CN206948039U - 单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，拓扑结构是由一个大的发射线圈和四个小的接收线圈构成，四个小的接收线圈放置于同一平面，并于发射线圈平行,发射线圈和接收线圈是由圆形或方形多匝线圈构成，各接收线圈经整流后采用串联的方式依次相连，保证后端输出电压的稳定；所述结构的优点是：当接收线圈与发射线圈发生偏移时，***的输出电压基本恒定。本实用新型的有益效果是：结构简单、可靠性强、***的输出电压基本恒定，适用于电动汽车静态无线充电。
Description
技术领域
本发明涉及无线电能传输领域，尤其涉及电动汽车静态无线充电***拓扑结构的设计。
背景技术
充电***是电动汽车的核心部件之一，其性能的好坏直接影响着电动汽车的安全性和便利性。当前，电动汽车的充电方式主要有两种：插拔式有线充电方式和无线充电方式。插拔式有线充电方式的主要问题如下：(1)由于充电插座和电缆的存在而极大地降低了电动汽车充电的灵活性；(2)较大的充电电流构成了漏电及电击的潜在危险，容易产生接触火花，安全性不强。无线充电方式主要是通过磁场来传输电能，供电端和负载端不需要导线的直接连接，进而可以省去插座和插头。负载端和供电端可以通过网络指令来进行智能连接，更容易实现智能供电。然而，在电动汽车停车充电时，发射线圈和接收线圈不可避免会产生偏移，导致线圈之间的磁场分布发生变化，进而引起输出端电压剧烈波动及效率下降，危及电动汽车动态无线供电***的安全性与稳定性。所以，如何保证线圈发生偏移时线圈之间磁场的相对均匀、维持输出电压的稳定及较高的效率是一个难题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电动汽车静态无线充电***拓扑结构的设计。
1、一种单发射四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，拓扑结构是由一个大的发射线圈和四个小的接收线圈构成，四个小的接收线圈放置于同一平面，平行于发射线圈。
2、所述结构的优点是：当四个小接收线圈与单个大发射线圈发生偏移时，各接收线圈与发射线圈之间的叠加磁场基本恒定，***的输出电压基本恒定。
3、发射线圈是由圆形或方形多匝线圈构成，接收线圈也是由圆形或方形多匝线圈构成。
4、各接收线圈经整流后采用串联的方式依次相连，保证后端输出电压的稳定，本发明的有益效果是：结构简单、可靠性强、输出电压基本恒定、***效率高，非常适用于电动汽车静态无线充电。
附图说明
图1是新型电动汽车静止无线供电***的准均匀磁场拓扑结构图；
图2是发生偏移时新型单发射对四接收型准均匀磁场拓扑结构图；
图3是新型单发射对四接收后端级联型拓扑结构图；
图4是新型单发射对四接收后端级联型等效电路图；
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。
本发明一种新型电动汽车静止无线供电***的准均匀磁场拓扑结构如图1所示，它由一个大的圆形（或方形多匝线圈）发射线圈（Tx）和四个小的圆形（或方形多匝线圈）接收线圈（Rx_1, Rx_2, Rx_3和 Rx_4）组成。四个接收线圈的结构和大小都相同，Rx_1和Rx_3关于Y轴对称，Rx_2和Rx_4也是关于Y轴对称，Rx_1和Rx_2关于Z轴对称，Rx_1和Rx_4也是关于Z轴对称，四个接收线圈放置于同一个平面，接收线圈与发射线圈平行放置。O’是接收线圈的中心，Oi(i=1, 2, 3, 4)分别是各个接收线圈的中心。Δ1是Rx_1的中心与Z轴的水平垂直距离，Δ2是Rx_2的中心与Z轴的水平垂直距离。a是发射线圈的半径，b是接收线圈的半径，D是接收线圈与发射线圈之间的距离。
图2显示了接收装置向Y轴方向移动的示意图，Δ是接收装置向右移动的水平距离。当Δ<2b，Δ越大时，Δ1越小，此时Rx_1 或Rx_3与Tx圆心的水平偏移越小，它们之间的互感会变大；Δ越大时，Δ2越小，此时Rx_2 或Rx_4与Tx圆心的水平偏移越大，它们之间的互感会变小。其总的互感可以维持基本不变，所以***的输出电压可以基本维持不变。
图3显示了新型单发射对四接收后端级联型的拓扑结构图，发射线圈是一个大的圆形或方形多匝线圈，接收线圈也是由圆形或方形多匝线圈构成。四个接收线圈经整流后以串联方式依次联接，R L是负载电阻。每个线圈都可以等效成RLC（电阻、电感、电容）电路，其等效电路图如图4所示。
