电动车无线充电发射系统及其发射线圈切换方法、装置与流程

本发明涉及电动车充电技术领域，具体涉及一种电动车无线充电发射系统及其发射线圈切换方法、装置。

背景技术：

电动无线充电技术源于无线电能传输技术，可以采用电磁感应式或谐振式无线传输方式，将电能由供电设备传送至电动汽车，该电动汽车依据接收到的电能对电池充电。但是，由于电池的能量密度和存储电量的限制，其充电速度受电池技术、充电技术和电网兼容性等因素制约不能有较大的提高，进而降低了电动汽车的续航能力。

目前，可以通过在电动汽车的行驶车道上铺设发射线圈，在电动汽车底盘上设置接收线圈，对行进中的电动汽车进行移动式无线充电，以提高电动汽车的续航能力。但是，移动式无线充电需要在行驶车道上铺设多个发射线圈，并主要采用常规的通信方式对发射线圈进行切换，当电动汽车行驶速度较快时，常规的通信方式的实时性较低，不能实现发射线圈的自动切换和快速切换。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决移动式无线充电中发射线圈切换方式实时性较差的技术问题，本发明提供了一种电动车无线充电发射系统，同时还提供了一种电动车无线充电发射系统的发射线圈切换方法和装置。

第一方面，本发明中一种电动车无线充电发射系统的技术方案是：

所述系统包括用于与设置在电动车上的无线充电接收线圈进行电能传输的无线充电发射单元，所述无线充电发射单元包括逆变器和无线充电发射线圈，所述逆变器的交流侧与所述无线充电发射线圈并联，所述的无线充电发射单元为多个，用于沿行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述无线充电发射单元包括一个或多个无线充电发射线圈；

其中，所述的多个无线充电发射线圈沿所述行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述无线充电发射单元中还设置有切换开关和检测控制模块；

所述切换开关，配置为控制各无线充电发射线圈电源通路的开关状态；

所述检测控制模块，配置为检测各无线充电发射线圈的谐振电流和/或电磁感应电压，并在检测到无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送断开信号、和/或检测到无线充电发射线圈的电磁感应电压达到预设阈值后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送闭合信号。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述各无线充电发射线圈的线圈交叠面积相等。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述各无线充电发射线圈的线圈交叠面积与所述各无线充电发射线圈的线圈面积的比值范围为(0,5％]。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述无线充电发射单元按照磁耦合谐振无线传输方式与设置在电动车上的无线充电接收线圈进行电能传输。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：

所述无线充电发射线圈为导轨形线圈。

第二方面，本发明中一种电动车无线充电的发射线圈切换方法技术方案是：

该方法用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，所述切换方法包括：

检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后闭锁所述无线充电发射单元的逆变器；

依据所述谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通所述处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开所述处于供电状态的无线充电发射线圈；

驱动所述逆变器导通，并控制所述处于未供电状态的发射线圈按照预设发射功率，向设置在所述待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

第三方面，本发明中一种电动车无线充电的发射线圈切换装置的技术方案是：

该方法用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，所述切换方法包括：

检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且所述电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与所述无线充电发射线圈连接的逆变器导通；

检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后断开所述无线充电发射线圈，并闭锁与所述无线充电发射线圈连接的逆变器；

控制所述处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：所述方法还包括上述技术方案所述的发射线圈切换方法，对所述无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中相邻两个无线充电发射线圈的工作状态进行切换。

第四方面，本发明中一种电动车无线充电的发射线圈切换装置的技术方案是：

所述装置用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，所述装置包括：

第一控制模块，用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后闭锁所述无线充电发射单元的逆变器；

第二控制模块，用于依据所述谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通所述处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开所述处于供电状态的无线充电发射线圈；

第三控制模块，用于驱动所述逆变器导通，并控制所述处于未供电状态的发射线圈按照预设发射功率，向设置在所述待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

