一种电动汽车无线充电系统的制作方法
【专利摘要】一种电动汽车无线充电系统包括发射端充电系统和接收端充电系统，所述发射端充电系统与接收端充电系统采用磁耦合的方式无线传输；所述发射端充电系统包括功率因数校正电路、DC?DC变换器、高频逆变电路、发射线圈、频率干扰控制电路，其中：功率因数校正电路通过DC?DC变换器、高频逆变电路与发射线圈连接；所述发射线圈与频率干扰控制电路连接；所述接收端充电系统包括接收线圈、整流电路、充电控制电路，其中：接收线圈通过整流电路与充电控制电路连接；本实用新型的优点：此电动汽车无线充电系统充电效率最高，可以实现更远距离、更多能量的无线传输。
【专利说明】
一种电动汽车无线充电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车电子技术领域，特别涉及了一种电动汽车无线充电系统。
【背景技术】
[0002]电动汽车是以纯电能为驱动动力的汽车，没有尾气从而解决了排放问题。此外，电能的来源多种多样，是一种可再生无污染的清洁能源，这有会极大的节约化石能源的消耗。它是以车载蓄电池提供的电能作为动力的一种新型环保汽车，是解决不可再生的化石能源大量消耗、环境污染以及降低运营成本的重要途径。传统的充电方式为有线充电，即通过电缆将电能从电网传递到车载储能电池中，这种方式需要进行电气连接，操作不灵活，无法实现自动化控制;插拔时容易产生电火花，导致高压触电；且这种方式无法在雨雪等恶劣天气下进行室外操作，充电十分不方便。而无线充电方式是通过磁场传递能量，能够适应严峻的外部环境，没有插拔损耗及安全风险，容易实现自动化。无线充电方式优点众多，拥有广阔的应用前景，将逐步取代现有充电技术成为未来电动汽车的主流充电方式，极大地推进电动汽车产业的发展。我国电动汽车产业起步晚，发展较慢，技术瓶颈仍未解决，而对于无线充电技术更是出于起步阶段，从事相关领域的研究人员及设备相对匮乏，成果较为落后。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是为了解决上述存在的问题，特提供了一种电动汽车无线充电系统。
[0004]—种电动汽车无线充电系统，其特征在于:包括发射端充电系统和接收端充电系统，所述发射端充电系统与接收端充电系统采用磁耦合的方式无线传输;所述发射端充电系统包括功率因数校正电路、DC-DC变换器、高频逆变电路、发射线圈、频率干扰控制电路，其中:功率因数校正电路通过DC-DC变换器、高频逆变电路与发射线圈连接;所述发射线圈与频率干扰控制电路连接;所述接收端充电系统包括接收线圈、整流电路、充电控制电路，其中:接收线圈通过整流电路与充电控制电路连接。
[0005]进一步的，所述发射线圈与接收线圈采用励磁线绕制，所述发射线圈与接收线圈内设有磁芯。
[0006]进一步的，所述功率因数校正电路为主动式功率因数校正电路，所述主动式功率因数校正电路由开关管、高频电感以及滤波电容构成。
[0007]进一步的，所述充电控制电路采用的是TI公司的UC3854芯片，UC3854芯片是一种尚功率因数fe正集成控制电路芯片。
[0008]本实用新型所述电动汽车无线充电系统具有以下特点:
[0009](I)充电电压范围在32V-55V之间，正常充电时的充电电压为48V，充电功率为500W；
[0010](2)系统充电效率大于80%;
[0011](3)输入电压全范围输入，即输入电压范围在85V-245V之间，频率范围为50Hz-60Hz;
[0012](4)无线充电距离15cm，线圈直径尺寸小于50cm*50cm;
[0013](5) 500W充电时的电流谐波含量小于8%，功率因数(PFC)大于0.95。
[0014]本实用新型的优点:此电动汽车无线充电系统充电效率最高，可以实现更远距离、更多能量的无线传输。
【附图说明】
[0015]下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0016]图1为电动汽车无线充电系统原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]—种电动汽车无线充电系统，其特征在于:包括发射端充电系统I和接收端充电系统2，所述发射端充电系统I与接收端充电系统2采用磁耦合的方式无线传输;所述发射端充电系统I包括功率因数校正电路11、DC-DC变换器12、高频逆变电路13、发射线圈14、频率干扰控制电路15，其中:功率因数校正电路11通过DC-DC变换器12、高频逆变电路13与发射线圈14连接;所述发射线圈14与频率干扰控制电路15连接;所述接收端充电系统2包括接收线圈21、整流电路22、充电控制电路23，其中:接收线圈21通过整流电路22与充电控制电路23连接。
