一种一体化充电机以及能量发射系统的制作方法

本发明涉及汽车技术领域，特别是指一种一体化充电机以及能量发射系统。

背景技术：

现有的电动汽车具备无线和有线的充电的汽车，实际是安装了两套装置，即有线充电机和无线充电机，两种充电机同时安装，增加了成本、体积。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种一体化充电机及能量发射系统，解决了现有技术中同时安装有线充电机和无线充电机导致成本及体积增加的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种一体化充电机，包括：

无线电能接收模块；

有线电能接收模块；

直流-直流转换模块，所述有线电能接收模块与所述直流-直流转换模块的输入端连接，所述无线电能接收模块通过一开关模块与所述直流-直流转换模块的输入端连接；所述直流-直流转换模块的输出端与电动汽车的电池组连接；

其中，选择有线充电时，所述开关模块断开，所述有线电能接收模块对市电进行第一预设处理之后再经过所述直流-直流转换模块的转换，并为所述电池组进行有线充电；选择无线充电时，所述开关模块闭合，所述无线电能接收模块接收能量发射系统发射的电能，并对所述电能进行第二预设处理之后再经所述直流-直流转换模块的转换，并为所述电池组进行无线充电。

其中，所述无线电能接收模块包括：

用于接收所述能量发射系统发射的电能的接收线圈；

与所述接收线圈连接的第一整流电路，所述第一整流电路用于对所述接收线圈接收的电能进行整流处理。

其中，所述有线电能接收模块包括：

与市电连接的第一有线接口；

与所述第一有线接口连接的第二整流电路，所述第二整流电路用于对所述第一有线接口接收的市电进行整流处理；

与所述第二整流电路连接的第一功率因数校正电路，所述第一功率因数校正电路用于对经所述第二整流电路整流后的电能进行功率因数的校正。

其中，所述直流-直流转换模块包括：

第一方波产生电路，所述第一方波产生电路用于将所述有线电能接收模块输出的电能或者所述无线电能接收模块输出的电能转变为方波信号；

与所述第一方波产生电路连接的变压器，所述变压器用于对第一方波产生电路产生的方波信号进行电压变换；

与所述变压器连接的第三整流电路，所述第三整流电路用于对经所述变压器进行电压变换后的方波信号进行整流处理；

其中，所述第三整流电路与所述电池组连接。

其中，所述第一整流电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管以及第四二极管；

所述开关模块包括：第一继电器和第二继电器。

其中，所述无线电能接收模块还包括：

用于支撑无线电能接收模块的母线电压的第一电容组，所述第一电容组包括：第一电容、第二电容以及第三电容。

其中，所述第二整流电路包括：第五二极管、第六二极管、第七二极管以及第八二极管；

所述第一功率因数校正电路包括：第一电感、第九二极管以及第一三极管。

其中，所述有线电能接收模块还包括：

用于保护所述第一功率因数校正电路的第十二极管；以及，

用于支撑有线电能接收模块的母线电压的第二电容组，所述第二电容组包括：第四电容、第五电容、第六电容以及第七电容。

其中，所述第一方波产生电路包括：第二三极管、第三三极管、第四三极管以及第五三极管；

第三整流电路包括：第十一二极管、第十二二极管、第十三二极管以及第十四二极管。

其中，所述直流-直流转换模块还包括：

用于支撑直流-直流转换模块的母线电压的第三电容组，所述第三电容组包括：第九电容、第十电容、第十一电容以及第十二电容。

本发明实施例还提供一种能量发射系统，包括：

与市电连接的第二有线接口；

与所述第二有线接口连接的第四整流电路，所述第四整流电路用于对所述第二有线接口接收的市电进行整流处理；

与所述第四整流电路连接的第二功率因数校正电路，所述第二功率因数校正电路用于对经所述第四整流电路整流后的电能进行功率因数的校正；

与所述第二功率因数校正电路连接的第二方波产生电路，所述第二方波产生电路用于将经过功率因数校正的电能转变为方波信号；

与所述第二方波产生电路连接的发射线圈，所述发射线圈用于将第二方波产生电路产生的方波信号的电能发射出去。

其中，所述第四整流电路包括：第十五二极管、第十六二极管、第十七二极管以及第十八二极管；

所述第二功率因数校正电路包括：第三电感、第十九二极管以及第六三极管；

所述第二方波产生电路包括：第七三极管、第八三极管、第九三极管以及第十三极管。

