基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统

本发明主要涉及汽车无线充电，具体涉及基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源和环保出行的需求不断增长，电动汽车(ev)市场正在迅速扩张。然而，电动汽车的普及和广泛使用面临一些技术挑战，其中最为突出的就是电池的续航能力和充电速度问题。传统的有线充电方式存在诸多不便，如充电设施不足、充电速度慢等，这在一定程度上限制了电动汽车的发展。

2、为了解决这些问题，科研人员一直在探索新的输电和蓄电技术。而当今电动汽车给人们带来的“路程困扰”是减缓其发展的一大因素，造成此问题的主要原因还是在于当前技术阶段所能制造的电池的能量密度提升缓慢，从而使电动汽车可行驶路程不高，换电技术也因价格比较昂贵而得不到普及，给消费者带来了很大的麻烦。

技术实现思路

1、本发明主要提供了基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

3、基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，包括：

4、公频电网，用于在输电系统内提供工频交流电；

5、供电导轨，用于通过发射线圈向轨道上车辆进行无线传输供电，同时分为n个导轨组，同时每个导轨组又被分为n个小的导轨段；

6、多个电能变换装置，每个导轨组内配备一个电能变换装置，用于将将工频交流电转换为高频交变电后注入到供电导轨中；

7、换流开关和谐振补偿装置，每个导轨段内均配置一组换流开关和谐振补偿装置，谐振补偿装置利用谐振原理、使两个或多个具有一样谐振频率的发射接收线圈在特定的电源频率下产生共振，从而达到中距离无线电能传输的目的，换流开关用于根据自身的负载状况，自适应切换到导轨供电状态，即实现了对双层多级导轨的分级控制；

8、无感充电车，用于接收供电导轨传输的交流电。

9、进一步的，在本发明中，所述无感充电车由驱动装置、接收线圈、蓄电池、控制单元所组成。

10、进一步的，在本发明中，所述无感充电车的蓄电池为高能量密度的锂离子电池。

11、进一步的，在本发明中，所述无感充电车的控制单元监测电车的充电需求和状态，并据此调整电源的输出功率、磁场的强度和频率。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

13、本发明采用磁耦合谐振的基本原理，通过发射器将电能转化为其他形式的中继能量，隔空传输一段距离后，再通过接收器将中继能量转化为电能来实现对汽车的电源进行无线充电；

14、(1)采用磁耦合谐振式输电技术，可以实现电车的快速无线充电，大大提高了充电效率；

15、(2)利用磁耦合谐振式无线输电系统，可以继续使用目前的电池技术，不需要对电池的蓄电能能力进行进一步的研发，同时降低了电池的安全隐患，提高了汽车电池的利用率，降低了造车成本；

16、(3)非接触式，一对多充电，大大地减少了因为频繁插拔数据线而导致的接触不良所引发的安全隐患；

17、(4)自主研发生产汽车充电装置组件工艺，降低成本约20％～30％，探索并研发无感充电装置使用感应材料，电车续航能力提升。

18、以下将结合附图与具体的实施例对本发明进行详细的解释说明。

技术特征：

1.基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，其特征在于，所述无感充电车(60)由驱动装置(61)、接收线圈(62)、蓄电池(63)、控制单元(64)所组成。

3.根据权利要求2所述的基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，其特征在于，所述无感充电车(60)的蓄电池(63)为高能量密度的锂离子电池。

4.根据权利要求2所述的基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，其特征在于，所述无感充电车(60)的控制单元(64)监测电车的充电需求和状态，并据此调整电源的输出功率、磁场的强度和频率。

技术总结
本发明提供了基于磁耦合谐振式电车的新型输电系统，属于汽车无线充电技术领域，包括：公频电网，用于在输电系统内提供工频交流电；供电导轨，用于通过发射线圈向轨道上车辆进行无线传输供电，同时分为N个导轨组，同时每个导轨组又被分为n个小的导轨段；多个电能变换装置，每个导轨组内配备一个电能变换装置，用于将将工频交流电转换为高频交变电后注入到供电导轨中；换流开关和谐振补偿装置，每个导轨段内均配置一组换流开关和谐振补偿装置；无感充电车，用于接收供电导轨传输的交流电。本发明采用磁耦合谐振式输电技术，可以实现电车的快速无线充电，大大提高了充电效率；同时降低了电池的安全隐患，提高了汽车电池的利用率，降低了造车成本。

技术研发人员：张文婧,许进,王嘉祥,孟婷婷,黄立凤
受保护的技术使用者：安徽信息工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/10