第五方面，本发明中一种电动车无线充电的发射线圈切换装置的技术方案是：

所述装置用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，所述装置包括：

第四控制模块，用于检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且所述电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与所述无线充电发射线圈连接的逆变器导通；

第五控制模块，用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后断开所述无线充电发射线圈，并闭锁与所述无线充电发射线圈连接的逆变器；

第六控制模块，用于控制所述处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

进一步地，本发明提供的一个优选技术方案为：所述装置还包括上述技术方案所述的电动车无线充电的发射线圈切换装置，用于对所述无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中相邻两个无线充电发射线圈的工作状态进行切换。

与现有技术相比，上述技术方案至少具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种电动车无线充电发射系统，其包括多个无线充电发射单元，各无线充电发射单元分别包括无线充电发射线圈，同时，无线充电发射单元沿行车道路顺序铺设且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设，可以实现对运行中的电动车进行大功率和不间断充电；

2、本发明提供的一种电动车无线充电的发射线圈切换方法，其可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现对连接于不同逆变器的无线发射线圈进行不间断切换；

3、本发明提供的一种电动车无线充电的发射线圈切换方法，其可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现连接于同一个逆变器的多个无线发射线圈进行不间断切换；

4、本发明提供的电动车无线充电的发射线圈切换装置，其可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现对连接于不同逆变器的无线充电发射线圈进行不间断切换；

5、本发明提供的一种电动车无线充电的发射线圈切换装置，其可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现连接于同一个逆变器的多个无线充电发射线圈进行不间断切换。

方案1、一种电动车无线充电发射系统，包括用于与设置在电动车上的无线充电接收线圈进行电能传输的无线充电发射单元，所述无线充电发射单元包括逆变器和无线充电发射线圈，所述逆变器的交流侧与所述无线充电发射线圈并联，其特征在于，所述的无线充电发射单元为多个，用于沿行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设。

方案2、根据方案1所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，

所述无线充电发射单元包括一个或多个无线充电发射线圈；

其中，所述的多个无线充电发射线圈沿所述行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设。

方案3、根据方案2所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，

所述无线充电发射单元中还设置有切换开关和检测控制模块；

所述切换开关，配置为控制各无线充电发射线圈电源通路的开关状态；

所述检测控制模块，配置为检测各无线充电发射线圈的谐振电流和/或电磁感应电压，并在检测到无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送断开信号、和/或检测到无线充电发射线圈的电磁感应电压达到预设阈值后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送闭合信号。

方案4、根据方案1-3任一项所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，所述各无线充电发射线圈的线圈交叠面积相等。

方案5、根据方案1-3任一项所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，所述各无线充电发射线圈的线圈交叠面积与所述各无线充电发射线圈的线圈面积的比值范围为(0,5％]。

方案6、根据方案1-3任一项所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，所述无线充电发射单元按照磁耦合谐振无线传输方式与设置在电动车上的无线充电接收线圈进行电能传输。

方案7、根据方案1-3任一项所述的电动车无线充电发射系统，其特征在于，所述无线充电发射线圈为导轨形线圈。

方案8、一种电动车无线充电的发射线圈切换方法，其特征在于，该方法用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，所述切换方法包括：

检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后闭锁所述无线充电发射单元的逆变器；

依据所述谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通所述处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开所述处于供电状态的无线充电发射线圈；

驱动所述逆变器导通，并控制所述处于未供电状态的发射线圈按照预设发射功率，向设置在所述待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

方案9、一种电动车无线充电的发射线圈切换方法，其特征在于，该方法用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，所述切换方法包括：

检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且所述电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与所述无线充电发射线圈连接的逆变器导通；

检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后断开所述无线充电发射线圈，并闭锁与所述无线充电发射线圈连接的逆变器；

控制所述处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

方案10、根据方案9所述的电动车无线充电的发射线圈切换方法，其特征在于，所述方法还包括根据方案8所述的发射线圈切换方法，对所述无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中相邻两个无线充电发射线圈的工作状态进行切换。

方案11、一种电动车无线充电的发射线圈切换装置，其特征在于，所述装置用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，所述装置包括：

