无线充电方法、设备及电动汽车与流程

本发明涉及充电领域，具体而言，涉及一种无线充电方法、设备及电动汽车。

背景技术：

电动汽车产业是适应未来能源资源枯竭和环境危机问题的朝阳产业，然而电动汽车面临着充电难、充电桩建设用地少、电动汽车续航里程短等一系列问题。

无线电能传输技术始于1889年的美籍克罗地亚裔物理学家特斯拉的研究。近几年，电磁感应式无线电能传输技术作为一种新兴的无线电能传输技术迅速发展起来，并在无线电能传输领域引起巨大的反响，使无线电能传输技术成为国内外学者研究的又一热点问题。

相关技术提供了一种电动汽车无线充电桩，包括：无线发送端，充电桩电网能量输出端依次与主MCU、高频软开关、变频器、高频升压变压器连接输出高频电磁功率，然后加载到非对称发射线圈上，所述非对称谐振线圈固定在非对称发射线圈上方以加强该方向上的无线传输效果；无线接收端，包括协同工作线圈，所述协同工作线圈设置在电动汽车底盘和轮胎车毂上，将接收到的高频电磁信号经高频降压变压器降压、整流器整流后输出至电动汽车工作电池，所述无线发送端的变频器设有自动调频电路以检测协同工作线圈位置。虽然无线充电桩不占用地面用地，但已然占用地下用地，有些场所和设备因积水等原因不宜装设无线充电桩，并且存在长时间占用充电车位等问题。

针对相关技术中的无线充电技术需要长时间占用车位进行充电的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种无线充电方法、设备及电动汽车，以至少解决相关技术中的无线充电技术需要长时间占用车位进行充电的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种无线充电设备，其特征在于，该设备用于为行驶中的汽车提供无线电能，该设备包括：电源；转换电路，用于将电源转换为交变电流；送电线圈，铺设在公路下，与转换电路相连接，用于将交变电流转换为预设频率和预设相位的交变磁场。

进一步地，转换电路包括：降压电路，连接在电源和送电线圈之间，用于对电源执行降压并供给送电线圈。

进一步地，电源为交流电源，转换电路还包括：整流电路，与降压电路相连接，用于将降压后的交流电源转换为直流电；逆变电路，与整流电路和送电线圈相连接，用于将直流电转换为交流电。

进一步地，转换电路还包括：稳压电路，连接在逆变电路和送电线圈之间，用于对流入送电线圈的电压执行稳压。

进一步地，转换电路还包括：滤波电路，与电源和送电线圈相连接，用于对流入送电线圈的电流执行滤波。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线充电电动汽车，该电动汽车包括：蓄电池；接收线圈，设置在电动汽车的底部，用于感应电动汽车所处磁场的变化生成感应电流并将感应电流提供给蓄电池。

进一步地，该电动汽车还包括：稳压电路，连接在接收线圈和蓄电池之间，用于对感应电流执行稳压。

进一步地，该电动汽车还包括：整流电路，与稳压电路相连接，用于将稳压后的感应电流转换为直流电。

进一步地，该电动汽车还包括：滤波电路，连接在整流电路和蓄电池之间，用于对直流电执行滤波。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线充电方法，该方法包括：通过预先设置在电动汽车底部的接收线圈感应交变磁场以产生感应电流，其中，交变磁场为预先铺设在公路下的送电线圈所发射的预设频率和预设相位的交变磁场；将感应电流存储在电动汽车的蓄电池中。

在本发明实施例中，通过预先设置在电动汽车底部的接收线圈感应交变磁场以产生感应电流，其中，交变磁场为预先铺设在公路下的送电线圈所发射的预设频率和预设相位的交变磁场；将感应电流存储在电动汽车的蓄电池中，解决了相关技术中的无线充电技术需要长时间占用车位进行充电的技术问题，进而实现了无需长时间占用车位即可对电动汽车进行充电的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种可选的无线充电设备的示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的无线充电电动汽车的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的无线充电系统的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种可选的无线充电方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例，提供了一种无线充电设备。该实施例提供的无线充电设备用于为行驶中的汽车提供无线电能。

图1是根据本发明实施例的一种可选的无线充电设备的示意图，如图1所示，该无线充电设备包括电源11、转换电路12和送电线圈13。

电源是用于为送电线圈供电的电源，送电线圈通过电源提供的电能产生磁场。电源可以是直流电源或交流电源，也可以是混合供电的电源。在电源进入送电线圈之前，可以经过稳压电路、滤波电路等电路的作用，以确保电源提供给送电线圈稳定的交流电。

