專利名稱：感應充電裝置、非接觸式充電系統及電動汽車的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動汽車的充電裝置，尤其與一種適用于電動汽車的非接觸的充電裝置有關。
背景技術：
電動汽車是由電動汽車的電池來提供能量，驅動車輛行駛的一種交通工具。電動汽車電池分為蓄電池和燃料電池兩類。使用蓄電池的電動汽車通常稱為純電動汽車，純電動汽車是通過將儲存在車載蓄電池內的電能轉換為動能，通過電動機來驅動車輛行駛，蓄電池內的電能消耗掉后，需要對蓄電池的電能進行補充，這個過程就是“充電”。現有技術中，電動汽車的車載蓄電池充電的方式是通過外部的一個充電插頭連接到電動汽車上的充電插座上，將外部的電能直接補充到車載蓄電池內。然而，現有技術的這種充電方式至少存在如下問題充電插頭和充電插座在每次充電的時候，需要進行插拔，在插拔的過程中會對插頭和插座造成磨損，插拔次數多了就會導致插頭和插座接觸不良，發生故障。影響車輛的充電性能，增加了維護費用。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種感應充電裝置，以解決現有技術電動汽車的充電方式易造成充電插頭和充電插座的磨損以及接觸不良的技術問題。本實用新型的另一目的在于，提供一種具有本實用新型感應充電裝置的非接觸式充電系統。本實用新型的第三個目的在于，提供一種具有本實用新型感應充電裝置的電動汽車。為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下一種感應充電裝置，用于與發生裝置產生磁感應而為電池組充電，包括第一線圈，用于與所述發生裝置中的供電的第二線圈互感而產生交變的磁場；整流與濾波電路，連接于所述第一線圈的兩端；轉換電路，初級側連接所述整流與濾波電路的輸出端，次級側連接所述電池組以將經整流與濾波后的直流電壓轉換為所述電池組充電所需的高頻交流電壓。本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述整流與濾波電路包括第一電解電容和四個連接為電橋電路的整流二極管。本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述第一線圈中穿設有釹鐵硼磁芯。本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述轉換電路的次級側與所述電池組之間還設置有用于濾除雜波的第二電解電容和第三線圈。本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述轉換電路的初級側還連接有用于調節所述電池組充電電壓的脈沖寬度調制電路。
3[0015]本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述轉換電路的次級側與所述脈沖寬度調制電路之間連接有用于取樣所述電池組兩端電壓并反饋給所述脈沖寬度調制電路的取樣反饋電路。本實用新型的感應充電裝置，優選的，所述取樣反饋電路的基準電壓芯片為TL431 型，所述取樣反饋電路的光耦為PC817型。一種非接觸式充電系統，該非接觸式充電系統包括發生裝置、感應充電裝置和電池組，通過所述發生裝置與所述感應充電裝置之間產生磁感應而為所述電池組充電，所述發生裝置具有供電的第二線圈，所述感應充電裝置為本實用新型的感應充電裝置。一種電動汽車，該電動汽車具有本實用新型的感應充電裝置。本實用新型的電動汽車，優選的為電動客車，所述感應充電裝置設置于所述電動汽車的底部。本實用新型的有益效果在于，本實用新型的電動汽車，是通過電動汽車上的感應充電裝置接收發生裝置產生的能量，由于能量的傳遞是非接觸的方式，因此可以實現在沒有接觸和磨損的情況下對電動汽車進行充電，因而避免了現有技術的電動汽車因插頭和插座接觸不良所發生的故障。提高了車輛的充電性能，降低了維護費用。
