一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，包括可再生能源电网、无线电能传输模块和电动汽车充电模块，无线电能传输模块包括无线电能传输模块DC/AC转换器、电源发射极和电源接收极，电源发射极设在电动汽车外部的充电设备上，电源接收极设在电动汽车内部的充电端上，电动汽车充电模块包括电动汽车充电模块AC/DC转换器、电动汽车充电模块DC/DC转换器和车载电池组，可再生能源电网通过直流母线与无线电能传输模块电连接，无线电能传输模块将电能通过无线的方式输送给电动汽车充电模块。本发明采用可再生能源微电网作为电动汽车的动力源，具有节能、环保、安全的特点。
【专利说明】
一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种电动汽车无线充电系统，特别涉及一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，属于电动汽车无线充电网领域。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的快速发展，城市污染越来越严重，为减小城市的温室气体排放，新能源车型和保有量急剧增加。电动汽车作为加快能源转型、实现低碳经济的重要途径，在社会上引起了越来越多的重视，汽车动力的电气化是未来发展的必然趋势。然而，电动汽车充电问题一直是制约电动汽车发展的关键性问题之一。现有大功率充电技术的常规方法包括更换蓄电池、用充电粧充电、市电充电等方式，这种有线的充电方式容易引发多种问题，例如频繁插拔带来的接口磨损问题，充电时产生电火花带来的安全隐患问题，电池充电对上游电网带来的安全问题，加重电网负担，消耗不可再生能源，充电维护不方便等问题，在一定程度上制约了电动汽车的发展。而且根据我国电力系统的能源利用现状，通过电网对电动汽车充电，所产生的碳排放量并不比传统燃油汽车低，并且也难以降低对传统化石燃料的依赖。
【发明内容】
[0003]本发明一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统公开了新的方案，采用可再生能源微电网作为电动汽车的动力源，摆脱了传统的通过电动汽车有线充电粧的充电方式，解决了现有电动汽车充电带来的环境和安全问题。
[0004]本发明基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统包括可再生能源电网、无线电能传输模块和电动汽车充电模块，无线电能传输模块包括无线电能传输模块DC/AC转换器、电源发射极和电源接收极，电源发射极设在电动汽车外部的充电设备上，电源接收极设在电动汽车内部的充电端上，电动汽车充电模块包括电动汽车充电模块AC/DC转换器、电动汽车充电模块DC/DC转换器和车载电池组，可再生能源电网通过直流母线与无线电能传输模块DC/AC转换器电连接，无线电能传输模块DC/AC转换器与电源发射极电连接，电源发射极与电源接收极无线输电连接，电源接收极与电动汽车充电模块AC/DC转换器电连接，电动汽车充电模块AC/DC转换器与电动汽车充电模块DC/DC转换器电连接，电动汽车充电模块DC/DC转换器与车载电池组电连接。
[0005]本发明一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统采用可再生能源微电网作为电动汽车的动力源，具有节能、环保、安全的特点。
【附图说明】
[0006]图1是本发明一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统原理示意图。【具体实施方式】
[0007]短距离无线电力传输方式可通过电磁感应实现。这种传输方式需要以磁场作为介质，利用发射线圈与接收线圈之间的磁耦合来传输能量。使用变压器耦合，使得初级和次级线圈生成感应电流，该电流可在介质中形成交变电场，这样电能就可以隔着大部分非金属材料进行传输，这样就能把能量从发射端转移至接收端，从而实现了电力的无线传输。无线充电技术实质上是无线电力传输技术的应用。无线充电是一种有关生活方式的技术进步，就像蓝牙和W1-FI，它会从根本上改变人类的生活方式，并提供一个新层次的、安全的移动性便利。众所周知，电流流过线圈时，周围会产生磁场，利用电磁感应原理进行充电的设备类似于变压器，在发送端和接收端各有一个线圈，发送端的线圈连接有限电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信息号，从而产生电流给用电设备。电场耦合方式的无线供电技术与“电磁感应方式”及“磁场共振方式”不同，电场耦合方式利用通过沿垂直方向耦合的两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力，具有抗水平错位能力较强的特点。一般来说，利用电磁感应原理的无线供电技术最具现实性，并且现在在电动汽车上有实际应用，从而改进了有线电粧充电带来的各种弊端。但是这种基于市电网供电的无线充电方案仍然没有克服依赖传统能源供电和由此产生的环境问题。