转换电路用于将电源转换为送电线圈所需的交变电流，转换电路可以包括多个电路模块，例如，稳压电路、滤波电路等。

送电线圈铺设在公路下，与电源相连接，线圈是指环形的导线绕组，送电线圈由于是线圈，可以由交变电流产生交变磁场，因此，送电线圈可以将交变电流转换为预设频率和预设相位的交变磁场。交变磁场是交变电流产生的磁场，转换电路将电源转换为交变电流，并将交变电流提供给送电线圈。可选地，送电线圈在公路下铺设可以是套在非金属的外壳内，以防止公路渗水、变形等缺陷对送电线圈造成损坏。可选地，送电线圈可以是分节地铺设在公路下，例如，设计几种通用的外壳形状，将线圈设置在外壳内，然后将外壳铺设在公路下，每节外壳之间互相连接。

将送电线圈铺设在公路下，可以使公路上行驶的电动汽车处于交变的磁场中，与本发明提供的无线充电设备配套的电动汽车的底部安装有接收线圈，当电动汽车行驶时，电动汽车底部的接收线圈切割交变磁场，接收线圈感应到的磁场发生变化，因此产生感应电流，接收线圈产生的感应电流可以注入到电动汽车的蓄电池中以向蓄电池充电。

该实施例提供的无线充电设备，通过转换电路将电源转换为交变电流；通过铺设在公路下且与转换电路相连接的送电线圈将交变电流转换为预设频率和预设相位的交变磁场，解决了相关技术中的无线充电技术需要长时间占用车位进行充电的技术问题，进而实现了无需长时间占用车位即可对电动汽车进行充电的技术效果。

作为上述实施例的一种优选实施方式，无线充电设备中的转换电路可以包括降压电路。降压电路连接在电源和送电线圈之间，降压电路用于对电源执行降压，并将降压后的电源供给送电线圈。

作为上述实施例的一种优选实施方式，电源可以是交流电源，相应地，转换电路可以对交流电源进行整流逆变，转换为送电线圈所需要的交变电流。具体地，转换电路还包括整流电路和逆变电路。整流电路与降压电路相连接，用于将降压后的交流电源转换为直流电。逆变电路与整流电路和送电线圈相连接，用于将直流电转换为交流电。

作为上述实施例的一种优选实施方式，无线充电设备中的转换电路还可以包括稳压电路，稳压电路连接在逆变电路和送电线圈之间，稳压电路可以用于对流入送电线圈的电压执行稳压。

作为上述实施例的一种优选实施方式，无线充电设备中的转换电路还可以包括滤波电路，滤波电路与电源和送电线圈相连接，用于对流入送电线圈的电流执行滤波。

根据本申请实施例，还提供了一种无线充电公路。无线充电公路包括路面和路面下铺设的送电线圈。可选地，送电线圈可以设置在非金属材料的外壳中。在线充电公路下面敷设有无线电能发射电路，无线电能发射电路包括依次连接的电源、降压电路、第一整流滤波电路、第一稳压电路、逆变电路、第一补偿电路和送电线圈，无线电能发射电路能够在公路的路面上方提供一个频率、相位恒定的交变磁场。

电动汽车的底盘可以装设无线电能接收电路，无线电能接收电路包括依次连接的接收线圈、第二补偿电路、第二整流滤波电路、第二稳压电路以及功率调节电路。送电线圈和接收线圈采用电磁感应的方式，使所述接收线圈感应所述发射线圈磁场的变化来产生感应电流，感应电流注入蓄电池充电，从而由蓄电池推动电动汽车行驶。

根据本申请实施例，还提供了一种无线充电电动汽车。

图2是根据本发明实施例的一种可选的无线充电电动汽车的示意图，如图2所示，该电动汽车包括蓄电池21和接收线圈22。

接收线圈设置在电动汽车的底部，用于感应电动汽车所处磁场的变化生成感应电流并将感应电流提供给蓄电池。可选地，接收线圈可以安装在电动汽车的底盘内部，或者安装在电动汽车的轮毂上，以与公路更接近，更容易感应到交变磁场。

该实施例提供的无线充电电动汽车，通过将接收线圈设置在电动汽车的底部，用于感应电动汽车所处磁场的变化生成感应电流并将感应电流提供给蓄电池，解决了相关技术中的电动汽车对设置在公路下面的无线充电设备感应较弱的技术问题，进而实现了无需长时间占用车位即可对电动汽车进行充电的技术效果。

作为上述实施例的一种优选实施方式，该电动汽车还可以包括稳压电路。稳压电路连接在接收线圈和蓄电池之间，稳压电路可以用于对感应电流执行稳压。稳压电路可以设置在电动汽车的前舱中。

作为上述实施例的一种优选实施方式，该电动汽车还可以包括整流电路，整流电路与稳压电路相连接，整流电路用于将稳压后的感应电流转换为直流电。蓄电池为直流电源，而电动汽车中设置的接收线圈感应产生的电流为交变电流，因此，需要将交变电流转换为直流电，通过整流电路将交变电流转换为直流电提供给蓄电池。

