)校正的信號(hào)為電壓參考信號(hào)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種兼容傳能和通訊的電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征是，所述原邊控制器發(fā)送給逆變器的信號(hào)為頻率為的PWM開關(guān)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】H02J7/02GK204012878SQ201420475741
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】孫逢楠, 隋國(guó)蜀, 劉耀輝, 劉寧, 王傳民 申請(qǐng)人:山東魯能智能技術(shù)有限公司