其中，所述能量发射系统还包括：

用于保护所述第二功率因数校正电路的第二十二极管；

用于支撑能量发射系统的母线电压的第四电容组，所述第四电容组包括：第十三电容、第十四电容、第十五电容以及第十六电容。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明实施例的一体化充电机及能量发射系统中，无线电能接收模块和有线电能接收模块共用直流-直流转换模块，实现了集成；且通过开关模块可以方便的选择无线充电还是有线充电；即该一体化充电机既可以进行有线充电又能实现无线充电，同时由于集成的设计方案，使得充电机的成本、体积均下降。

附图说明

图1表示本发明的第一实施例提供的一体化充电机的结构示意图；

图2表示本发明的第一实施例提供的一体化充电机的电路图；

图3表示本发明的第二实施例提供的能量发射系统的结构示意图；

图4表示本发明的第二实施例提供的能量发射系统的电路图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、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。

第一实施例

如图1所示，本发明的第一实施例提供一种一体化充电机，包括：

无线电能接收模块1；

有线电能接收模块2；

直流-直流转换模块(DC/DC)3，所述有线电能接收模块2与所述直流-直流转换模块3的输入端连接，所述无线电能接收模块1通过一开关模块K与所述直流-直流转换模块3的输入端连接；所述直流-直流转换模块3的输出端与电动汽车的电池组连接；

其中，选择有线充电时，所述开关模块K断开，所述有线电能接收模块2对市电进行第一预设处理之后再经过所述直流-直流转换模块3的转换，并为所述电池组进行有线充电；选择无线充电时，所述开关模块K闭合，所述无线电能接收模块1接收能量发射系统发射的电能，并对所述电能进行第二预设处理之后再经所述直流-直流转换模块3的转换，并为所述电池组进行无线充电。

本发明的上述实施例中，无线电能接收模块1和有线电能接收模块2共用一个直流-直流转换模块3，降低了成本，减小了体积，实现了一体化的设计；该一体化充电机既可以实现有线充电，又能匹配无线充电；且该有线充电和无线充电采用同一个输出接口(即直流-直流转换模块的输出端)，便于匹配上电时序问题。

具体的，如图1及如2所示，本发明的第一实施例中所述无线电能接收模块1包括：

用于接收所述能量发射系统发射的电能的接收线圈L6；

与所述接收线圈L6连接的第一整流电路，所述第一整流电路用于对所述接收线圈接收的电能进行整流处理。

具体的，所述第一整流电路包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3以及第四二极管D4；

所述开关模块包括：第一继电器K1和第二继电器K2。

进一步的，所述无线电能接收模块1还包括：

用于支撑无线电能接收模块1的母线电压的第一电容组，所述第一电容组包括：第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3。

本发明的上述实施例中，L6为接收线圈，L6接收能量发射系统发射的能量；D1、D2、D3及D4为第一整流电路，将L6接收的高频方波整成直流；此时继电器K1和K2闭合，将无线充电接入电路，无线的能量通过直流-直流转换模块的转换后给电池组充电。

具体的，如图2所示，所述直流-直流转换模块3包括：

第一方波产生电路，所述第一方波产生电路用于将所述有线电能接收模块输出的电能或者所述无线电能接收模块输出的电能转变为方波信号；所述第一方波产生电路包括：第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4以及第五三极管Q5；

与所述第一方波产生电路连接的变压器T1，所述变压器T1用于对第一方波产生电路产生的方波信号进行电压变换；

与所述变压器连接的第三整流电路，所述第三整流电路用于对经所述变压器进行电压变换后的方波信号进行整流处理；其中，所述第三整流电路与所述电池组连接。第三整流电路包括：第十一二极管D11、第十二二极管D12、第十三二极管D13以及第十四二极管D14。

进一步的，所述直流-直流转换模块3还包括：

用于支撑直流-直流转换模块的母线电压的第三电容组，所述第三电容组包括：第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11以及第十二电容C12。