圖1為本實用新型的電動汽車的非接觸式充電示意圖。圖2為本實用新型實施例的感應充電裝置的電路圖。
具體實施方式
體現本實用新型特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的范圍，且其中的說明及所附附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本實用新型。本實用新型實施例的電動汽車，具有本實用新型實施例的感應充電裝置。本實用新型實施例的非接觸式充電系統，也具有本實用新型實施例的感應充電裝置；本實用新型的電動汽車，優選的為電動客車，所述電動客車，包括但不限于是電動公交車。如圖1和圖2所示，本實用新型實施例的感應充電裝置，主要包括線圈Li、整流與濾波電路、轉換電路、脈沖寬度調制電路和取樣反饋電路幾個部分。如圖1所示，本實用新型實施例的電動汽車，在對電池組進行充電時，需要借助本實用新型實施例的非接觸式充電系統，其包括安裝在電動汽車上的感應充電裝置和設置在車外的發生裝置。其中，感應充電裝置具有感應線圈(以下簡稱線圈)Li，發生裝置具有線圈L2，線圈L2接通220V市電(或者380V工業用電電源)，根據電磁感應原理，會產生一個交變磁場，并產生感應電動勢。由于磁場是交變的，因此在線圈Ll產生的感應電動勢也是交變的。在不用接觸的情況下，在一定的距離內，電動汽車上的感應充電裝置中的感應線圈 Ll就能夠接收感應線圈L2產生的能量，并通過感應充電裝置中后續的整流與濾波電路、轉換電路等轉換成電能，儲存在電動汽車的電池組或電池(以下統稱為電池組)內。其中，市電電源與線圈L2之間可用限流電阻Rl進行限流。為了提高感應充電裝置的充電效率，實際應用中可利用導磁材料置于線圈Ll與線圈L2中作為磁芯，導磁材料優選的為釹鐵硼等永磁材料。為了方便充電，優選的，電動汽車上的感應充電裝置設置于電動汽車的底部，靠近電池組的位置，而發生裝置則可安裝在地面上，當電動汽車行駛到發生裝置正上方以后，即可進行電動汽車的電池組的充電作業。如圖1和圖2所示，本實用新型實施例的感應充電裝置，與線圈Ll兩端相連的是整流與濾波電路，整流與濾波電路包括起整流作用的四個連接為電橋電路(或稱橋式整流電路)的整流二極管和起濾波作用的電解電容Cl，其中，電解電容Cl的負端可以接地。 如圖1和圖2所示，本實用新型實施例的感應充電裝置，其轉換電路主要由變壓器 T構成，變壓器T的初級側連接所述整流與濾波電路的輸出端，次級側連接所述電池組以將經整流與濾波后的直流電壓轉換為所述電池組充電所需的高頻交流電壓。為了濾除轉換電路次極側的雜波，所述轉換電路的次級側與所述電池組之間還設置有用于濾除雜波的電解電容C2和電感線圈L3。如圖1和圖2所示，為了精準的控制電池組的充電電壓，本實用新型的感應充電裝置還包括脈沖寬度調制電路和取樣反饋電路，其中，用于調節所述電池組充電電壓的脈沖寬度調制電路連接于變壓器T的初級側，用于取樣所述電池組兩端電壓并反饋給所述脈沖寬度調制電路的取樣反饋電路連接于變壓器T的次級側與所述脈沖寬度調制電路之間。如圖2所示，脈沖寬度調制電路與取樣反饋電路的組成及工作原理如下整流濾波后的直流電壓經過電阻1R1，1R2，穩壓二極管IDl給開關管G12柵極提供電壓，使開關管G12導通，開關管G12導通后，變壓器T初級側的56繞組對地導通，直流電壓給變壓器T 充電，由于電感對初級電流的阻礙作用，變壓器T上的電流從小到大，當電流達到一定程度后，電流檢測電阻1R5上的電壓增大(例如大于0. 7V時)，使三極管Gll導通，Gll導通后， 開關管G12柵極對地被短路，開關管G12關斷，變壓器T初級側所存的電能傳遞給變壓器的兩個次級，用于輸出給次極側的1 繞組和光耦元件(優選的為PC817型光耦)，以及通過 78繞組給開關管G12的柵極供電。整流二極管1D3，1D4，電阻1R3，電容1C3，1C2用于輸出的整流濾波。電阻1R9給光耦提供導通電壓。