电动汽车谐振式无线充电装置的制作方法

本发明属于电动汽车无线充电系统领域，具体涉及一种电动汽车谐振式无线充电装置。

背景技术：

传统的电动汽车的充电方式主要是有线充电方式，但是常规的有线充电方式存在很多不足之处，充电站需要布设电源电缆，充电时通过导线与电动汽车的充电装置连接为电动汽车充电，而且整个充电过程需要人工操作，电动车充电时，如果充电插座或电缆中带电导体裸露在外，容易发生触电危险，给用户带来安全隐患。

现有的无线充电产品普遍采用电磁感应进行能量传输，但电磁感应无线电能传输技术具有传输距离短，传输功率小等缺点。同时，接收线圈与发射线圈不能有较大的偏移。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种电动汽车谐振式无线充电装置，解决目前无线充电技术中，传输距离短、传输功率小和接收线圈与发射线圈不能有较大偏移的缺陷。

本实用新型采取的技术方案为：一种电动汽车谐振式无线充电装置，包括设置在地下的无线充电发射装置和设置在车体上的车体无线充电接收装置；

所述无线充电发射装置设置有AC电源，所述AC电源经过整流电路和逆变电路与发射线圈连接，所述发射线圈还串接一补偿电容；所述整流电路用于将所述AC电源提供的交流电变换为直流电；所述逆变电路用于将直流电逆变成某一频率的交流电；所述无线充电发射装置还设置有电压电流传感器、AD转换电路、控制器和驱动电路，所述电压电流传感器用于检测所述发射线圈的电流、电压值，并将所检测的值，经过AD转换电路与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与驱动电路连接，所述控制器用于输出控制信号，所述驱动电路根据控制器输出的控制信号控制逆变电路的开关频率；

所述驱动电路采用两片IR2110芯片，第一IR2110驱动芯片和第二IR2110驱动芯片的输入端HIN、LIN接收逻辑信号输入，所述第一IR2110驱动芯片的输出端HO串接电阻R1后与所述逆变电路中开关器件Q1的栅极连接，所述第一IR2110驱动芯片的输出端LO串接电阻R2后与所述逆变电路中开关器件Q2的栅极连接，所述第二IR2110驱动芯片的输出端HO串接电阻R4后与所述逆变电路中开关器件Q3的栅极连接，所述第二IR2110驱动芯片的输出端LO串接电阻R3后与所述逆变电路中开关器件Q4的栅极连接，所述开关器件Q1和开关器件Q3的漏极与电源VCC2连接，所述开关器件Q1的源极串接电容C8后与发射线圈的一端连接，所述发射线圈的另一端与所述开关器件Q4的漏极连接，所述开关器件Q4和开关器件Q2的源极直接接地，所述开关器件Q4的漏极还与所述开关器件Q3的源极连接，所述开关器件Q2的漏极还与所述开关器件Q1的源极连接，所述第一IR2110驱动芯片的输出端VB与VS之间设置有自举电容C3，所述第二IR2110驱动芯片的输出端VB与VS之间设置有自举电容C5，所述第一IR2110驱动芯片的输出端VCC与COM之间设置有隔离电容C4，所述第二IR2110驱动芯片的输出端VCC与COM之间设置有隔离电容C6；

所述车体无线充电接收装置设置有接收线圈，所述接收线圈通过整流电路与电池组连接，所述接收线圈还串接一补偿电容，所述接收线圈用于同发射线圈产生的交变磁场谐振以接收来自所述发射线圈的电能。

所述接收线圈设置于车体的底部，便于接收设置在地下的发射线圈发射出来的电能，并且不占用汽车的空间。

所述接收线圈与所述发射线圈在竖直方向上的相对距离为20-60cm，既保证了汽车的正常行驶，也保证了无线充电的效率。

所述接收线圈与发射线圈缠绕于铁氧体磁芯上，用于避免与汽车上的其它电路部分产生干扰。

所述接收线圈与发射线圈使用漆包线绕制，并且绕制的线圈匝数相同，这样发射线圈与接收线圈的谐振频率一样，也就是共振频率一样，进行能量传输时，是通过磁共振方式进行传输。

所述整流电路中的二极管为快恢复二极管，所述接收线圈与发射线圈串接的补偿电容容值相同。

采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种电动汽车谐振式无线充电装置，具有传输距离远，传输功率大，对线圈之间的错位不敏感。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为本实用新型的使用示意图；

图3为本实用新型的驱动电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，这里的描述不意味着对应于实施例中陈述的具体实例的所有主题都在权利要求中引用了。