本发明的第一实施例中，继电器K1和K2闭合时，将无线充电接入电路，无线的能量首先通过Q2、Q3、Q4及Q5的控制产生直流方波，再经过变压器T1的电压转换以及D11、D12、D13以及D14整流后给电池组充电。

具体的，如图1及图2所示，本发明的第一实施例中所述有线电能接收模块2包括：

与市电连接的第一有线接口；

与所述第一有线接口连接的第二整流电路，所述第二整流电路用于对所述第一有线接口接收的市电进行整流处理；所述第二整流电路包括：第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7以及第八二极管D8；

与所述第二整流电路连接的第一功率因数校正电路，所述第一功率因数校正电路用于对经所述第二整流电路整流后的电能进行功率因数的校正。所述第一功率因数校正电路包括：第一电感L1、第九二极管D9以及第一三极管Q1。

且所述有线电能接收模块2还包括：

用于保护所述第一功率因数校正电路的第十二极管D10；以及，

用于支撑有线电能接收模块的母线电压的第二电容组，所述第二电容组包括：第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6以及第七电容C7。

当选择有线充电时，继电器K1和K2断开，市电经有线接口进入，经过D5、D6、D7以及D8的整流变成波动的直流，波动的直流再经过L1、Q1以及D9进行功率因数的校正，之后再经过Q2、Q3、Q4及Q5的控制产生直流方波，再经过变压器T1的电压转换以及D11、D12、D13以及D14整流后给电池组充电。

综上，上述第一电容组、第二电容组以及第三电容组均是为了支撑其各自的母线电压，保证充电过程中的连续性和稳定性。

本发明的第一实施例提供的一体化充电机中无线电能接收模块和有线电能接收模块共用一个直流-直流转换模块，降低了成本，减小了体积，实现了一体化的设计；该一体化充电机既可以实现有线充电，又能匹配无线充电；且该有线充电和无线充电采用同一个输出接口(即直流-直流转换模块的输出端)，便于匹配上电时序问题。

需要说明的是，上述一体化充电机设置于电动汽车上，为了配合其充电，地面部分还需设置有线电能提供系统以及无线电能提供系统，关于有线电能提供系统，其与现有技术相同，提供与有线接口匹配的接口即可，在此不进行详细描述；而关于无线电能提供系统，即能量发射系统，本发明的另一实施例对其组成进行描述。

第二实施例

为了更好的实现上述目的，如图3所示，本发明的第二实施例还提供一种能量发射系统，包括：

与市电连接的第二有线接口4；

与所述第二有线接口4连接的第四整流电路5，所述第四整流电路5用于对所述第二有线接口4接收的市电进行整流处理；

与所述第四整流电路5连接的第二功率因数校正电路6，所述第二功率因数校正电路6用于对经所述第四整流电路5整流后的电能进行功率因数的校正；

与所述第二功率因数校正电路6连接的第二方波产生电路7，所述第二方波产生电路7用于将经过功率因数校正的电能转变为方波信号；

与所述第二方波产生电路7连接的发射线圈8，所述发射线圈8用于将第二方波产生电路产生的方波信号的电能发射出去。

具体的，如图4所示，所述第四整流电路包括：第十五二极管D15、第十六二极管D16、第十七二极管D17以及第十八二极管D18；

所述第二功率因数校正电路包括：第三电感L3、第十九二极管D19以及第六三极管Q6；

所述第二方波产生电路包括：第七三极管Q7、第八三极管Q8、第九三极管Q9以及第十三极管Q10。

进一步的，所述能量发射系统还包括：

用于保护所述第二功率因数校正电路的第二十二极管D20；

用于支撑能量发射系统的母线电压的第四电容组，所述第四电容组包括：第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15以及第十六电容C16。

当采用无线充电时，地面部分，市电经D15、D16、D17以及D18整流变成波动的直流，而后经Q6、L3和D19进行功率因数的校正，再经Q7、Q8、Q9以及Q10产生高频方波，并通过发射线圈L5发射出去，由接收线圈L6接收。

综上，本发明的上述实施例提供的能量发射系统与本发明的第一实施例提供的一体化充电机中的无线充电模式相对应，则上述一体化充电机中无线充电模块的所有实施例均适用于该能量发射系统，且均能达到相同或相似的友谊效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。