在取樣反饋電路中，電阻1R11，1R12組成采樣電路，通過電阻分壓的方式采集輸出電壓信號，基準電壓芯片選用TL431型，TL431是一個精密基準電壓芯片，當電阻IRll采集電壓大于2. 5V時候，基準電壓芯片TL431的KA級導通，光耦PC817初級隨之導通，光耦 PC817初級導通后次級也隨之導通，接著三極管Gl 1導通，開關管G12柵極無電壓，因此開關管G12關斷。另外，如圖2所示，本實用新型的感應充電裝置，由電容1C7，電阻1R8和二極管 1D5組成一個吸收網絡，用于吸收變壓器T初級上感生的高壓，防止開關管G12因過壓而發生2次擊穿。本實用新型實施例的感應充電裝置、本實用新型實施例的非接觸式充電系統及本實用新型實施例的電動汽車，不僅充電的過程是非接觸的，不會產生磨損。因而避免了現有技術的電動汽車因插頭和插座接觸不良所發生的故障。提高了車輛的充電性能，降低了維護費用。而且，還能夠精準的控制電動汽車電池組的充電電壓，使得電動汽車的充電過程能夠更迅速、更穩定。本領域技術人員應當意識到在不脫離本實用新型所附的權利要求所揭示的本實用新型的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本實用新型的權利要求的保護范圍之內。
權利要求1.一種感應充電裝置，用于與發生裝置產生磁感應而為電池組充電，其特征在于，該感應充電裝置包括第一線圈，用于與所述發生裝置中的供電的第二線圈互感而產生交變的磁場； 整流與濾波電路，連接于所述第一線圈的兩端；轉換電路，初級側連接所述整流與濾波電路的輸出端，次級側連接所述電池組以將經整流與濾波后的直流電壓轉換為所述電池組充電所需的高頻交流電壓。
2.如權利要求1所述的感應充電裝置，其特征在于，所述整流與濾波電路包括第一電解電容和四個連接為電橋電路的整流二極管。
3.如權利要求2所述的感應充電裝置，其特征在于，所述第一線圈中穿設有釹鐵硼磁-I-H心。
4.如權利要求4所述的感應充電裝置，其特征在于，所述轉換電路的次級側與所述電池組之間還設置有用于濾除雜波的第二電解電容和第三線圈。
5.如權利要求1所述的感應充電裝置，其特征在于，所述轉換電路的初級側還連接有用于調節所述電池組充電電壓的脈沖寬度調制電路。
6.如權利要求1所述的感應充電裝置，其特征在于，所述轉換電路的次級側與所述脈沖寬度調制電路之間連接有用于取樣所述電池組兩端電壓并反饋給所述脈沖寬度調制電路的取樣反饋電路。
7.如權利要求6所述的感應充電裝置，其特征在于，所述取樣反饋電路的基準電壓芯片為TL431型，所述取樣反饋電路的光耦為PC817型。
8.一種非接觸式充電系統，其特征在于，該非接觸式充電系統包括發生裝置、感應充電裝置和電池組，通過所述發生裝置與所述感應充電裝置之間產生磁感應而為所述電池組充電，所述發生裝置具有供電的第二線圈，所述感應充電裝置為權利要求1-7任一所述的感應充電裝置。
9.一種電動汽車，其特征在于，該電動汽車具有權利要求1-7任一所述的感應充電裝置。
10.如權利要求8所述的電動汽車，其特征在于，所述電動汽車為電動客車，所述感應充電裝置設置于所述電動汽車的底部。
專利摘要本實用新型公開了一種感應充電裝置、非接觸式充電系統及具有該感應充電裝置的電動汽車，該感應充電裝置，用于與發生裝置產生磁感應而為電池組充電，該感應充電裝置包括第一線圈，用于與所述發生裝置中的供電的第二線圈互感而產生交變的磁場；整流與濾波電路，連接于所述第一線圈的兩端；轉換電路，初級側連接所述整流與濾波電路的輸出端，次級側連接所述電池組以將經整流與濾波后的直流電壓轉換為所述電池組充電所需的高頻交流電壓。本實用新型的感應充電裝置，避免了現有技術的電動汽車因插頭和插座接觸不良所發生的故障。
文檔編號H02J17/00GK202210703SQ201120300738
公開日2012年5月2日 申請日期2011年8月18日 優先權日2011年8月18日
發明者沙向陽 申請人:北汽福田汽車股份有限公司