第一控制模块，用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后闭锁所述无线充电发射单元的逆变器；

第二控制模块，用于依据所述谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通所述处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开所述处于供电状态的无线充电发射线圈；

第三控制模块，用于驱动所述逆变器导通，并控制所述处于未供电状态的发射线圈按照预设发射功率，向设置在所述待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

方案12、一种电动车无线充电的发射线圈切换装置，其特征在于，所述装置用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，所述装置包括：

第四控制模块，用于检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且所述电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与所述无线充电发射线圈连接的逆变器导通；

第五控制模块，用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当所述谐振电流瞬间增大后断开所述无线充电发射线圈，并闭锁与所述无线充电发射线圈连接的逆变器；

第六控制模块，用于控制所述处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

方案13、根据方案12所述的电动车无线充电的发射线圈切换装置，其特征在于，所述装置还包括根据方案11所述的电动车无线充电的发射线圈切换装置，用于对所述无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中相邻两个无线充电发射线圈的工作状态进行切换。

附图说明

图1是本发明实施例中一种电动车无线充电的发射线圈切换方法的实施流程图；

图2是本发明实施例中另一种电动车无线充电的发射线圈切换方法的实施流程图；

图3是本发明实施例中无线充电发射线圈与逆变器的连接示意图；

图4是本发明实施例中一种无线充电发射线圈铺设示意图；

图5是本发明实施例中另一种无线充电发射线圈铺设示意图；

图6是本发明实施例中电动车与发无线充电射线圈的位置关系示意图；

图7是本发明实施例中再一种无线充电发射线圈铺设示意图；

图8是本发明实施例中一种发射线圈切换装置结构示意图；

图9是本发明实施例中另一种发射线圈切换装置结构示意图；

其中，11：逆变器；12：第一发射线圈；13：第二发射线圈；14：第四发射线圈；15：第一发射线圈与第二发射线圈的交叠区域；16：第二发射线圈与第三发射线圈的交叠区域；21：逆变器；22：第四发射线圈；23：第五发射线圈；24：第六发射线圈；25：第四发射线圈与第五发射线圈的交叠区域；26：第五发射线圈与第六发射线圈的交叠区域；31：第三发射线圈与第四发射线圈的交叠区域；41：地面；42：第一发射线圈；43：第二发射线圈；44：第三发射线圈；45：第五发射线圈；51：第一发射线圈；52：第二发射线圈；61：电动车的第一运行状态；62：电动车的第二运行状态；63：电动车的第三运行状态；71：逆变器；72：第一发射线圈；81：逆变器；82：第二发射线圈；91：第一发射线圈与第二发射线圈的交叠区域；111：第一控制模块；112：第二控制模块；113：第三控制模块；211：第四控制模块；212：第五控制模块；213：第六控制模块。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

电动车移动式无线充电方式，主要通过在行车道路沿线上铺设多个无线充电发射线圈，无线充电发射线圈可以与设置在电动车上的无线充电接收线圈进行电能传输，从而使得电动车在运行过程中完成充电。但是，若无线充电发射线圈之间存在间隔，当无线充电发射线圈与无线充电接收线圈错位时将导致无线充电发射线圈不能以较大发射功率与无线充电接收线圈进行电能传输。基于此，本发明提供了一种电动车无线充电发射系统，采用相邻无线充电发射线圈交叠式铺设的方法，可以完全覆盖整个行车道路，保证无线充电发射线圈可以实时按照较大发射功率与无线充电接收线圈进行电能传输。其中，电动车由第一个无线充电发射线圈行驶至第二个无线充电发射线圈的过程中第一个无线充电发射线圈的谐振电流如下式(1)所示：

公式(1)中各参数含义为：i为谐振电流，usin(ωt)为无线充电发射线圈的驱动电压，r0为无线充电发射线圈与谐振电容组成的谐振腔的内阻，rl为无线充电接收线圈折算到无线充电发射线圈的负载电阻，为谐振阻抗。

