[发明专利]基于电场耦合的无线电能传输装置及控制方法

说明书

本发明公开一种基于电场耦合的无线电能传输装置、控制方法及无人船充电系统。无线电能传输装置包括相互独立设置的电能发射部和电能接收部，电能发射部包括第一子支路和第二子支路，第一子支路的一端为电能输入正极端，另一端设置第一极板，第二子支路的一端为电能输入负极端，另一端设置第一导电端子，电能接收部包括第三子支路和第四子支路，第三子支路的一端为电能输出正极端，另一端设置第二极板，第四子支路的一端为电能输出负极端，另一端设置第二导电端子。电源的正负极不必同时裸露，从而无短路以及产生电火花的问题，需要的元器件少，系统结构简单，无需谐振补偿电路，从而解决了因谐振补偿电路导致的失谐问题。

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种基于电场耦合的无线电能传输装置、控制方法及无人船充电系统。

背景技术

无线电能传输技术具有安全、易于实现充电过程自动化等优势，在无人值守的系统中发挥着重要的作用。电场耦合式无线电能传输的耦合装置具有重量轻、成本低、易于制作等优势，已成为实现无线电能传输的一种重要方式。

传统添加补偿电路的电场耦合式无线电能传输方法系统需求器件多，存在错位引起的失谐问题，而且需要额外添加功率控制电路控制系统的输出功率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构简单、稳定性高的基于电场耦合的无线电能传输装置、控制方法及无人船充电系统。

为达到上述目的，第一方面，本发明采用以下技术方案：

一种基于电场耦合的无线电能传输装置，包括相互独立设置的电能发射部和电能接收部，所述电能发射部包括第一子支路和第二子支路，所述第一子支路的一端为电能输入正极端，另一端设置第一极板，所述第二子支路的一端为电能输入负极端，另一端设置第一导电端子，所述电能接收部包括第三子支路和第四子支路，所述第三子支路的一端为电能输出正极端，另一端设置第二极板，所述第四子支路的一端为电能输出负极端，另一端设置第二导电端子；

所述无线电能传输装置具有电能传输状态，在所述电能传输状态，所述电能发射部的所述第一极板和所述电能接收部的所述第二极板相对设置以形成耦合电容，使得所述第一子支路和所述第三子支路形成能量流传输支路，所述电能发射部的所述第一导电端子与所述第二导电端子相接触，使得所述第二子支路和所述第四子支路形成能量流返回支路。

优选地，所述电能发射部的所述第一极板和所述电能接收部的所述第二极板表面均覆盖绝缘层。

优选地，所述电能发射部还包括第一承载部，所述第一极板和所述第一导电端子设置于所述第一承载部，

所述第一导电端子在所述第一承载部上的位置可调；和/或，

所述第一极板在所述第一承载部上的位置可调。

优选地，所述电能发射部还包括第一驱动部件，用于驱动所述第一导电端子运动；和/或，

所述电能发射部还包括第二驱动部件，用于驱动所述第一极板运动。

优选地，所述电能发射部还包括控制器，所述控制器与所述第一驱动部件和/或所述第二驱动部件通讯连接。

优选地，所述电能接收部还包括第二承载部，所述第一承载部上设置有第一配合结构，所述第二承载部上设置有第二配合结构，所述第一配合结构与所述第二配合结构相配合使得所述无线电能传输装置处于所述电能传输状态。

优选地，在所述电能传输状态，所述无线电能传输装置形成Sepic直流变换器、Cuk型直流变换器或Zeta型直流变换器。

优选地，所述电能发射部还包括开关支路，所述开关支路上设置有电控开关，所述开关支路的一端与所述第一子支路相连，另一端与所述第二子支路相连。

为达到上述目的，第二方面，本发明还采用以下技术方案：