用于电动汽车的多负载非接触式充电器和系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及汽车电子技术，特别涉及一种用于电动汽车的多负载非接触式充电器以及包含该充电器的非接触式充电系统。本实用新型的多负载非接触式充电器包括：全波整流电路，用于将交流电转换为直流电；与所述全部整流电路相连的高频逆变电路，用于将所述直流电逆变换为高频交变电流；与所述高频逆变电路相连的谐振电路，其由第一电感器和第一电容器组成；多个初级线圈；补偿电容器，其中，所述多个初级线圈和补偿电容器串联连接在所述第一电容器的两端，其中，所述补偿电容器的电容值Cp被设置为满足一定的关系以使流经所述多个初级线圈内的电流保持恒定。
【专利说明】用于电动汽车的多负载非接触式充电器和系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车电子技术，特别涉及一种用于电动汽车的多负载非接触式充电器以及包含该充电器的非接触式充电系统。
【背景技术】
[0002]节能和环保是汽车工业发展的目标，诸如纯电动汽车和混合动力汽车之类的电动汽车的发展在此背景下被广泛看好。电动汽车一般通过插座从电网获取电能，充电器直接与蓄电池固定连接。由于插座与电缆的存在，这种充电方式的灵活性不足。此外，较大的充电电流也构成了漏电等潜在的危险。
[0003]针对上述情况，业界已经开发了基于电磁感应的非接触式充电方法，该方法通过埋设于地表的初级线圈与固定于车辆底盘的次级线圈的电磁耦合来传输电能，以实现对蓄电池的充电。图1为典型的非接触式充电方法的原理图。如图1所示，三相工频电源经过整流滤波之后获得的直流电在逆变器中进行高频逆变，所产生的高频交变电流注入初级线圈，在邻近空间内产生高频交变磁通量，次级线圈通过耦合高频交变磁通量获取感应电动势，经过功率调整环节之后输出至负载。在上述方法中，初级线圈侧的功率输出主要是通过电流闭环来控制初级线圈的电流而实现的，但是这种控制方法非常复杂，而且不适合于多负载系统。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于电动汽车的多负载非接触式充电器，其能够方便地实现初级线圈内电流的恒定。
[0005]本实用新型的上述目的可通过下列技术方案实现:
[0006]—种用于电动汽车的多负载非接触式充电器，包括:
[0007]全波整流电路，用于将交流电转换为直流电；
[0008]与所述全波整流电路相连的高频逆变电路，用于将所述直流电逆变换为高频交变电流；
[0009]与所述高频逆变电路相连的谐振电路，其由第一电感器和第一电容器组成；
[0010]多个初级线圈；
[0011]补偿电容器，
[0012]其中，所述多个初级线圈和补偿电容器串联连接在所述第一电容器的两端。
[0013]优选地，在上述多负载非接触式充电器中，所述多个初级线圈具有相同的电感值和与次级线圈的相同的互感值。
[0014]优选地，在上述多负载非接触式充电器中，所述初级线圈为扁平线圈。
[0015]优选地，在上述多负载非接触式充电器中，所述扁平线圈呈矩形，所述矩形的角部为圆角，所述圆角的半径与所述矩形的长度和宽度满足下列关系:
[0016]r =入 X 1/w[0017]其中r为半径，I为长度，w为宽度，λ为常数,取值范围为0.8-1 ο
[0018]优选地，在上述多负载非接触式充电器中，所述扁平线圈呈圆形或椭圆形。
[0019]本实用新型的还有一个目的是提供一种用于电动汽车的多负载非接触式充电系统，其能够方便地实现初级线圈内电流的恒定。
[0020]本实用新型的上述目的可通过下列技术方案实现:
[0021]一种用于电动汽车的多负载非接触式充电系统，包含:
[0022]充电器，包括:
[0023]全波整流电路，用于将交流电转换为直流电；
[0024]与所述全波整流电路相连的高频逆变电路，用于将所述直流电逆变换为高频交变电流；
[0025]与所述高频逆变电路相连的谐振电路，其由第一电感器和第一电容器组成；
[0026]多个初级线圈；
[0027]补偿电容器，
[0028]其中，所述多个初级线圈和补偿电容器串联连接在所述第一电容器的两端，
[0029]受电器，包括:
[0030]次级线圈；
[0031]与所述次级线圈相连的全桥整流电路，用于将所述次级线圈感应的高频交变电流转换为直流电；
[0032]与所述全桥整流电路相连的功率控制电路，用于控制所述全桥整流电路的输出功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]本实用新型的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示，附图包括:
