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原文传递一种电动汽车动态双向无线充电系统及方法

专利名称：	一种电动汽车动态双向无线充电系统及方法
摘要：	本发明提供一种电动汽车动态双向无线充电系统，包括发射装置和接收装置；发射装置包括交流电源、电源PFC电路、双向DC/DC电路、第一双向AC/DC电路、第一谐振补偿模块、第一线圈及第一控制模块；接收装置包括第二线圈、第二谐振补偿模块、第二双向AC/DC电路、蓄电池组、第三双向AC/DC电路、交流电机、超级电容器及第二控制模块；当电源PFC电路工作在整流模式、双向DC/DC电路工作在降压斩波模式以及第一双向AC/DC电路工作在逆变模式，且第二双向AC/DC电路工作在整流模式以及第三双向AC/DC电路工作在整流或逆变模式时，电动汽车处于动态充电模式；反之，电动汽车处于馈电模式。实施本发明，同时支持电动汽车的动态充电和向电网动态馈电功能，维护电网稳定运行及减少能量浪费。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	温州大学
发明人：	钱祥忠;张佳瑶;叶静;徐文强;寸昆屹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-31T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-13T00:00:00+0800
申请号：	CN201910469698.4
公开号：	CN110116643A
代理机构：	温州名创知识产权代理有限公司
代理人：	陈加利
分类号：	B60L53/122(2019.01);B;B60;B60L;B60L53
申请人地址：	325000 浙江省温州市瓯海区东方南路38号温州市国家大学科技园孵化器
主权项：	1.一种电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，包括设置于地面侧的发射装置和设置于电动汽车上的接收装置；其中，所述发射装置包括依序连接的交流电源、电源PFC电路、双向DC/DC电路、第一双向AC/DC电路、第一谐振补偿模块及第一线圈，还包括与所述电源PFC电路、双向DC/DC电路及第一双向AC/DC电路均相连的第一控制模块；所述接收装置包括依序连接的第二线圈、第二谐振补偿模块、第二双向AC/DC电路、蓄电池组、第三双向AC/DC电路及交流电机，还包括并接在所述蓄电池组两端的超级电容器以及与所述第二双向AC/DC电路和所述第三双向AC/DC电路均相连的第二控制模块；其中，当所述发射装置中的第一控制模块将控制所述电源PFC电路工作在整流模式、控制所述双向DC/DC电路工作在降压斩波模式以及控制所述第一双向AC/DC电路工作在逆变模式，且所述接收装置中的第二控制模块控制所述第二双向AC/DC电路工作在整流模式以及所述第三双向AC/DC电路工作在整流或逆变模式时，使所述电动汽车处于动态充电模式，实现所述交流电源给所述电动汽车充电；当所述发射装置中的第一控制模块将控制所述电源PFC电路工作在逆变模式、控制所述双向DC/DC电路工作在升压斩波模式以及控制所述第一双向AC/DC电路工作在整流模式，且所述接收装置中的第二控制模块控制所述第二双向AC/DC电路工作在逆变模式以及所述第三双向AC/DC电路工作在断路模式时，使所述电动汽车处于馈电模式，实现所述电动汽车给所述交流电源馈电。 2.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于匀速行驶工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述发射装置的能量由所述第二双向AC/DC电路经所述蓄电池组流过所述第三双向AC/DC电路后，进入所述交流电机；或当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于启动、加速及爬坡行驶之其中一种工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述发射装置的能量由所述第二双向AC/DC电路分别经所述蓄电池组和所述超级电容器流过所述第三双向AC/DC电路后，进入所述交流电机；或当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于能量再生制动行驶工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述交流电机的能量由所述第三双向AC/DC电路分别流向所述蓄电池组和所述超级电容器，且所述超级电容器还将多余能量传输给所述蓄电池组。 3.