一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置及无线充电方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于无线充电技术领域，尤其是涉及一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置及无线充电方法。本发明专利技术与现有技术相比的有益效果是：1）电动汽车无线充电装置能够实现对双负载的无线电能传输，节约充电桩的建造成本；2）电动汽车无线充电装置的控制方法能够实现对双负载的无线电能传输，充电负载可同时充电，节约充电时间；3）电动汽车无线充电装置的控制方法在交流电源端通过频率分离方法，实现对各负载的功率分布控制，操作简便，集控性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置及无线充电方法
本专利技术属于无线充电
，尤其是涉及一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置及无线充电方法。
技术介绍
电动汽车充电的方式有接触式充电和非接触式充电两种。目前电动汽车充电桩多采用接触式充电。相较于接触式充电，非接触式充电具有降低电缆成本，降低线路内阻热损耗，避免接口机械磨损等优点。此外，无线充电能够实现智能化自动控制，操作更为简便。因此，电动汽车无线充电对电动汽车的发展与普及有着重要的意义。目前，电动汽车无线充电装置大多针对一对一充电，由于电动汽车充电需要一定时间，极大的增加了电动汽车充电桩的需求。对于蓄电池-超级电容混合储能系统，二者的充电需求不同，如果采用普通一对一充电方法，需要按次序完成蓄电池和超级电容的无线充电，操作不便。因此，为了解决上述存在的问题，需要提供一种新的无线充电装置及无线充电方法。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于，针对
技术介绍
中存在的不足，提供一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置。为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置，其特征在于，所述应用于电动汽车双负载的无线充电装置包括交流电源、松耦合变压器和整流滤波单元；所述松耦合变压器包括发射端、第一接收端和第二接收端；所述发射端连接至交流电源，所述第一接收端和第二接收端分别连接至第一整流滤波单元和第二整流滤波单元，所述第一整流滤波单元和第二整流滤波单元的输出端分别连接至第一电动汽车充电电池负载和第二电动汽车充电电池负载。在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：作为优选地，所述交流电源输出由两个正弦波分量复合而成的电压源，且两个正弦波分量的工作频率互不相同。作为优选地，松耦合变压器的第一接收端和第二接收端的固有频率分别与交流电源的两个正弦波分量的工作频率相同，松耦合变压器的发射端的固有频率介于交流电源的两个正弦波分量的工作频率之间。本专利技术的第二个目的在于，针对
技术介绍
中存在的不足，提供一种应用于电动汽车双负载的无线充电方法。为此，本专利技术的上述目的通过以下技术方案来实现：一种应用于电动汽车双负载的无线充电方法，所述应用于电动汽车双负载的无线充电方法基于前文所述的应用于电动汽车双负载的无线充电装置，并包括：并包括：交流电源输出由两个正弦波分量复合而成的电压源，且两个正弦波分量的工作频率互不相同，且工作频率分别记为f1和f2；松耦合变压器的第一接收端和第二接收端的固有频率分别与交流电源的两个正弦波分量的工作频率相同，松耦合变压器的发射端的固有频率介于交流电源的两个正弦波分量的工作频率之间；根据无线充电的频率选择特性，交流电源的f1分量到第一接收端的能量的传输效率远高于第二接收端，交流电源的f2分量到第二接收端的能量的传输效率远高于第一接收端，通过在交流电源侧统一配置和调控交流电源的各频率分量的幅值能够实现对两个电动车充电负载进行无线充电，并且在交流电源侧实现对两个充电负载功率分布的控制。无线充电装置实现双负载充电控制的原理如下：定义交流电源为Ussin(2πft)，当两个接收端位于电源两侧时，两个接收端之间的耦合可以近似忽略。两个负载的能量传输效率比值为：其中，ηL1和ηL2分别表示两个充电负载的能量传输效率，PL1和PL2分别两个充电负载的功率，M1表示发射端与第一接收端的互感，M2表示发射端与第二接收端的互感，r1和r2分别表示第一接收端和第二接收端的内阻，r1+Req1表示第一接收端回路的等效电阻，r2+Req2表示第二接收端回路的等效电阻，f1和f2分别表示第一接收端回路和第二接收端回路的固有频率，和分别表示第一接收端回路与第二接收端回路的电路品质因数，L1和L2分别表示第一接收端和第二接收端的自感。双负载谐振式无线电能传输系统的传输特性与互感参数，电路品质因数和频率偏移情况相关。特别的，工作频率为f1时，负载1获得大量的传输功率，当工作频率为f2时，大部分功率将会传输到负载2侧。