[发明专利]一种多发射源的增强型无线充电系统

说明书

本发明公开一种多发射源的增强型无线充电系统，包括能量发送部分、中继部分和能量接收部分；能量发射部分包括多个能量发射源，每个能量发射源均包括高频逆变器、补偿电容和匝数少的初级线圈，中继部分由匝数多的中继线圈与中继回路补偿电容的串联成环路，中继线圈紧靠各初级线圈，能量接受部分包括匝数多的次级线圈和整流滤波电路，整流滤波电路的输出端连接充电电池的两端，次级线圈和中继线圈间存有气隙。本发明提高了系统输出功率等级，同时多发射线圈相互解耦，之间互感引起的系统不谐振问题，不需要额外加入补偿电容以及补偿变压器；能量发射部分以及中继部分安装于地面上，能量接收部分安装在车辆底部，系统结构简单，对空间要求低。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体为一种多发射源的增强型无线充电系统。

背景技术

随着环境问题的日益严重，因电动汽车具有零排放、噪声小等优点在市面上慢慢普及。电动汽车车载电源的充电方式分为有线充电与无线充电两种。有线充电的方式为：利用家用220V交流电经充电适配器转换为合适的电压给车载电源充电或者是利用充电桩的输出接口给车载电源充电。有线充电方式需要通过线缆连接，而无线充电方式具有无需任何连接线即可进行充电的优势。

近年来，得益于无线充电技术的迅速发展，该技术在各种电子设备如电动牙刷、手机、电动剃须刀等低功率设备得到应用，并有望在电动汽车等较高功率要求的设备上得到应用。

无线充电技术通过能量发射线圈与能量拾取线圈之间的高频磁场耦合，以非接触的方式将电能从能量发射装置传输至能量拾取装置。利用无线充电技术给电动汽车充电，能量发射线圈铺设的地面以下，能量拾取线圈安装于电动汽车底盘以下。因为考虑到能量拾取线圈不能影响电动汽车的在其他路面上的行驶能力，不能将能量拾取线圈安装过低。电动汽车有线充电方式分快充与慢充，若在无线充电方式中实现快充，充电过程需要一个很大的电流，这对逆变器来说是一个考验，选用高耐压高耐流的开关管势必带来成本的提升，也对当前的工艺水平提出了很高的要求。

无线充电技术中，实现在较大距离下给电动汽车充电的方案是利用一种U型无线电能传输耦合机构，其中能量发射线圈与能量拾取线圈的端面相互正对并同轴放置，中继线圈的端面与能量发射线圈和能量拾取线圈的端面相垂直。该方案实现了较大距离下无线电能传输系统的高效率传输，然而，其存在的问题是该耦合机构对空间提出了较高要求。对较大功率的无线电能传输系统来说，可以利用多个发射线圈多个逆变器供电的方式实现，然而多个发射线圈之间相互耦合，需要加入逆变器或者是额外的补偿电容实现多个发射线圈之间的相互解耦，导致增加了额外的元器件。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够实现较大距离对电动汽车进行无线充电，且空间结构紧凑的多发射源的增强型无线充电系统，技术方案如下：

一种多发射源的增强型无线充电系统，包括能量发送部分、中继部分和能量接受部分；

能量发送部分包括多个能量发射源，每个能量发射源均包括高频逆变器H、补偿电容C和初级线圈L，高频逆变器H的输入端并联到直流源E，补偿电容C与初级线圈L串联后再并联于高频逆变器H的输出端；

中继部分由中继线圈L_J与中继回路补偿电容C_J的串联成环路；且中继线圈L_J紧靠各初级线圈；