[0008]如图1所示，本发明一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统原理示意图。基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统包括可再生能源电网、无线电能传输模块和电动汽车充电模块，无线电能传输模块包括无线电能传输模块DC/AC转换器、电源发射极和电源接收极，电源发射极设在电动汽车外部的充电设备上，电源接收极设在电动汽车内部的充电端上，电动汽车充电模块包括电动汽车充电模块AC/DC转换器、电动汽车充电模块DC/DC转换器和车载电池组，可再生能源电网通过直流母线与无线电能传输模块DC/AC转换器电连接，无线电能传输模块DC/AC转换器与电源发射极电连接，电源发射极与电源接收极无线输电连接，电源接收极与电动汽车充电模块AC/DC转换器电连接，电动汽车充电模块AC/DC转换器与电动汽车充电模块DC/DC转换器电连接，电动汽车充电模块DC/DC转换器与车载电池组电连接。上述方案采用由若干串并联结合的可再生能源微电网作为电动汽车无线充电的供能来源，有效克服了现有电动汽车充电模式的对传统类型能源的依赖以及由此产生的环境问题。本方案的可再生能源可以采用目前常见的几种类型，具体如下。
[0009]实施例一
[0010]可再生能源电网包括光伏发电微电网，光伏发电微电网通过直流母线与无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。上述光伏发电微电网可以是由形成串联或并联的若干个光伏发电微网组成。在光照不充足或者夜晚的情况下，光伏发电的效率受到影响，为了解决这个问题，本方案采用与微网并联蓄电池的方法，在光照充足的情况下，蓄电池处于储能状态，在光照不充足的情况下，蓄电池处于放能的状态，来弥补光伏发电的不足，即可再生能源电网还包括光伏发电蓄电池装置，光伏发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与直流母线形成相对光伏发电微电网并联的电连接。当光照充足时，将光伏最大功率跟踪电压作为上述双向DC/DC转换器升压的参考电压，通过光伏和蓄电池的协同工作，使光伏以最大功率输出。当光照不充足时，电动汽车只采用蓄电池充电，从而弥补了光伏充电的不足。电动汽车充电模块AC/DC转换器将接收到的高频电压整流、滤波变换成直流电，然后通过电动汽车充电模块DC/DC转换器根据车载电池组的运行模式给车载电池组进行快速或慢速的恒压或恒流充电。
[0011]实施例二
[0012]可再生能源电网包括风力发电微电网，风力发电微电网通过直流母线与无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。上述风力发电微电网可以是由形成串联或并联的若干个风力发电微网组成。在风力不充足的情况下，风力发电的效率受到影响，为了解决这个问题，本方案采用与微网并联蓄电池的方法，在风力充足的情况下，蓄电池处于储能状态，在风力不充足的情况下，蓄电池处于放能的状态，来弥补风力发电的不足，即可再生能源电网还包括风力发电蓄电池装置，风力发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与直流母线形成相对风力发电微电网并联的电连接。当风力充足时，将风力最大功率跟踪电压作为上述双向DC/DC转换器升压的参考电压，通过风力和蓄电池的协同工作，使风力以最大功率输出。当风力不充足时，电动汽车只采用蓄电池充电，从而弥补了风力充电的不足。电动汽车充电模块AC/DC转换器将接收到的高频电压整流、滤波变换成直流电，然后通过电动汽车充电模块DC/DC转换器根据车载电池组的运行模式给车载电池组进行快速或慢速的恒压或恒流充电。
[0013]实施例三
[0014]可再生能源电网包括水力发电微电网，水力发电微电网通过直流母线与无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。上述水力发电微电网可以是由形成串联或并联的若干个水力发电微网组成。在水力不充足的情况下，水力发电的效率受到影响，为了解决这个问题，本方案采用与微网并联蓄电池的方法，在水力充足的情况下，蓄电池处于储能状态，在水力不充足的情况下，蓄电池处于放能的状态，来弥补水力发电的不足，即可再生能源电网还包括水力发电蓄电池装置，水力发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与直流母线形成相对水力发电微电网并联的电连接。当水力充足时，将水力最大功率跟踪电压作为上述双向DC/DC转换器升压的参考电压，通过水力和蓄电池的协同工作，使水力以最大功率输出。当水力不充足时，电动汽车只采用蓄电池充电，从而弥补了水力充电的不足。电动汽车充电模块AC/DC转换器将接收到的高频电压整流、滤波变换成直流电，然后通过电动汽车充电模块DC/DC转换器根据车载电池组的运行模式给车载电池组进行快速或慢速的恒压或恒流充电。