无线充电发射线圈与无线充电接收线圈在产生磁耦合谐振进行电能传输过程中，电能接收端可以相当于电流源，当负载电阻增大时要维持电能接收端的电流保持不变就需要提高电能发射端的发射功率，进而电能发射端的电流也会增大。当电动车驶离第一个无线充电发射线圈时电动车接收到的功率突然下降，第一个无线充电发射线圈的谐振腔无功分量必会突然增大，进而其谐振电流i也会突然增大。因此，可以依据谐振电流的变化量判断电动车的行驶位置，当谐振电流突然增大则可以判断出电动车即将驶离第一个无线充电发射线圈。同时，由于电磁感应原理，还可以得到第一个无线充电发射线圈的电流产生的部分磁力线会通过第二个无线充电发射线圈，第二个无线充电发射线圈也会相应的产生电磁感应电压，因此当第二个发射线圈处于未向电动车供电的状态且产生一定的电磁感应电压时，则可以判断出电动车即将行驶至第二个无线充电发射线圈。基于上述无线充电发射线圈的电流和电压变化规律，本发明还提供了采用上述谐振电流和/或电磁感应电压作为切换判据的无线充电发射线圈切换方法，可以实现对移动式无线充电的无线充电发射线圈进行快速切换，提高电动车的充电效率。

下面结合附图，对本发明实施例提供的一种电动车无线充电发射系统进行具体说明。

本实施例中电动车无线充电发射系统可以包括多个无线充电发射单元，无线充电发射单元可以包括逆变器和无线充电发射线圈，逆变器的交流侧与无线充电发射线圈并联。

其中，该无线充电发射单元沿行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设，可以用于与设置在电动车上的无线充电接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。本实施例中电动车可以为电动汽车或其他电动运载设备，对应的行车道路为电动汽车行驶道路或其他电动运载设备所行使的路径。

本实施例中相邻无线充电发射线圈按照交叠式的方式铺设，可以保证无线充电发射线圈完全覆盖行车道路。

进一步地，本实施例中无线充电发射单元可以包括一个无线充电发射线圈。当无线充电发射单元包括一个无线充电发射线圈时，铺设在行车道路上的无线充电发射线圈分别连接一个逆变器，即本实施例中无线充电发射线圈与逆变器一一对应，每个逆变器可以仅控制一个无线充电发射线圈与无线接收线圈进行电能传输，控制策略简单且可靠性更高，可以适用于行车道路上待充电电动车数量较少的情况。

进一步地，本实施例中无线充电发射单元可以包括多个无线充电发射线圈。无线充电发射单元包括的多个无线充电发射线圈也可以按照交叠式的方法铺设，即多个无线充电发射线圈沿行车道路顺序铺设，且相邻无线充电发射线圈交叠式铺设。

当无线充电发射单元包括多个无线充电发射线圈时，铺设在行车道路上的多个无线充电发射线圈同时连接于同一个逆变器，即本实施例中一个逆变器与多个无线充电发射线圈对应，每个逆变器可以控制多个无线充电发射线圈与无线接收线圈进行电能传输，电动车无线充电发射系统成本大幅降低，可以适用于行车道路上待充电电动车数量较多的情况。

图3示例性示出了本实施例中一个逆变器与多个无线充电发射线圈的连接关系，如图所示，本实施例中逆变器的交流侧分别与无线充电发射线圈l1、无线充电发射线圈l2和无线充电发射线圈l3并联，无线充电发射线圈l1与开关k1串联，无线充电发射线圈l2与开关k2串联，无线充电发射线圈l3与开关k3串联，通过将无线发射线圈与开关串联设置，可以通过开关的通断保证在任意时刻只有一个无线充电发射线圈与谐振电容c1和c2组成谐振腔。

