[发明专利]用于恒功率充电的电动汽车无线能量传输装置

说明书

一种用于恒功率充电的电动汽车无线能量传输装置，包括原边侧T型阻抗匹配网络和副边侧T型阻抗匹配网络。原边侧阻抗匹配网络包括原边侧串联补偿电感L₁、原边侧并联补偿电容C_PP和原边侧串联补偿电容C_PS。副边侧阻抗匹配网络包括副边侧串联补偿电容C_SS、副边并联补偿电容C_SP和副边侧串联补偿电感L₂。原边侧阻抗匹配网络和副边侧阻抗匹配网络分别用于补偿原边侧线圈和副边侧线圈的漏感。

技术领域

本发明涉及一种用于恒功率充电的电动汽车无线充电的阻抗匹配网络。

背景技术

电动汽车是未来发展新能源绿色交通和实现交通电气化的必然趋势，因此世界各国对电动汽车的发展都制定了相关的鼓励性政策，然而电动汽车仍然没有得到广泛的普及。制约电动汽车发展的主要因素是电池成本较高和充电困难。传统插电式充电方式采用笨重的充电枪，使用极不方便，不仅存在接插部件的机械磨损老化问题，而且在雨雪恶劣天气下还有漏电触电的安全隐患。电动汽车的无线充电技术是近几年新兴的一个热点研究方向，它能够极大的提高充电的安全性和便利性，用户只需要将电动汽车停好即可自动充电。

电动汽车无线充电系统的能量传输效率和稳定性是研究的关键问题。如何在简化控制过程的基础上，通过使用阻抗匹配网络对电路中的无功分量进行补偿，提高系统的能量传输效率，对电动汽车电池进行恒流或恒压充电，保证充电过程的稳定性，是此项技术的热点与难点。

为此，发明专利CN201410359680“恒流输出型感应式无线电能传输变换器及其参数选取方法”提出了一种在原副边分别串联电容的阻抗匹配方法，实现了系统谐振时的恒流输出，该方案需要对磁场耦合机构进行复杂的计算与设计，增加了系统设计的工程实现难度。发明专利CN201410851171“一种感应电能传输系统的补偿拓扑电路”提出了一种原边侧采用T型阻抗匹配，副边侧采用串联电容匹配的方法，以提高系统的偏移容忍度。该方案未将系统的负载匹配至最优，且原边侧采用的阻抗匹配网络过于复杂，增加了系统设计的成本与复杂度。

上述阻抗匹配方法虽能不同程度的对系统电路的无功分量进行补偿，但均无法保证线圈的最高效率及恒功率输出，且无法通过原边侧的阻抗匹配设计使得系统恒定输出电流，确保系统运行的稳定性。此外，也有人针对系统的高效稳定运行问题提出了调频、移相等控制方法，保证对电池的恒流或恒压充电。但是，采用较为复杂的控制方法提高的设计的困难程度，增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提出一种用于恒功率充电的电动汽车无线能量传输装置。本发明能够保证原边侧线圈的恒定电流输出，满足系统的最佳效率、恒定功率输出，且其设计方法简单，系统工作稳定，制造成本低。

本发明为实现其发明目的所采用的技术方案如下。

一种用于电动汽车恒功率充电的无线能量传输装置，包括原边侧阻抗匹配网络和副边侧阻抗匹配网络。原边侧阻抗匹配网络和副边侧阻抗匹配网络分别用于补偿原边侧线圈和副边侧线圈的漏感。原边侧线圈和副边侧线圈是一对耦合线圈，耦合系数为K，K的取值范围是0.05—0.3。