[实用新型]一种高效率电动汽车无线充电装置

说明书

本实用新型涉及一种高效率电动汽车无线充电装置，包括充电控制器、发射装置和接收装置，发射装置和充电控制器之间通过输电电缆连接，接收装置中的接收线圈和发射装置中的发射线圈和中继线圈组成WPT系统，使得接收线圈与发射线圈在非接触的条件下实现电能的无线传输，中继线圈的加入，增大了发射端的自感和收发线圈间的互感，提高了耦合系数，同时中继线圈的加入，使得系统在输出相同的功率时，与两线圈结构相比，原边的电流能够大幅度减小，使得系统在逆变器内阻和原线圈上的损耗降低，相应的提高了整个系统的传输效率。

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车无线充电装置，特点是高效传输能量。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transmission，WPT)技术渐渐应用到实际生活中。对于无线充电汽车，从节约资源的角度来看，石油是不可再生资源，如今燃油汽车越来越多，世界上石油的总量越来越少，随着无线充电技术的发展，电动汽车代替了部分燃料汽车的使用，大大较少了对石油的燃烧，同时也可以减少燃烧石油时排放的尾气对大气的污染，间接性的保护了生态环境。目前，电动汽车都是采用有线充电，但是电池的续航能力不够强，所以在使用中需要频繁充电，这就会频繁的插拔充电连接器，不但容易造成连接器部位的端子磨损氧化导致接触不好，而且在使用中常常会忘记充电，在需要使用时才发现电量不足，影响电动汽车的使用。这主要是因为电动汽车充电时，需要独立的充电装置并且要手动连接充电器，难免会遇到忘记充电的状况；另外现有的通过连接器进行连接充电的方式容易造成设备连接器的外壳部分出现裂痕，在雨雪天气中容易发生漏电存在安全隐患，容易造成内部电子原件的受潮或损坏，造成电动汽车的故障率增加，不利于电动汽车的稳定性和可靠性。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：为了解决上述的技术问题，设计一种高效率电动汽车无线充电装置，可以很好地解决了电动汽车需要频繁插拔充电器，并且避免了在雨雪天气下充电过程中发生漏电的危险。

本实用新型的技术方案是：一种高效率电动汽车无线充电装置，包括充电控制器2、发射装置4和接收装置5，所述发射装置4和充电控制器2之间通过输电电缆3连接；所述接收装置5中的接收线圈51、发射装置4中的发射线圈41和中继线圈42共同组成磁耦合谐振式WPT系统，实现接收线圈51和发射装置4在非接触的条件下电能的无线传输；所述发射线圈41由利兹线周向缠绕为圆盘状，其中部为中空结构，中继线圈42整体位于发射线圈41中心处，且与发射线圈41位于同一水平面，且轴线重合；接收线圈51为圆盘状，圈数与发射线圈41圈数相同，且轴线与发射线圈41轴线重合；磁耦合谐振式WPT系统使得接收线圈与发射线圈在非接触的条件下实现电能的无线传输。

本实用新型的进一步技术方案是：定义发射线圈谐振频率为f₁，接收线圈频率为f₂，中继线圈电感为L₃，中继线圈谐振电容为C₃，中继线圈谐振频率为三者之间关系满足f₁＝f₂且f₃＝a·f₁，逆变器工作频率f应满足：f＝b·f₁，其中a＝1.2～1.5且1<b<a，a表示含义为中继线圈谐振频率与发射线圈谐振频率的倍数关系，b表示含义为逆变器工作频率与发射线圈谐振频率的倍数关系。

本实用新型的进一步技术方案是：所述发射装置4中包括工频整流滤波电路、高频逆变电路、发射线圈41和中继线圈42，经充电控制器2传出的交流电，经过工频整流滤波电路将交流电整流成直流电后，再经过高频逆变电路将直流电逆变为高频交流电，传给发射线圈41和中继线圈42；接收装置5包括接收线圈51、高频整流滤波电路和DC/DC变换单元电路；高频交流电经发射线圈41和中继线圈42产生高频变化的磁场，磁场通过空气介质传入接收线圈51；经接收线圈51的感应耦合作用，将变化的磁场再转变为交变的电压，传入高频整流滤波电路，经高频整流滤波电路将交流电变为直流电后传入DC/DC变换单元电路，经DC/DC变换单元电路转换为恒压电路后，传入负载，为汽车充电。