新型单发射对四接收后端级联型***的等效电路由AC-AC模块1和AC-DC模块构成。所述AC-AC模块1由电源模块10、发射线圈Tx11、接收线圈Rx_1、接收线圈Rx_2、接收线圈Rx_3、接收线圈Rx_4组成；所述AC-DC模块2由第一整流桥21、第二整流桥22、第三整流桥23、第四整流桥24、负载25构成。电源模块10经电容C 1与发射线圈Tx相连，发射线圈Tx11经磁场耦合把电能传输给接收线圈Rx_1、接收线圈Rx_2、接收线圈Rx_3、接收线圈Rx_4。接收线圈Rx_1经电容C 2与第一整流桥21相连；接收线圈Rx_2经电容C 3与第二整流桥22相连；接收线圈Rx_3经电容C 4与第三整流桥23相连；接收线圈Rx_4经电容C 5与第四整流桥24相连。第一整流桥21、第二整流桥22、第三整流桥23、第四整流桥24依次串联与负载25相连。
在此说明了此发明的优选实施例，包括发明人用于实施本发明的已知最佳模式。优选实施例的变更对本领域普通技术人员而言在阅读上述说明后是显而易见的。发明人希望普通技术人员合理应用这样的变更，并且发明人认为与在此明确说明不同的应用也可以实现本发明。因此，本发明包括随附权利要求中所引用的主旨的所有修改及等效形式，这在适用的法律中是允许的。此外，上述要素的所有可能的变更的任何组合也被本发明所包含，除非在此另外指出或者在上下文中明显矛盾。
Claims (6)
1.单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于：拓扑结构是由一个大的发射线圈和四个小的接收线圈构成，四个小的接收线圈放置于同一平面，平行于发射线圈；它由一个大的圆形发射线圈Tx（11）和四个小的圆形接收线圈Rx_1（12），Rx_2（13），Rx_3（14），Rx_4（15）组成；四个接收线圈的结构和大小都相同，Rx_1（12）和Rx_3（14）关于Y轴对称，Rx_2（13）和Rx_4（15）也是关于Y轴对称，Rx_1（12）和Rx_2（13）关于Z轴对称，Rx_1（12）和Rx_4（15）也是关于Z轴对称，四个接收线圈放置于同一个平面，接收线圈与发射线圈Tx（11）平行放置。
2.根据权利要求1所述的单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于，它由AC-AC模块（1）和AC-DC模块(2)构成，所述AC-AC模块（1）由电源模块（10）、发射线圈Tx（11）、接收线圈Rx_1（12）、接收线圈Rx_2（13）、接收线圈Rx_3（14）、接收线圈Rx_4（15）组成；所述AC-DC模块（2）由第一整流桥（21）、第二整流桥（22）、第三整流桥（23）、第四整流桥（24）、负载（25）构成，电源模块（10）经电容C 1与发射线圈Tx（11）相连，发射线圈Tx（11）经磁场耦合把电能传输给接收线圈Rx_1（12）、接收线圈Rx_2（13）、接收线圈Rx_3（14）、接收线圈Rx_4（15），接收线圈Rx_1（12）经电容C 2与第一整流桥（21）相连，接收线圈Rx_2（13）经电容C 3与第二整流桥（22）相连，接收线圈Rx_3（14）经电容C 4与第三整流桥（23）相连，接收线圈Rx_4（15）经电容C 5与第四整流桥（24）相连，第一整流桥（21）、第二整流桥（22）、第三整流桥（23）、第四整流桥（24）依次串联与负载（25）相连。
3.根据权利要求1所述的单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于，发射线圈Tx（11）是由圆形或方形多匝线圈构成，接收线圈也是由圆形或方形多匝线圈构成。
4.根据权利要求2所述的单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于，各接收线圈经整流后采用串联的方式依次相连。
5.根据权利要求3所述的单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于，发射线圈Tx（11）是由圆形构成，a是发射线圈的半径，b是接收线圈的半径，使a=3*b。
6.根据权利要求3所述的单发射对四接收线圈电动汽车静态无线供电装置，其特征在于，发射线圈Tx（11）是由方形构成，a是发射线圈的边长，b是接收线圈的边长，使a=3*b。
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|---|---|---|---|---|
| CN109586419A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-05 | 西南交通大学 | 一种动态无线电能传输***功率优化分配方法及*** |
| CN109760531A (zh) * | 2019-01-22 | 2019-05-17 | 中惠创智无线供电技术有限公司 | 一种动态无线充电接收电路及动态无线充电*** |
| CN111641273A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-08 | 西安交通大学 | 一种带冗余接收线圈的无线电能传输*** |
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