一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，包括可再生能源電網、無線電能傳輸模塊和電動汽車充電模塊，無線電能傳輸模塊包括無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器、電源發射極和電源接收極，電源發射極設在電動汽車外部的充電設備上，電源接收極設在電動汽車內部的充電端上，電動汽車充電模塊包括電動汽車充電模塊AC/DC轉換器、電動汽車充電模塊DC/DC轉換器和車載電池組，可再生能源電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊電連接，無線電能傳輸模塊將電能通過無線的方式輸送給電動汽車充電模塊。本發明采用可再生能源微電網作為電動汽車的動力源，具有節能、環保、安全的特點。
【專利說明】
一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種電動汽車無線充電系統，特別涉及一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，屬于電動汽車無線充電網領域。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的快速發展，城市污染越來越嚴重，為減小城市的溫室氣體排放，新能源車型和保有量急劇增加。電動汽車作為加快能源轉型、實現低碳經濟的重要途徑，在社會上引起了越來越多的重視，汽車動力的電氣化是未來發展的必然趨勢。然而，電動汽車充電問題一直是制約電動汽車發展的關鍵性問題之一。現有大功率充電技術的常規方法包括更換蓄電池、用充電粧充電、市電充電等方式，這種有線的充電方式容易引發多種問題，例如頻繁插拔帶來的接口磨損問題，充電時產生電火花帶來的安全隱患問題，電池充電對上游電網帶來的安全問題，加重電網負擔，消耗不可再生能源，充電維護不方便等問題，在一定程度上制約了電動汽車的發展。而且根據我國電力系統的能源利用現狀，通過電網對電動汽車充電，所產生的碳排放量并不比傳統燃油汽車低，并且也難以降低對傳統化石燃料的依賴。

【發明內容】

[0003]本發明一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統公開了新的方案，采用可再生能源微電網作為電動汽車的動力源，擺脫了傳統的通過電動汽車有線充電粧的充電方式，解決了現有電動汽車充電帶來的環境和安全問題。
[0004]本發明基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統包括可再生能源電網、無線電能傳輸模塊和電動汽車充電模塊，無線電能傳輸模塊包括無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器、電源發射極和電源接收極，電源發射極設在電動汽車外部的充電設備上，電源接收極設在電動汽車內部的充電端上，電動汽車充電模塊包括電動汽車充電模塊AC/DC轉換器、電動汽車充電模塊DC/DC轉換器和車載電池組，可再生能源電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接，無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器與電源發射極電連接，電源發射極與電源接收極無線輸電連接，電源接收極與電動汽車充電模塊AC/DC轉換器電連接，電動汽車充電模塊AC/DC轉換器與電動汽車充電模塊DC/DC轉換器電連接，電動汽車充電模塊DC/DC轉換器與車載電池組電連接。
[0005]本發明一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統采用可再生能源微電網作為電動汽車的動力源，具有節能、環保、安全的特點。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統原理示意圖。【具體實施方式】
[0007]短距離無線電力傳輸方式可通過電磁感應實現。這種傳輸方式需要以磁場作為介質，利用發射線圈與接收線圈之間的磁耦合來傳輸能量。使用變壓器耦合，使得初級和次級線圈生成感應電流，該電流可在介質中形成交變電場，這樣電能就可以隔著大部分非金屬材料進行傳輸，這樣就能把能量從發射端轉移至接收端，從而實現了電力的無線傳輸。無線充電技術實質上是無線電力傳輸技術的應用。無線充電是一種有關生活方式的技術進步，就像藍牙和W1-FI，它會從根本上改變人類的生活方式，并提供一個新層次的、安全的移動性便利。眾所周知，電流流過線圈時，周圍會產生磁場，利用電磁感應原理進行充電的設備類似于變壓器，在發送端和接收端各有一個線圈，發送端的線圈連接有限電源產生電磁信號，接收端線圈感應發送端的電磁信息號，從而產生電流給用電設備。電場耦合方式的無線供電技術與“電磁感應方式”及“磁場共振方式”不同，電場耦合方式利用通過沿垂直方向耦合的兩組非對稱偶極子而產生的感應電場來傳輸電力，具有抗水平錯位能力較強的特點。一般來說，利用電磁感應原理的無線供電技術最具現實性，并且現在在電動汽車上有實際應用，從而改進了有線電粧充電帶來的各種弊端。但是這種基于市電網供電的無線充電方案仍然沒有克服依賴傳統能源供電和由此產生的環境問題。