图4示例性示出了本实施例中无线充电发射线圈铺设方式，如图所示，本实施例中逆变器11连接的第一发射线圈12、第二发射线圈13和第三发射线圈14依次铺设在行车道路沿线上，逆变器21连接第四发射线圈22、第五发射线圈23和第六发射线圈24也依次铺设在行车道路沿线上。同时，上述六个发射线圈中任意两个相邻的发射线圈的相邻侧线圈交叠布置，如图4所示，第一发射线圈12与第二发射线圈13的相邻侧线圈交叠布置形成交叠区域15，第二发射线圈13与第三发射线圈14的相邻侧线圈交叠布置形成交叠区域16，第三发射线圈14与第四发射线圈22的相邻侧线圈交叠布置形成交叠区域31，第四发射线圈22与第五发射线圈23的相邻侧线圈交叠布置形成交叠区域25，第五发射线圈23与第六发射线圈24的相邻侧线圈交叠布置形成交叠区域25。

图5示例性示出了本发明实施例中无线充电发射线圈铺设方式的纵向示意图，如图所示，第一发射线圈42、第二发射线圈43、第三发射线圈44和第四发射线圈45依次铺设在地面41下，同时任意相邻的两个无线充电发射线圈的相邻侧线圈交叠布置。

进一步地，本实施例中无线充电发射单元中还可以设置有切换开关和检测控制模块。其中，切换开关可以配置为控制各无线充电发射线圈电源通路的开关状态。检测控制模块可以配置为检测各无线充电发射线圈的谐振电流和/或电磁感应电压，并在检测到无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送断开信号，检测到无线充电发射线圈的电磁感应电压达到预设阈值后向该无线充电发射线圈对应的切换开关发送闭合信号。无线充电发射线圈可以采用导轨形线圈，以提高单个无线充电发射线圈的供电时间。

本实施例中提供了两种切换开关的优选实施方案，下面对其进行具体说明。

实施方案一

本实施例中切换开关与无线充电发射线圈串联后，与逆变器的交流侧并联，切换开关可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，具体包括：当处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大且该无线充电发射单元的逆变器闭锁后，待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈的切换开关闭合，处于供电状态的无线充电发射线圈的切换开关断开。同时，在完成上述切换开关动作且逆变器导通后处于未供电状态的无线充电发射线圈与无线充电接收线圈进行电能传输，即将原处于供电状态的无线充电发射线圈切换为未供电状态，将原处于未供电状态的无线充电发射线圈切换为供电状态。

其中，处于未供电状态的无线充电发射线圈指的是该无线充电发射线圈未与电动车的接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。相应的，处于供电状态的无线充电发射线圈指的是该无线充电发射线圈与电动车的无线充电接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。电动车无线充电发射系统可以依据谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈。

本实施例中切换开关可以实现对一个切换无线充电发射单元内线路的无线充电发射线圈进行自动切换，且操作可行性较高。

实施方案二

本实施例中切换开关与无线充电发射线圈串联后，与逆变器的交流侧并联，切换开关可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，具体包括：处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压达到预设阈值后该无线充电发射线圈的切换开关闭合，处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后该无线充电发射线圈的切换开关断开。同时，在处于供电状态的无线充电发射线圈的切换开关断开后闭锁与其连接的逆变器，在处于未供电状态的无线充电发射线圈的切换开关闭合后导通与其连接的逆变器，处于未供电状态的无线充电发射线圈可以与无线充电接收线圈进行电能传输。即将原处于供电状态的无线充电发射线圈切换为未供电状态，将原处于未供电状态的无线充电发射线圈切换为供电状态。

本实施例中切换开关可以实现对相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈进行自动切换，且操作可行性较高。

如图3所示，一个无线充电发射线圈可以包括串联设置的线圈l1和开关k1，一个无线充电发射线圈可以包括串联设置的线圈l2和开关k2，一个无线充电发射线圈可以包括串联设置的线圈l3和开关k3。例如，当线圈l1进行电能传输时需要闭合开关k1，断开开关k2和k3。