[0018]功率因数校正电路11主要是为了保证系统的输入电流相位与电网电压相位一致，减小系统谐波含量，提高PF值，以减少系统对电网的污染，提高安全可靠性。功率因数校正电路11采用主动式功率因数校正技术，电路由开关管、高频电感以及滤波电容等元件构成，通过调节驱动信号的相位实现交错控制，实现功率因数功能。DC-DC变换器12可根据后级需求，降低功率因数校正电路11的输出电压，实现恒流控制。DC-DC结构采用buck电路，可根据S-S结构的输出电压来降低功率因数校正电路11的输出电压，从而控制谐振电流，达到恒流控制的目的。高频逆变电路13可以将DC-DC变换器12输出的直流电压转换成高频交流电压，并作用在发射线圈14上，与低频交流电压相比可极大的提高发射效率及传输距离。高频逆变电路13采用全桥拓扑结构，与半桥逆变拓扑相比，更适合大功率传输;传输结构选用S-S结构。当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络，激发接收端的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量，频率干扰控制电路15就能实现其功能，人们不用担心会对自己的身体和其他设备产生不良影响。
[0019]整流电路22将接收线圈21输出的交流转换成直流，为后级提供直流电压。整流电路22采用同步整流技术，进一步降低整流损耗，提升系统效率。充电控制电路23用以实现恒功率充电，实现对蓄电池充电的控制。充电控制级电路23同样采用buck电路，通过调节buck电路输出的电压和电流实现恒功率控制，达到充电指标要求，本实用新型采用UC3854芯片实现恒功率控制，UC3854芯片是一种高功率因数校正集成控制电路芯片。
[0020]发射线圈14与接收线圈21采用励磁线绕制，发射线圈14与接收线圈21的耦合系数较低，并且当线圈周围有导体通过时容易受到干扰，影响系统稳定工作。需要对线圈进行合理设计，包括内、外径的设计以及匝数和电感量的设计，同时加入磁芯，降低外界干扰。
[OO21 ]此电动汽车无线充电系统能量无线传输距离为15cm，线圈尺寸小于50cmx50cm。并考虑到邻近效应和集肤效应的影响，采用励磁线绕制发射和接收线圈，两个线圈尺寸完全一致，采用双股并联形式，线圈匣数13匣，胆数比1:1，线圈外径44cm。谐振点选择在25kHz左右。
[0022]上述实施例，只是本实用新型的一个实例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利范围，凡与本实用新型权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本实用新型保护范围内。
【主权项】
1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于:包括发射端充电系统和接收端充电系统，所述发射端充电系统与接收端充电系统采用磁耦合的方式无线传输;所述发射端充电系统包括功率因数校正电路、DC-DC变换器、高频逆变电路、发射线圈、频率干扰控制电路，其中:功率因数校正电路通过DC-DC变换器、高频逆变电路与发射线圈连接;所述发射线圈与频率干扰控制电路连接;所述接收端充电系统包括接收线圈、整流电路、充电控制电路，其中:接收线圈通过整流电路与充电控制电路连接。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电系统，其特征在于:所述发射线圈与接收线圈采用励磁线绕制，所述发射线圈与接收线圈内设有磁芯。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电系统，其特征在于:所述功率因数校正电路为主动式功率因数校正电路，所述主动式功率因数校正电路由开关管、高频电感以及滤波电容构成。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电系统，其特征在于:所述充电控制电路采用的是TI公司的UC3854芯片，UC3854芯片是一种高功率因数校正集成控制电路芯片。
【文档编号】H02J50/10GK205646952SQ201620145556
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月27日
【发明人】黄泉善
【申请人】黄泉善