作为上述实施例的一种优选实施方式，该电动汽车还可以包括滤波电路，滤波电路连接在整流电路和蓄电池之间，用于对直流电执行滤波。

作为上述实施例的一种具体实施方式，该电动汽车的底盘可以装设无线电能接收电路，无线电能接收电路包括依次连接的接收线圈、第二补偿电路、第二整流滤波电路、第二稳压电路以及功率调节电路。送电线圈和接收线圈采用电磁感应的方式，使所述接收线圈感应所述发射线圈磁场的变化来产生感应电流，感应电流注入蓄电池充电，从而由蓄电池推动电动汽车行驶。

根据本申请实施例，还提供了一种无线充电系统。

图3是根据本发明实施例的一种可选的无线充电系统的示意图，该无线充电系统包括无线充电公路和无线充电电动汽车。

无线充电公路包括路面和路面下铺设的送电线圈。可选地，送电线圈可以设置在非金属材料的外壳中。在线充电公路下面敷设有无线电能发射电路，无线电能发射电路包括依次连接的电源、降压电路、第一整流滤波电路、第一稳压电路、逆变电路、第一补偿电路和送电线圈，无线电能发射电路能够在公路的路面上方提供一个频率、相位恒定的交变磁场。

电动汽车的底盘可以装设无线电能接收电路，无线电能接收电路包括依次连接的接收线圈、第二补偿电路、第二整流滤波电路、第二稳压电路以及功率调节电路。送电线圈和接收线圈采用电磁感应的方式，使所述接收线圈感应所述发射线圈磁场的变化来产生感应电流，感应电流注入蓄电池充电，从而由蓄电池推动电动汽车行驶。

可选地，本发明提供的电动汽车还可以通过电磁的方式制动、加速前进和匀速前进。具体地，

1.电动汽车的匀速前进

在无线充电设备的送电线圈提供频率、相位恒定的交变磁场时，无线充电电动汽车中的接收线圈可以通过电磁感应的方式切割磁场产生感应电流，当无线充电电动汽车中的接收线圈切割无线充电电动汽车中的接收线圈产生的磁场达到稳态时，电动汽车的速度达到恒定状态。这样电动汽车便会以匀速状态行驶在无线充电公路上，可以防止电动汽车速度过高。因此，应该选用既能保证安全、也能保证磁场强度的合适的电磁场发射频率。

2.电动汽车的制动

电动汽车的制动除了采用物理刹车方式，还可以采用电磁刹车方式。由蓄电池提供直流电流，直流电流经电动汽车车载逆变器逆变为交流电流。交流电流产生与无线充电设备的送电线圈产生的电磁场方向相反的电磁场，从而可以降低电动汽车行驶速度，达到制动的效果。

3.电动汽车的加速前进

电动汽车的加速前进除了采用增大蓄电池数量和输出功率的方式，还可以采用电磁加速方式。由蓄电池提供直流电流，直流电流经电动汽车车载逆变器逆变为交流电流。交流电流产生与无线充电设备的送电线圈产生的电磁场方向相同的电磁场，从而提高电动汽车行驶速度，达到加速前进的效果。

4.电动汽车的调度与车距控制

由于行驶在无线充电公路上的电动汽车可以处在匀速行驶状态，因此正常行驶时，同向行驶的电动汽车均为相对静止状态。如果前车有刹车或后车有加速，当车距达到一定危险距离内时，可通过车前和车后装设反向电磁线圈，由反向电磁场产生的反向作用力将两车弹开，从而保障两车的安全距离。

根据本申请实施例，还提供了一种无线充电方法。

图4是根据本发明实施例的一种可选的无线充电方法的流程图，如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101，通过预先设置在电动汽车底部的接收线圈感应交变磁场以产生感应电流，其中，交变磁场为预先铺设在公路下的送电线圈所发射的预设频率和预设相位的交变磁场；

步骤S102，将感应电流存储在电动汽车的蓄电池中。

该实施例通过预先设置在电动汽车底部的接收线圈感应交变磁场以产生感应电流，其中，交变磁场为预先铺设在公路下的送电线圈所发射的预设频率和预设相位的交变磁场；将感应电流存储在电动汽车的蓄电池中，解决了相关技术中的无线充电技术需要长时间占用车位进行充电的技术问题，进而实现了无需长时间占用车位即可对电动汽车进行充电的技术效果。

需要说明的是，在附图的流程图虽然示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

上述本申请实施例的顺序不代表实施例的优劣。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如所述电路的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个电路可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，电路或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能电路可以集成在一个处理电路中，也可以是各个电路单独物理存在，也可以两个或两个以上电路集成在一个电路中。上述集成的电路既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能电路的形式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。