一种车载无线充电系统及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及无线电能传输领域，特别是涉及一种车载无线充电系统及车辆。


背景技术：

2.随着新能源汽车的自动驾驶越来越普及，伴着自动驾驶的无人化插枪充电需求，汽车动力电池无线充电的需求日益增长，但无线充电依然还有不可规避的弊端，因为无线充电是以电流模式输出，所以诸如：低温加热时，不能保持小功率输出；出现负载突变，可能会导致电压突变等一系列问题。
3.当动力电池包的电压在soc(state of charge，荷电状态)较高的时候，对wpt(wireless power transmission，无线电能传输)的输出电压波动要求比较高，此外，当负载突然中断，将会在车载无线充电设备段产生脉冲电压，该电压在电池包soc饱和时，该电压将具有一定的危害性。
4.当低温加热时，无线充电需要给ptc(positive temperature coefficient，正温度系数)控制器供电，ptc的功率将由满载到轻载变化，因为无线充电属于电流型设备，轻载或空载无法工作，就会导致设备停止工作。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的是要提供一种车载无线充电系统，用以在车辆进行无线充电时对充电系统进行保护。
6.本实用新型一个进一步的目的是提升车载无线充电系统的稳定性，使车载无线充电系统能够高效的进行充电活动。
7.特别地，本实用新型提供了一种车载无线充电系统，其特征在于，所述车载无线充电系统包括依次连接且形成充电回路的车载线圈模块、整流模块和负载模块，所述车载无线充电系统还包括至少一个泄放电路，所述至少一个泄放电路包括第一泄放电路和/或第二泄放电路；
8.所述第一泄放电路并联连接在所述车载线圈模块和所述整流模块之间的第一电路上；
9.所述第二泄放电路并联连接在所述整流模块和所述负载模块之间的第二电路上。
10.进一步地，所述第一电路具有第一输出端和第二输出端，所述第一泄放电路上设置有第一泄放电阻和第一可控开关；
11.所述第一泄放电阻的两端分别与所述第一可控开关和所述第一电路的所述第一输出端连接；
12.所述第一可控开关具有第一端、第二端和第一控制端，所述第一可控开关的所述第一端与所述第一电路的所述第二输出端连接，所述第一可控开关的第二端与所述第一泄放电阻连接，所述第一控制端与外部脉冲信号连接。
13.进一步地，所述第二电路具有输出正端和输出负端，所述第二泄放电路上设置有
第二泄放电阻和第二可控开关；
14.所述第二泄放电阻的两端分别与所述第二可控开关和所述第二电路的所述输出负端连接；
15.所述第二可控开关具有第三端、第四端和第二控制端，所述第二可控开关的所述第三端与所述第二电路的所述输出正端连接，所述第二可控开关的第四端与所述第二泄放电阻连接，所述第二控制端与外部脉冲信号连接。
16.进一步地，所述第一泄放电阻或所述第二泄放电阻为ptc加热膜或者功率电阻。
17.进一步地，所述第一控制端或所述第二控制端还串联钳位电容。
18.进一步地，所述泄放电路还包括安规电容，所述安规电容并联在所述第二电路上，与所述第二泄放电阻组成阻容吸收电路。
19.进一步地，所述第二电路上还串联有继电器，所述继电器的一端与所述输出正端连接，另一端与所述负载连接，且所述继电器位于所述第二泄放电路的下游。
20.本实用新型还公开了一种车辆，包括如上述所述的车载无线充电系统。
21.本实用新型通过在充电回路中增添了泄放电路，由于无线充电系统为电流型输出系统，需要输出负载才能维持工作状态，因此，泄放电路中的泄放电阻在车载充电端的负载发生变化时能够当做假负载，从而保护了无线充电回路，防止其由于负载的突然变化而导致无线充电系统受损。
22.进一步地，本实用新型还增添有继电器和电容系统，能够进一步的保证无线充电系统的安全性和稳定性，此外通过电容系统与泄放电路还能组成阻容吸收系统，稳定了负载端的输出，从而提升了整个无线充电系统的充电效率。
23.根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
24.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
25.图1是根据本实用新型一个实施例的模块电路示意图；
26.图2是根据本实用新型一个实施例无线充电系统的电路示意图；
27.图3是根据本实用新型另一个实施例无线充电系统的电路示意图；
28.图4是根据本实用新型还一个实施例无线充电系统的电路示意图；
29.图中：1-底面无线充电系统，2-车载无线充电系统，20-车载线圈模块，21-整流模块，22-第一泄放电路，220-第一泄放电阻，221-第一可控开关，2210-第一端，2211-第二端，2212第一控制端，23-第二泄放电路，230-第二泄放电阻，231-第二可控开关，2310-第三端，2311-第四端，2312-第二控制端，24-安规电容，25-继电器，26-第一电路，260-第一输出端，261第二输出端，27-第二电路，270-输出正端，271-输出负端，3-负载模块，30-负载电容。