如权利要求2所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，所述接收装置还包括与所述蓄电池组、交流电机及超级电容器均相连的功率分配模块；其中，所述功率分配模块，用于所述电动汽车处于匀速行驶启动、加速及爬坡行驶之其中一种工况下，采用预设的第一模糊控制策略将所述超级电容器及所述蓄电池组各自的当前剩余电量和所述交流电机所需功率作为输入，功率分配因子作为输出，通过功率分配分别计算出所述蓄电池组和所述交流电机的输入功率来实现功率再分配；或所述电动汽车处于能量再生制动行驶工况下，采用预设的第二模糊控制策略将所述超级电容器及所述蓄电池组各自的当前剩余电量和所述交流电机所需功率作为输入，功率分配因子作为输出，通过功率分配分别计算出所述超级电容器和所述交流电机的输入功率来实现功率再分配。 4.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，所述第二线圈为可移动线圈，且所述可移动的第二线圈与所述第二控制模块相连并由所述第二控制模块控制在一定范围内移动。 5.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，所述发射装置还包括设置于所述第一线圈上的电流检测电路；其中，所述电流检测电路还与所述第一控制模块相连，用于对所述第一线圈流过的电流进行实时检测，并通过所述第一控制模块反馈至所述第二控制模块上，使得所述第二控制模块能控制所述可移动的第二线圈移动并与所述第一线圈对准。 6.如权利要求5所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，所述发射装置还包括设置于所述第一线圈上的电压检测电路；其中，所述电压检测电路还与所述第一控制模块相连，用于对所述第一线圈流过的电压进行实时检测，并通过所述第一控制模块采用SVPWM调制技术与双PI控制相结合的方式驱动所述第一双向AC/DC电路，使所述第一双向AC/DC电路输出电压和电流的相位、频率、幅度均满足市电要求。 7.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电系统，其特征在于，所述交流电源为电网或微电网；其中，所述微电网采用光伏、风力、水力之中任一种与蓄电池组相结合的方式来组网，并通过PI控制方式减小输出电压的波动。 8.一种电动汽车动态双向无线充电方法，其特征在于，其在如权利要求1-7中任一项所述的电动汽车动态双向无线充电系统上实现，所述方法包括以下步骤：选择所述电动汽车动态双向无线充电系统的当前工作模式；其中，所述工作模式包括第一工作模式或第二工作模式；当所述电动汽车动态双向无线充电系统所选的当前工作模式为第一工作模式时，由所述电动汽车动态双向无线充电系统中的发射装置的第一控制模块来控制内部相连的电源PFC电路工作在整流模式、双向DC/DC电路工作在降压斩波模式以及第一双向AC/DC电路工作在逆变模式，且还由所述电动汽车动态双向无线充电系统中的接收装置的第二控制模块控制内部相连的第二双向AC/DC电路工作在整流模式以及第三双向AC/DC电路工作在整流或逆变模式，使电动汽车处于动态充电模式，实现交流电源给所述电动汽车充电；当所述电动汽车动态双向无线充电系统所选的当前工作模式为第二工作模式时，由所述电动汽车动态双向无线充电系统中的发射装置的第一控制模块来控制内部相连的电源PFC电路工作在逆变模式、双向DC/DC电路工作在升压斩波模式以及第一双向AC/DC电路工作在整流模式，且还由所述电动汽车动态双向无线充电系统中的接收装置的第二控制模块控制内部相连的第二双向AC/DC电路工作在逆变模式以及第三双向AC/DC电路工作在断路模式，使电动汽车处于馈电模式，实现所述电动汽车给所述交流电源馈电。 9.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电方法，其特征在于，所述方法进一步包括：当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于匀速行驶工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述发射装置的能量由所述第二双向AC/DC电路经所述蓄电池组流过所述第三双向AC/DC电路后，进入所述交流电机；或当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于启动、加速及爬坡行驶之其中一种工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述发射装置的能量由所述第二双向AC/DC电路分别经所述蓄电池组和所述超级电容器流过所述第三双向AC/DC电路后，进入所述交流电机；或当所述电动汽车处于动态充电模式下并处于能量再生制动行驶工况时，所述接收装置中的第二控制模块控制来自所述交流电机的能量由所述第三双向AC/DC电路分别流向所述蓄电池组和所述超级电容器，且所述超级电容器还将多余能量传输给所述蓄电池组。 10.如权利要求1所述的电动汽车动态双向无线充电方法，其特征在于，所述交流电源为电网或微电网；其中，所述微电网采用光伏、风力、水力之中任一种与蓄电池组相结合的方式来组网，并通过PI控制方式减小输出电压的波动。
所属类别：	发明专利