根据电路的叠加原理，负载侧接收到的功率可以视作由多频率电压源侧不同分量传输的负载功率之和。对于一个复合电压源Us1sin(2πf1t)+Us2sin(2πf2t)，电源分量Us1sin(2πf1t)传输的电能主要由负载1接收，而Us2sin(2πf2t)传输的能量主要由负载2接收。通过调整两个频率电源分量的幅值，可以在电源侧对负载功率分布进行统一调控。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：1)电动汽车无线充电装置能够实现对双负载的无线电能传输，节约充电桩的建造成本；2)电动汽车无线充电装置的控制方法能够实现对双负载的无线电能传输，充电负载可同时充电，节约充电时间；3)电动汽车无线充电装置的控制方法在交流电源端通过频率分离方法，实现对各负载的功率分布控制，操作简便，集控性能好。附图说明图1为本专利技术所提供的应用于电动汽车双负载的无线充电装置的示意图。图2a-2b为本专利技术所提供的无线充电方法的仿真结果图。具体实施方式参照附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细地描述。图1为本专利技术所提供的应用于电动汽车双负载的无线充电装置的示意图。如图1所示，无线充电装置包括交流电源、松耦合变压器和整流滤波单元。交流电源1连接松耦合变压器2的发射端21，接收端1接收发射端21经过无线传输的交流电磁场能量，通过整流滤波单元3得到直流电流信号，该直流电流信号作用于负载电动汽车电池1。接收端2接收发射端21经过无线传输的交流电磁场能量，通过整流滤波单元5得到直流电流信号，该直流电流信号作用于负载电动汽车电池2。交流电源由不同频率(分别记为f1和f2)的正弦电压源复合而成。接收端1和接收端2的固有频率分别与交流电源分量的频率相同，发射端的固有频率介于两个交流电源分量的频率之间。根据无线充电的频率选择特性，交流电源的f1分量到接收端1的能量的传输效率远高于接收端2，交流电源的f2分量到接收端2的能量的传输效率远高于接收端1，交流电源的各频率分量的幅值在电源侧统一配置和调控，能够实现对两个电动汽车充电负载的无线充电，并在电源端实现对两个充电负载功率分布控制。本专利技术还提供了一种电动汽车无线充电装置的控制方法，交流电源由不同频率(记为f1和f2)的正弦电压源复合而成。接收端1和接收端2的固有频率分别与交流电源分量的频率相同，发射端的固有频率介于两个交流电源分量的频率之间。对于一个复合电压源Us1sin(2πf1t)+Us2sin(2πf2t)，电源分量Us1sin(2πf1t)传输的电能主要由负载1(也即是电动汽车电池1)接收，而Us2sin(2πf2t)传输的能量主要由负载2(也即是电动汽车电池2)接收。通过调整两个频率电源分量的幅值，可以在电源侧对负载功率分布进行统一调控。本专利技术的实施例对电动汽车无线充电装置的控制方法进行了仿真验证。该实施例搭建的仿真装置如下所述：交流电源为Us，两个正弦电压源分量频率分别为f1＝3kHz和f2＝5kHz，发射端固有频率为4kHz，接收端1固有频率为3kHz，接收端2固有频率为5kHz。整流滤波单元采用不控整流，LC滤波，负载采用两个5Ω的纯电阻负载来等效储能电池短充电间隔的功率特性。在该实施例中，电动汽车无线充电装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置，其特征在于，所述应用于电动汽车双负载的无线充电装置包括交流电源、松耦合变压器和整流滤波单元；所述松耦合变压器包括发射端、第一接收端和第二接收端；所述发射端连接至交流电源，所述第一接收端和第二接收端分别连接至第一整流滤波单元和第二整流滤波单元，所述第一整流滤波单元和第二整流滤波单元的输出端分别连接至第一电动汽车充电电池负载和第二电动汽车充电电池负载。

【技术特征摘要】
1.一种应用于电动汽车双负载的无线充电装置，其特征在于，所述应用于电动汽车双负载的无线充电装置包括交流电源、松耦合变压器和整流滤波单元；所述松耦合变压器包括发射端、第一接收端和第二接收端；所述发射端连接至交流电源，所述第一接收端和第二接收端分别连接至第一整流滤波单元和第二整流滤波单元，所述第一整流滤波单元和第二整流滤波单元的输出端分别连接至第一电动汽车充电电池负载和第二电动汽车充电电池负载。2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车双负载的无线充电装置，其特征在于，所述交流电源输出由两个正弦波分量复合而成的电压源，且两个正弦波分量的工作频率互不相同。3.根据权利要求2所述的应用于电动汽车双负载的无线充电装置，其特征在于，松耦合变压器的第一接收端和第二接收端的固有频率分别与交流电源的两个正弦波分量的工作频率相同，松耦合变压器的发射端的固有频率介于交流电源的两个正弦波分...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉青，杨林刚，王淡善，杨建军，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33