CN202210703U - 感应充电装置、非接触式充电系统及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感应充电装置、非接触式充电系统及具有该感应充电装置的电动汽车，该感应充电装置，用于与发生装置产生磁感应而为电池组充电，该感应充电装置包括：第一线圈，用于与所述发生装置中的供电的第二线圈互感而产生交变的磁场；整流与滤波电路，连接于所述第一线圈的两端；转换电路，初级侧连接所述整流与滤波电路的输出端，次级侧连接所述电池组以将经整流与滤波后的直流电压转换为所述电池组充电所需的高频交流电压。本实用新型的感应充电装置，避免了现有技术的电动汽车因插头和插座接触不良所发生的故障。

Description

感应充电装置、非接触式充电系统及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车的充电装置，尤其与一种适用于电动汽车的非接触的充电装置有关。

背景技术

电动汽车是由电动汽车的电池来提供能量，驱动车辆行驶的一种交通工具。电动汽车电池分为蓄电池和燃料电池两类。

使用蓄电池的电动汽车通常称为纯电动汽车，纯电动汽车是通过将储存在车载蓄电池内的电能转换为动能，通过电动机来驱动车辆行驶，蓄电池内的电能消耗掉后，需要对蓄电池的电能进行补充，这个过程就是“充电”。

现有技术中，电动汽车的车载蓄电池充电的方式是通过外部的一个充电插头连接到电动汽车上的充电插座上，将外部的电能直接补充到车载蓄电池内。

然而，现有技术的这种充电方式至少存在如下问题：充电插头和充电插座在每次充电的时候，需要进行插拔，在插拔的过程中会对插头和插座造成磨损，插拔次数多了就会导致插头和插座接触不良，发生故障。影响车辆的充电性能，增加了维护费用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种感应充电装置，以解决现有技术电动汽车的充电方式易造成充电插头和充电插座的磨损以及接触不良的技术问题。

本实用新型的另一目的在于，提供一种具有本实用新型感应充电装置的非接触式充电系统。

本实用新型的第三个目的在于，提供一种具有本实用新型感应充电装置的电动汽车。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种感应充电装置，用于与发生装置产生磁感应而为电池组充电，包括：第一线圈，用于与所述发生装置中的供电的第二线圈互感而产生交变的磁场；整流与滤波电路，连接于所述第一线圈的两端；转换电路，初级侧连接所述整流与滤波电路的输出端，次级侧连接所述电池组以将经整流与滤波后的直流电压转换为所述电池组充电所需的高频交流电压。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述整流与滤波电路包括第一电解电容和四个连接为电桥电路的整流二极管。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述第一线圈中穿设有钕铁硼磁芯。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述转换电路的次级侧与所述电池组之间还设置有用于滤除杂波的第二电解电容和第三线圈。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述转换电路的初级侧还连接有用于调节所述电池组充电电压的脉冲宽度调制电路。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述转换电路的次级侧与所述脉冲宽度调制电路之间连接有用于取样所述电池组两端电压并反馈给所述脉冲宽度调制电路的取样反馈电路。

本实用新型的感应充电装置，优选的，所述取样反馈电路的基准电压芯片为TL431型，所述取样反馈电路的光耦为PC817型。

一种非接触式充电系统，该非接触式充电系统包括发生装置、感应充电装置和电池组，通过所述发生装置与所述感应充电装置之间产生磁感应而为所述电池组充电，所述发生装置具有供电的第二线圈，所述感应充电装置为本实用新型的感应充电装置。

一种电动汽车，该电动汽车具有本实用新型的感应充电装置。

本实用新型的电动汽车，优选的为电动客车，所述感应充电装置设置于所述电动汽车的底部。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的电动汽车，是通过电动汽车上的感应充电装置接收发生装置产生的能量，由于能量的传递是非接触的方式，因此可以实现在没有接触和磨损的情况下对电动汽车进行充电，因而避免了现有技术的电动汽车因插头和插座接触不良所发生的故障。提高了车辆的充电性能，降低了维护费用。

附图说明

图1为本实用新型的电动汽车的非接触式充电示意图。

图2为本实用新型实施例的感应充电装置的电路图。

具体实施方式

体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且其中的说明及所附附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本实用新型。

本实用新型实施例的电动汽车，具有本实用新型实施例的感应充电装置。本实用新型实施例的非接触式充电系统，也具有本实用新型实施例的感应充电装置；本实用新型的电动汽车，优选的为电动客车，所述电动客车，包括但不限于是电动公交车。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的感应充电装置，主要包括线圈L1、整流与滤波电路、转换电路、脉冲宽度调制电路和取样反馈电路几个部分。

如图1所示，本实用新型实施例的电动汽车，在对电池组进行充电时，需要借助本实用新型实施例的非接触式充电系统，其包括安装在电动汽车上的感应充电装置和设置在车外的发生装置。其中，感应充电装置具有感应线圈(以下简称线圈)L1，发生装置具有线圈L2，线圈L2接通220V市电(或者380V工业用电电源)，根据电磁感应原理，会产生一个交变磁场，并产生感应电动势。由于磁场是交变的，因此在线圈L1产生的感应电动势也是交变的。在不用接触的情况下，在一定的距离内，电动汽车上的感应充电装置中的感应线圈L1就能够接收感应线圈L2产生的能量，并通过感应充电装置中后续的整流与滤波电路、转换电路等转换成电能，储存在电动汽车的电池组或电池(以下统称为电池组)内。