[0015]以上方案中涉及的电路、模块以及电子元器件均可采用本领域通用的方案或选型，也可以根据实际需要采用特别设计的方案。
[0016]本方案的一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统采用可再生能源微电网作为电动汽车的动力源，具体可以采用光伏、风能或电能的形式形成能源供给，但是本方案并不限于以上三种方案的单独供给形式，还可以是其他可再生能源的供给方案或其中多种联合供给的方案。基于以上特点，本方案的电动汽车无线充电系统相比现有的市电充电粧及其改型具有突出的实质性特点和显著的进步。
[0017]本方案的一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统并不限于【具体实施方式】中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
【主权项】
1.一种基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征是包括可再生能源电网、无线电能传输模块和电动汽车充电模块，所述无线电能传输模块包括无线电能传输模块DC/AC转换器、电源发射极和电源接收极，所述电源发射极设在电动汽车外部的充电设备上，所述电源接收极设在电动汽车内部的充电端上，所述电动汽车充电模块包括电动汽车充电模块AC/DC转换器、电动汽车充电模块DC/DC转换器和车载电池组，所述可再生能源电网通过直流母线与所述无线电能传输模块DC/AC转换器电连接，所述无线电能传输模块DC/AC转换器与所述电源发射极电连接，所述电源发射极与所述电源接收极无线输电连接，所述电源接收极与所述电动汽车充电模块AC/DC转换器电连接，所述电动汽车充电模块AC/DC转换器与所述电动汽车充电模块DC/DC转换器电连接，所述电动汽车充电模块DC/DC转换器与所述车载电池组电连接。2.根据权利要求1所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网包括光伏发电微电网，所述光伏发电微电网通过所述直流母线与所述无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。3.根据权利要求2所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网还包括光伏发电蓄电池装置，所述光伏发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与所述直流母线形成相对所述光伏发电微电网并联的电连接。4.根据权利要求1所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网包括风力发电微电网，所述风力发电微电网通过所述直流母线与所述无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。5.根据权利要求4所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网还包括风力发电蓄电池装置，所述风力发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与所述直流母线形成相对所述风力发电微电网并联的电连接。6.根据权利要求1所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网包括水力发电微电网，所述水力发电微电网通过所述直流母线与所述无线电能传输模块DC/AC转换器电连接。7.根据权利要求6所述的基于可再生能源电网的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述可再生能源电网还包括水力发电蓄电池装置，所述水力发电蓄电池装置通过双向DC/DC转换器与所述直流母线形成相对所述水力发电微电网并联的电连接。
【文档编号】H02J50/12GK105896716SQ201610442337
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】许唐云, 张鹏飞, 瞿海妮, 陈亿, 赵涛, 陆瑾, 黄卉, 李永, 吴晨, 詹皓, 王琦文, 刘小倩
【申请人】国网上海市电力公司, 华东电力试验研究院有限公司, 上海久隆企业管理咨询有限公司