[0034]图1为典型的非接触式充电方法的原理图。
[0035]图2为按照本实用新型一个实施例的用于电动汽车的多负载非接触式充电器的电路原理图。
[0036]图3为图2所示多负载非接触式充电器中的初级线圈的平面示意图。
[0037]图4为按照本实用新型一个实施例的用于电动汽车的多负载非接触式充电系统的示意图。
[0038]图5为可应用于图4所示受电器的功率控制电路的原理图。
【具体实施方式】
[0039]下面通过参考附图描述【具体实施方式】来阐述本实用新型。但是需要理解的是，这些【具体实施方式】仅仅是示例性的，对于本实用新型的精神和保护范围并无限制作用。
[0040]在本说明书中，“耦合”一词应当理解为包括在两个单元之间直接传送能量或信号的情形，或者经一个或多个第三单元间接传送能量或信号的情形，而且这里所称的信号包括但不限于以电、光和磁的形式存在的信号。[0041]“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本实用新型的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。再者，诸如“第一”、“第二”、“第三”和“第四”之类的用语并不表示单元或数值在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元或数值之用。
[0042]以下借助附图描述本实用新型的具体实施例。
[0043]图2为按照本实用新型一个实施例的用于电动汽车的多负载非接触式充电器的电路原理图。
[0044]如图2所示，按照本实施例的用于电动汽车的多负载非接触式充电器包括全波整流电路110、高频逆变电路120、谐振电路130、初级线圈组140和补偿电容器Cp。
[0045]全波整流电路110可以采用整流桥堆的形式，其将将诸如三相工频交流电源提供的交流电转换为直流电。高频逆变电路120与全波整流电路110相连，其将全波整流电路110输出的直流电逆变换为高频交变电流。
[0046]谐振电路130与高频逆变电路120相连，如图2所示，其由第一电感器L1和第一电容器C1组成。谐振电路130的谐振频率由下式确定:
[0047]
【权利要求】
1.一种用于电动汽车的多负载非接触式充电器，其特征在于，包括: 全波整流电路，用于将交流电转换为直流电； 与所述全波整流电路相连的高频逆变电路，用于将所述直流电逆变换为高频交变电流； 与所述高频逆变电路相连的谐振电路，其由第一电感器和第一电容器组成； 多个初级线圈； 补偿电容器， 其中，所述多个初级线圈和补偿电容器串联连接在所述第一电容器的两端。
2.根据权利要求1所述的多负载非接触式充电器，其中，所述多个初级线圈具有相同的电感值和与次级线圈的相同的互感值。
3.根据权利要求1所述的多负载非接触式充电器，其中，所述初级线圈为扁平线圈。
4.根据权利要求3所述的多负载非接触式充电器，其中，所述扁平线圈呈矩形，所述矩形的角部为圆角，所述圆角的半径与所述矩形的长度和宽度满足下列关系:
r = λ X 1/w 其中r为半径，I为长度，w为宽度，λ为常数,取值范围为0.8-1 ο
5.根据权利要求3所述的多负载非接触式充电器，其中，所述扁平线圈呈圆形或椭圆形。
6.一种用于电动汽车的多负载非接触式充电系统，包含: 充电器，包括: 全波整流电路，用于将交流电转换为直流电； 与所述全波整流电路相连的高频逆变电路，用于将所述直流电逆变换为高频交变电流； 与所述高频逆变电路相连的谐振电路，其由第一电感器和第一电容器组成； 多个初级线圈； 补偿电容器， 其中，所述多个初级线圈和补偿电容器串联连接在所述第一电容器的两端， 受电器，包括: 次级线圈； 与所述次级线圈相连的全桥整流电路，用于将所述次级线圈感应的高频交变电流转换为直流电； 与所述全桥整流电路相连的功率控制电路，用于控制所述全桥整流电路的输出功率。
7.根据权利要求6所述的多负载非接触式充电系统，其中，所述多个初级线圈具有相同的电感值和与次级线圈的相同的互感值。
8.根据权利要求6所述的多负载非接触式充电系统，其中，所述初级线圈为扁平线圈。
9.根据权利要求8所述的多负载非接触式充电系统，其中，所述扁平线圈呈矩形，所述矩形的角部为圆角，所述圆角的半径与所述矩形的长度和宽度满足下列关系:
r = λ X 1/w 其中r为半径，I为长度， w为宽度，λ为常数,取值范围为0.8-1 ο
10.根据权利要求8所述的多负载非接触式充电系统，其中，所述扁平线圈呈圆形或椭圆形。
【文档编号】H02J7/02GK203674772SQ201320649088
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】施骞, 邓恒, 张崇生, 郝飞 申请人:上海汽车集团股份有限公司