其中，市电电源与线圈L2之间可用限流电阻R1进行限流。

为了提高感应充电装置的充电效率，实际应用中可利用导磁材料置于线圈L1与线圈L2中作为磁芯，导磁材料优选的为钕铁硼等永磁材料。

为了方便充电，优选的，电动汽车上的感应充电装置设置于电动汽车的底部，靠近电池组的位置，而发生装置则可安装在地面上，当电动汽车行驶到发生装置正上方以后，即可进行电动汽车的电池组的充电作业。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的感应充电装置，与线圈L1两端相连的是整流与滤波电路，整流与滤波电路包括起整流作用的四个连接为电桥电路(或称桥式整流电路)的整流二极管和起滤波作用的电解电容C1，其中，电解电容C1的负端可以接地。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的感应充电装置，其转换电路主要由变压器T构成，变压器T的初级侧连接所述整流与滤波电路的输出端，次级侧连接所述电池组以将经整流与滤波后的直流电压转换为所述电池组充电所需的高频交流电压。

为了滤除转换电路次极侧的杂波，所述转换电路的次级侧与所述电池组之间还设置有用于滤除杂波的电解电容C2和电感线圈L3。

如图1和图2所示，为了精准的控制电池组的充电电压，本实用新型的感应充电装置还包括脉冲宽度调制电路和取样反馈电路，其中，用于调节所述电池组充电电压的脉冲宽度调制电路连接于变压器T的初级侧，用于取样所述电池组两端电压并反馈给所述脉冲宽度调制电路的取样反馈电路连接于变压器T的次级侧与所述脉冲宽度调制电路之间。

如图2所示，脉冲宽度调制电路与取样反馈电路的组成及工作原理如下：整流滤波后的直流电压经过电阻1R1，1R2，稳压二极管1D1给开关管G12栅极提供电压，使开关管G12导通，开关管G12导通后，变压器T初级侧的56绕组对地导通，直流电压给变压器T充电，由于电感对初级电流的阻碍作用，变压器T上的电流从小到大，当电流达到一定程度后，电流检测电阻1R5上的电压增大(例如大于0.7V时)，使三极管G11导通，G11导通后，开关管G12栅极对地被短路，开关管G12关断，变压器T初级侧所存的电能传递给变压器的两个次级，用于输出给次极侧的124绕组和光耦元件(优选的为PC817型光耦)，以及通过78绕组给开关管G12的栅极供电。整流二极管1D3，1D4，电阻1R3，电容1C3，1C2用于输出的整流滤波。电阻1R9给光耦提供导通电压。

在取样反馈电路中，电阻1R11，1R12组成采样电路，通过电阻分压的方式采集输出电压信号，基准电压芯片选用TL431型，TL431是一个精密基准电压芯片，当电阻1R11采集电压大于2.5V时候，基准电压芯片TL431的KA级导通，光耦PC817初级随之导通，光耦PC817初级导通后次级也随之导通，接着三极管G11导通，开关管G12栅极无电压，因此开关管G12关断。

另外，如图2所示，本实用新型的感应充电装置，由电容1C7，电阻1R8和二极管1D5组成一个吸收网络，用于吸收变压器T初级上感生的高压，防止开关管G12因过压而发生2次击穿。

本实用新型实施例的感应充电装置、本实用新型实施例的非接触式充电系统及本实用新型实施例的电动汽车，不仅充电的过程是非接触的，不会产生磨损。因而避免了现有技术的电动汽车因插头和插座接触不良所发生的故障。提高了车辆的充电性能，降低了维护费用。而且，还能够精准的控制电动汽车电池组的充电电压，使得电动汽车的充电过程能够更迅速、更稳定。

本领域技术人员应当意识到在不脱离本实用新型所附的权利要求所揭示的本实用新型的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本实用新型的权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感应充电装置，用于与发生装置产生磁感应而为电池组充电，其特征在于，该感应充电装置包括：

第一线圈，用于与所述发生装置中的供电的第二线圈互感而产生交变的磁场；

整流与滤波电路，连接于所述第一线圈的两端；

转换电路，初级侧连接所述整流与滤波电路的输出端，次级侧连接所述电池组以将经整流与滤波后的直流电压转换为所述电池组充电所需的高频交流电压。

2.如权利要求1所述的感应充电装置，其特征在于，所述整流与滤波电路包括第一电解电容和四个连接为电桥电路的整流二极管。

3.如权利要求2所述的感应充电装置，其特征在于，所述第一线圈中穿设有钕铁硼磁芯。

4.如权利要求4所述的感应充电装置，其特征在于，所述转换电路的次级侧与所述电池组之间还设置有用于滤除杂波的第二电解电容和第三线圈。

5.如权利要求1所述的感应充电装置，其特征在于，所述转换电路的初级侧还连接有用于调节所述电池组充电电压的脉冲宽度调制电路。

6.如权利要求1所述的感应充电装置，其特征在于，所述转换电路的次级侧与所述脉冲宽度调制电路之间连接有用于取样所述电池组两端电压并反馈给所述脉冲宽度调制电路的取样反馈电路。

7.如权利要求6所述的感应充电装置，其特征在于，所述取样反馈电路的基准电压芯片为TL431型，所述取样反馈电路的光耦为PC817型。

8.一种非接触式充电系统，其特征在于，该非接触式充电系统包括发生装置、感应充电装置和电池组，通过所述发生装置与所述感应充电装置之间产生磁感应而为所述电池组充电，所述发生装置具有供电的第二线圈，所述感应充电装置为权利要求1-7任一所述的感应充电装置。

9.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车具有权利要求1-7任一所述的感应充电装置。

10.如权利要求8所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车为电动客车，所述感应充电装置设置于所述电动汽车的底部。

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