具体实施方式
30.图1是根据本实用新型一个实施例的模块电路示意图。图2是根据本实用新型一个
实施例无线充电系统的电路示意图。在一个实施例中，如图1和图2所示，一种用于给电动汽车充电的无线充电装置，主要包括底面无线充电系统1、车载无线充电系统2和负载模块3，车载无线充电系统2中，通过车载线圈模块20、整流模块21和负载模块3依次连接形成充电回路来给负载模块3进行充电。
31.其中，车载无线充电系统2中设置了用于保护车载无线充电系统2的第一泄放电路22和第二泄放电路23，第一泄放电路22设置成并联在车载线圈模块20和整流模块21之间连接的第一电路26上；第二泄放电路23设置成并联在整流模块21和负载模块3之间的第二电路27上。
32.本实施例中，通过在车载无线充电系统2内设置第一泄放电路22和第二泄放电路23，能有效的对车载无线充电系统2进行保护，由于车载无线充电系统2为电流型输出系统，需要输出负载才能维持工作状态，因此，泄放电路中的泄放电阻在车载充电端的负载发生变化时能够当做假负载，从而保护了无线充电回路，防止其由于负载的突然变化而导致无线充电系统受损。
33.在一个实施例中，如图2所示，第一电路26具有第一输出端260和第二输出端261，第一泄放电路22具有第一泄放电阻220和第一可控开关221，第一泄放电阻220的一端与第一可控开关221连接，另一端与第一输出端260连接。第一可控开关221包括第一端2210、第二端2211和第一控制端2212，其中，第一端2210与第一电路的26中的第二输出端261连接，第二端2211与泄放电阻220连接，而第一控制端2212则与外部脉冲信号源4连接。
34.通过上述连接方式，使得第一泄放电路22并联在车载线圈模块20和整流模块21之间，当ptc加热完成或者中途断开，此时工况对于wpt，类似抛负载，需要闭合第一控制端2212，使得第一泄放电阻220与内部电容组成阻容吸收电容，对第一电路26中的能量进行泄放，从而对车载无线系统2起到了保护作用。
35.第二电路27具有输出正端270和输出负端271，第二泄放电路23上设置有第二泄放电阻230和第二可控开关231，第二泄放电阻230的两端分别与第二可控开关231和第二电路27的输出负端271连接；第二可控开关231包括第三端2310、第四端2311和第二控制端2312，其中，第三端2310与第二电路27的输出正端270连接，第四端2311与第二泄放电阻230连接，而第二控制端2312则与外部信号源4连接。
36.进一步地，在第二泄放电路23处还并联有安规电容24，安规电容24在保证电路安全的同时还能与第二泄放电阻230组合成阻容吸收电路，用以对第二电路27中的能量进行泄放。
37.通过上述连接方式，使得第二泄放电路23并联在整流模块21和负载模块3之间，从而当ptc加热完成或者中途断开，此时工况对于wpt也类似抛负载，需要闭合第二控制端2312，使得第二泄放电阻230与内部电容与外部电容组24成大的阻容泄放电路，对第二电路27中的能量进行泄放，从而对车载无线系统2起到了保护作用。
38.本实施例中，通过在整流模块21的两端都并联有泄放电路，从而提升了车载无线充电系统2的整体的安全性能，使得车载无线充电系统2在作业过程中更加有效稳定。
39.在更一步的一个实施例中，第一泄放电阻220、第二泄放电阻230可为ptc加热膜或者功率电阻，这样，可使得泄放电阻在泄放能量的同时，还能产生热量，避免电路在低温加热维温时造成电路轻负载，此外，还可以将热量传输到车辆的其他部位，例如空调系统，电
池系统等对热量进行循环回收利用。
40.在第二电路27上还串联有继电器25，继电器25的一端与所述输出正端270连接，另一端与负载模块3连接，且继电器25位于第二泄放电路23的下游，当无线充电启动时，车载无线充电系统2的车载线圈模块20因线圈工作瞬间，系统存在电压超调，为了系统的稳定性，此时整流后的第二泄放电路23的第二可控开关231闭合，对超调部分进行稳压和滤波功能；当电路稳定后，可以闭合输出继电器，避免电压超调给电路带来过压风险，用以对负载模块3进行保护。
41.此外，第二电路27上还串联有钳位电容(图未示)，通过利用钳位电容大容量电容且电压不能突变的原理，对脉冲电压进行钳位，从而保证了输出到负载模块3的电压的稳定性。
42.进一步地，负载模块3处还并联有负载模块30，用以在负载模块3充电时进行调频和补功，使信号电流传输达到最佳效果。
43.需要指出的是，在另外的实施例中，如图3和图4所示，可以在车载无线充电系统2内只设置有一个泄放电路，当只有一个泄放电路时，该泄放电路可设置在车载线圈模块20和整流模块21之间，即并联在整流模块21的上游；也可以设置在整流模块21和负载模块3之间的第二电路27上，即整流模块21的下游，都能够实现对车载无线充电系统2进行能量的泄放，从而达到保护车载无线充电系统2的目的。
44.本实用新型还公开了一种车辆，包括如上述所述的车载无线充电系统。至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。