[0008]如圖1所示，本發明一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統原理示意圖。基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統包括可再生能源電網、無線電能傳輸模塊和電動汽車充電模塊，無線電能傳輸模塊包括無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器、電源發射極和電源接收極，電源發射極設在電動汽車外部的充電設備上，電源接收極設在電動汽車內部的充電端上，電動汽車充電模塊包括電動汽車充電模塊AC/DC轉換器、電動汽車充電模塊DC/DC轉換器和車載電池組，可再生能源電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接，無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器與電源發射極電連接，電源發射極與電源接收極無線輸電連接，電源接收極與電動汽車充電模塊AC/DC轉換器電連接，電動汽車充電模塊AC/DC轉換器與電動汽車充電模塊DC/DC轉換器電連接，電動汽車充電模塊DC/DC轉換器與車載電池組電連接。上述方案采用由若干串并聯結合的可再生能源微電網作為電動汽車無線充電的供能來源，有效克服了現有電動汽車充電模式的對傳統類型能源的依賴以及由此產生的環境問題。本方案的可再生能源可以采用目前常見的幾種類型，具體如下。
[0009]實施例一
[0010]可再生能源電網包括光伏發電微電網，光伏發電微電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。上述光伏發電微電網可以是由形成串聯或并聯的若干個光伏發電微網組成。在光照不充足或者夜晚的情況下，光伏發電的效率受到影響，為了解決這個問題，本方案采用與微網并聯蓄電池的方法，在光照充足的情況下，蓄電池處于儲能狀態，在光照不充足的情況下，蓄電池處于放能的狀態，來彌補光伏發電的不足，即可再生能源電網還包括光伏發電蓄電池裝置，光伏發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與直流母線形成相對光伏發電微電網并聯的電連接。當光照充足時，將光伏最大功率跟蹤電壓作為上述雙向DC/DC轉換器升壓的參考電壓，通過光伏和蓄電池的協同工作，使光伏以最大功率輸出。當光照不充足時，電動汽車只采用蓄電池充電，從而彌補了光伏充電的不足。電動汽車充電模塊AC/DC轉換器將接收到的高頻電壓整流、濾波變換成直流電，然后通過電動汽車充電模塊DC/DC轉換器根據車載電池組的運行模式給車載電池組進行快速或慢速的恒壓或恒流充電。
[0011]實施例二
[0012]可再生能源電網包括風力發電微電網，風力發電微電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。上述風力發電微電網可以是由形成串聯或并聯的若干個風力發電微網組成。在風力不充足的情況下，風力發電的效率受到影響，為了解決這個問題，本方案采用與微網并聯蓄電池的方法，在風力充足的情況下，蓄電池處于儲能狀態，在風力不充足的情況下，蓄電池處于放能的狀態，來彌補風力發電的不足，即可再生能源電網還包括風力發電蓄電池裝置，風力發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與直流母線形成相對風力發電微電網并聯的電連接。當風力充足時，將風力最大功率跟蹤電壓作為上述雙向DC/DC轉換器升壓的參考電壓，通過風力和蓄電池的協同工作，使風力以最大功率輸出。當風力不充足時，電動汽車只采用蓄電池充電，從而彌補了風力充電的不足。電動汽車充電模塊AC/DC轉換器將接收到的高頻電壓整流、濾波變換成直流電，然后通過電動汽車充電模塊DC/DC轉換器根據車載電池組的運行模式給車載電池組進行快速或慢速的恒壓或恒流充電。
[0013]實施例三
[0014]可再生能源電網包括水力發電微電網，水力發電微電網通過直流母線與無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。上述水力發電微電網可以是由形成串聯或并聯的若干個水力發電微網組成。在水力不充足的情況下，水力發電的效率受到影響，為了解決這個問題，本方案采用與微網并聯蓄電池的方法，在水力充足的情況下，蓄電池處于儲能狀態，在水力不充足的情況下，蓄電池處于放能的狀態，來彌補水力發電的不足，即可再生能源電網還包括水力發電蓄電池裝置，水力發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與直流母線形成相對水力發電微電網并聯的電連接。當水力充足時，將水力最大功率跟蹤電壓作為上述雙向DC/DC轉換器升壓的參考電壓，通過水力和蓄電池的協同工作，使水力以最大功率輸出。當水力不充足時，電動汽車只采用蓄電池充電，從而彌補了水力充電的不足。電動汽車充電模塊AC/DC轉換器將接收到的高頻電壓整流、濾波變換成直流電，然后通過電動汽車充電模塊DC/DC轉換器根據車載電池組的運行模式給車載電池組進行快速或慢速的恒壓或恒流充電。
