[发明专利]一种兼容单三相的双向无线充电系统及电动汽车

说明书

本发明公开了一种兼容单三相的双向无线充电系统及电动汽车，所述双向无线充电系统包括与交流电网依次连接的初级全桥高频变换单元和初级线圈单元，与动力电池依次连接的次级全桥高频变换单元和次级线圈单元，且所述初级线圈单元与所述次级线圈单元相互磁耦合，还包括连接于所述交流电网与所述初级全桥高频变换单元之间的双向AC/DC变换单元，且所述双向AC/DC变换单元可切换至供单相交流电工作的第一桥式电路以及供三相交流电工作的第二桥式电路。与现有技术相比，本发明能在G2V模式下向电动汽车充电，并在V2G模式下对电动汽车放电，同时本发明既能满足单相电输入，又能满足三相电输入，应用范围广泛。

技术领域

本发明涉及无线充电领域，特别是一种兼容单三相的双向无线充电系统及电动汽车。

背景技术

近年来，为了解决全球气候变暖以及化石能源污染问题，新能源行业成为国家发展的重点行业之一，而其中电动汽车行业是新能源行业重要的组成部分，而电动汽车行业的充电技术和充电基础设施建设是电动汽车大规模应用的必要支撑条件。无线电能传输技术是将电能通过高频磁场以非接触的形式由电能源极传输至电能接收设备的功率传输模式，与传统的接触式充电方式相比，无线充电技术解决了电气插拔导致的插电火花、容易磨损、人员安全风险等问题，因而具有环境适应能力强、可安全接入、灵活便捷等优点。

目前无线电能传输技术主要应用于电网为电动汽车充电的单向传递(G2V)，然而随着电动汽车入网技术(V2G)和智能电网等相关研究的不断深入，可以控制电动汽车与电网之间的功率传输接口来改变能量传输方向实现电能在电网和蓄电池之间的双向流动和转换。通过V2G技术可以将数量众多的电动汽车蓄电池作为分布式储能系统，通过智能电网的调控将之并入电网中，参与电网供电调节实现“削峰填谷”以提高电网运行的稳定性和灵活性。

发明内容

针对现有技术中，电动汽车的充电系统无法兼容单相输入和三相输入的问题，本发明提出了一种兼容单三相的双向无线充电系统及电动汽车。

本发明的技术方案为，提出了一种兼容单三相的双向无线充电系统，包括与交流电网依次连接的初级全桥高频变换单元和初级线圈单元，与动力电池依次连接的次级全桥高频变换单元和次级线圈单元，且所述初级线圈单元与所述次级线圈单元相互磁耦合，还包括连接于所述交流电网与所述初级全桥高频变换单元之间的双向AC/DC变换单元，且所述双向AC/DC变换单元可切换至供单相交流电工作的第一桥式电路以及供三相交流电工作的第二桥式电路。

进一步，所述双向AC/DC变换单元包括：开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q8、电感La、电感Lb、电感lc、开关S1、开关S2、开关S3、电容C1、电容C2、电容C3；

所述双向AC/DC变换单元包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、以及第四桥臂，所述开关管Q1与所述开关管Q2组成第一桥臂、所述开关管Q3与开关管Q4组成第二桥臂、所述开关管Q5与开关管Q6组成第三桥臂、所述开关管Q7与开关管Q8组成第四桥臂，交流电网的A相依次串联开关S1、电感La后连接到第二桥臂的中点，交流电网的B相依次串联开关S2、电感Lb后连接到第三桥臂的中点，交流电网的C相依次串联开关S3、电感Lc后连接到第四桥臂的中点，交流电网的零线连接到第一桥臂的中点，所述电容C1一端连接到开关S1与电感La之间、另一端连接到交流电网的零线，所述电容C2一端连接到开关S2与电感Lb之间、另一端连接到交流电网的零线，所述电容C3一端连接到开关S3与电感Lc之间、另一端连接到交流电网的零线。

进一步，当所述开关S1闭合、开关S2和开关S3断开时，所述双向AC/DC变换单元切换至第一桥式电路；

当所述开关S1、开关S2、开关S3闭合时，所述双向AC/DC变换单元切换至第二桥式电路。

进一步，还包括连接在初级全桥高频变换单元与初级线圈单元之间的初级补偿单元，所述初级补偿单元包括：电感Lf1、电容Cs1、电容Cf1；