从图1、图2可以看出，一种电动汽车谐振式无线充电装置，包括设置在地下的无线充电发射装置和设置在车体上的车体无线充电接收装置；

所述无线充电发射装置设置有AC电源，所述AC电源经过整流电路和逆变电路与发射线圈连接，所述发射线圈还串接一补偿电容；所述整流电路用于将所述AC电源提供的交流电变换为直流电；所述逆变电路用于将直流电逆变成某一频率的交流电；所述无线充电发射装置还设置有电压电流传感器、AD转换电路、控制器和驱动电路，所述电压电流传感器用于检测所述发射线圈的电流、电压值，并将所检测的值，经过AD转换电路与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与驱动电路连接，所述控制器用于输出控制信号，所述驱动电路根据控制器输出的控制信号控制逆变电路的通断；

所述车体无线充电接收装置设置有接收线圈，所述接收线圈设置于车体的底部，与所述发射线圈在竖直方向上的相对距离为20-60cm，所述接收线圈通过整流电路与电池组连接，所述接收线圈还串接一补偿电容，所述补偿电容与所述发射线圈的补偿电容容值相同，所述接收线圈用于同发射线圈产生的交变磁场谐振以接收来自所述发射线圈的电能。

从图3可以看出，本实用新型的驱动电路，所述驱动电路采用两片IR2110芯片，第一IR2110驱动芯片和第二IR2110驱动芯片的输入端HIN、LIN接收逻辑信号输入，所述第一IR2110驱动芯片的输出端HO串接电阻R1后与所述逆变电路中开关器件Q1的栅极连接，所述第一IR2110驱动芯片的输出端LO串接电阻R2后与所述逆变电路中开关器件Q2的栅极连接，所述第二IR2110驱动芯片的输出端HO串接电阻R4后与所述逆变电路中开关器件Q3的栅极连接，所述第二IR2110驱动芯片的输出端LO串接电阻R3后与所述逆变电路中开关器件Q4的栅极连接，所述开关器件Q1和开关器件Q3的漏极与电源VCC2连接，所述开关器件Q1的源极串接电容C8后与发射线圈的一端连接，所述发射线圈的另一端与所述开关器件Q4的漏极连接，所述开关器件Q4和开关器件Q2的源极直接接地，所述开关器件Q4的漏极还与所述开关器件Q3的源极连接，所述开关器件Q2的漏极还与所述开关器件Q1的源极连接，所述第一IR2110驱动芯片的输出端VB与VS之间设置有自举电容C3，所述第二IR2110驱动芯片的输出端VB与VS之间设置有自举电容C5，所述第一IR2110驱动芯片的输出端VCC与COM之间设置有隔离电容C4，所述第二IR2110驱动芯片的输出端VCC与COM之间设置有隔离电容C6。

优选的实施例，一种电动汽车谐振式无线充电装置，包括设置在地下的无线充电发射装置和设置在车体上的车体无线充电接收装置；

所述无线充电发射装置设置有AC电源，所述AC电源经过整流电路和逆变电路与发射线圈连接，所述发射线圈还串接一补偿电容；所述整流电路用于将所述AC电源提供的交流电变换为直流电；所述逆变电路用于将直流电逆变成交流电；所述无线充电发射装置还设置有电压电流传感器、AD转换电路、控制器和驱动电路，所述电压电流传感器用于检测所述发射线圈的电流、电压值，并将所检测的值，经过AD转换电路与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与驱动电路连接，所述控制器用于输出控制信号，所述驱动电路根据控制器输出的控制信号控制逆变电路的开关频率；

所述车体无线充电接收装置设置有接收线圈，所述接收线圈通过整流电路与电池组连接，所述接收线圈还串接一补偿电容，所述整流电路中的二极管为快恢复二极管，所述接收线圈用于同发射线圈产生的交变磁场谐振以接收来自所述发射线圈的电能；

通过将所述接收线圈设置于车体的底部，并与发射线圈在竖直方向上的相对距离为40cm，提高了无线充电的效率，也保证了汽车的正常行驶。

为了保证所述接收线圈与所述发射线圈的谐振频率相同，通过电磁谐振的方式传输电能，所述接收线圈与发射线圈使用材料相同的漆包线绕制，并且绕制的线圈匝数相同，所述接收线圈与发射线圈串接的补偿电容容值相同。

本实用新型的工作原理为，一种电动汽车谐振式无线充电装置，包括设置在地下的无线充电发射装置和设置在车体上的车体无线充电接收装置，当汽车需要充电时，将车辆停靠在无线充电发射装置发射线圈的上方，通过传感器检测发射线圈的电压电流的相位差值，将检测值通过AD转化电路送入到控制器，控制器输出控制信号控制驱动电路驱动逆变电路中的开关器件，使逆变电压的频率与发射线圈的谐振频率一致，再通过发射线圈与接收线圈进行磁共振传输电能。

最后需要说明的是，上述描述为本实用新型的优选实施例，但本实用新型保护范围并不局限于此，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。