[0015]以上方案中涉及的電路、模塊以及電子元器件均可采用本領域通用的方案或選型，也可以根據實際需要采用特別設計的方案。
[0016]本方案的一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統采用可再生能源微電網作為電動汽車的動力源，具體可以采用光伏、風能或電能的形式形成能源供給，但是本方案并不限于以上三種方案的單獨供給形式，還可以是其他可再生能源的供給方案或其中多種聯合供給的方案。基于以上特點，本方案的電動汽車無線充電系統相比現有的市電充電粧及其改型具有突出的實質性特點和顯著的進步。
[0017]本方案的一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統并不限于【具體實施方式】中公開的內容，實施例中出現的技術方案可以單獨存在，也可以相互包含，本領域技術人員根據本方案結合公知常識作出的簡單替換方案也屬于本方案的范圍。
【主權項】
1.一種基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征是包括可再生能源電網、無線電能傳輸模塊和電動汽車充電模塊，所述無線電能傳輸模塊包括無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器、電源發射極和電源接收極，所述電源發射極設在電動汽車外部的充電設備上，所述電源接收極設在電動汽車內部的充電端上，所述電動汽車充電模塊包括電動汽車充電模塊AC/DC轉換器、電動汽車充電模塊DC/DC轉換器和車載電池組，所述可再生能源電網通過直流母線與所述無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接，所述無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器與所述電源發射極電連接，所述電源發射極與所述電源接收極無線輸電連接，所述電源接收極與所述電動汽車充電模塊AC/DC轉換器電連接，所述電動汽車充電模塊AC/DC轉換器與所述電動汽車充電模塊DC/DC轉換器電連接，所述電動汽車充電模塊DC/DC轉換器與所述車載電池組電連接。2.根據權利要求1所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網包括光伏發電微電網，所述光伏發電微電網通過所述直流母線與所述無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。3.根據權利要求2所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網還包括光伏發電蓄電池裝置，所述光伏發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與所述直流母線形成相對所述光伏發電微電網并聯的電連接。4.根據權利要求1所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網包括風力發電微電網，所述風力發電微電網通過所述直流母線與所述無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。5.根據權利要求4所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網還包括風力發電蓄電池裝置，所述風力發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與所述直流母線形成相對所述風力發電微電網并聯的電連接。6.根據權利要求1所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網包括水力發電微電網，所述水力發電微電網通過所述直流母線與所述無線電能傳輸模塊DC/AC轉換器電連接。7.根據權利要求6所述的基于可再生能源電網的電動汽車無線充電系統，其特征在于，所述可再生能源電網還包括水力發電蓄電池裝置，所述水力發電蓄電池裝置通過雙向DC/DC轉換器與所述直流母線形成相對所述水力發電微電網并聯的電連接。
【文檔編號】H02J50/12GK105896716SQ201610442337
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】許唐云, 張鵬飛, 瞿海妮, 陳億, 趙濤, 陸瑾, 黃卉, 李永, 吳晨, 詹皓, 王琦文, 劉小倩
【申請人】國網上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司, 上海久隆企業管理咨詢有限公司