本实施例中可以设定铺设在行车道路沿线上的各无线充电发射线圈的线圈叠放面积相等，从而可以在无线充电发射线圈铺设完成后灵活调整逆变器的数量，即可以设定一个逆变器连接一个无线充电发射线圈，也可以设定一个逆变器连接多个无线充电发射线圈。优选的，本实施例中各无线充电发射线圈的线圈交叠面积与各无线充电发射线圈的线圈面积的比值范围为(0,5％]。同时，本实施例中也可以设定在行车道路沿线上的各无线充电发射线圈的线圈叠放面积部分相等或全部相等。

下面结合附图，对本发明实施例中提供的一种电动车无线充电的发射线圈切换方法进行说明，该方法采用谐振电流作为切换判据，可以实现对移动式无线充电的无线充电发射线圈进行快速切换。其中，本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态。同时，本实施例中相邻两个无线充电发射线圈可以按照交叠式的方法铺设，也可以按照非交叠式的方法铺设，如可以按照预设间隔顺序铺设。

图1示例性示出了本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法的实施流程，如图所示，本实施例中可以按照下述步骤对电动车无线充电的发射线圈进行切换，具体包括：

步骤s101：检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当谐振电流瞬间增大后闭锁无线充电发射单元的逆变器。其中，处于未供电状态的无线充电发射线圈指的是该无线充电发射线圈未与电动车的接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。相应的，处于供电状态的无线充电发射线圈指的是该无线充电发射线圈与电动车的无线充电接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。

步骤s102：依据谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开处于供电状态的无线充电发射线圈。本实施例中在步骤s101中闭锁逆变器后，为了保证任意时刻一个逆变器只与一个无线充电发射线圈并联，因此需要断开步骤s101中所述的处于供电状态的无线充电发射线圈。

如图3所示，逆变器的交流侧分别与无线充电发射线圈l1、无线充电发射线圈l2和无线充电发射线圈l3并联，在任意时刻只有一个无线充电发射线圈与谐振电容c1和c2组成谐振腔。由前述可知，无线充电发射线圈铺设在行车道路沿线上，本实施例中设定无线充电发射线圈l1、无线充电发射线圈l2和无线充电发射线圈l3依次铺设在行车道路沿线上。同时，采用谐振电流作为切换判断，可以判断电动车是否即将驶离处于供电状态的无线充电发射线圈所在的区域，也可以依据谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入的处于未供电状态的无线充电发射线圈。

步骤s103：驱动逆变器导通，并控制处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。本实施例中在步骤s202中所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈导通且所述的处于供电状态的无线充电发射线圈断开后，即可驱动逆变器导通，使其可以通过所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈向电动车供电。

图6示例性示出了本实施例中电动车与无线充电发射线圈的位置关系，如图所示，本实施例中电动车的第一运行状态61指的是电动车行驶在第一发射线圈51所在的区域，并即将驶入第二发射线圈52所在的区域；电动车的第二运行状态62指的是电动车驶入第二发射线圈52所在的区域且还未驶出第一发射线圈51所在的区域；电动车的第三运行状态63指的是电动车驶入第二发射线圈52所在的区域且完全驶出第一发射线圈51所在的区域。如图所示，本实施例中设定第一发射线圈51和第二发射线圈52同时与一个逆变器的交流侧并联。当电动车处于第一运行状态61时，第一发射线圈51为处于供电状态的线圈，第二发射线圈52为未处于供电状态的线圈，此时可以检测到第一发射线圈51的谐振电流瞬间增大，表示电动车即将驶离第一发射线圈51并即将驶入第二发射线圈52；当电动车处于第二运行状态62时，首先可以闭锁逆变器，并导通第二发射线圈52、断开第一发射线圈51，然后驱动逆变器导通并控制第二发射线圈52按照预设发射功率向电动车供电；当电动车处于第三运行状态63时，仅第二发射线圈52可以与电动车的接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。

本实施例中依据无线充电发射线圈的谐振电流作为切换判据，判断电动车是否即将驶入无线充电发射线圈所在的区域，并在谐振电流瞬间增大后原处于供电状态的无线充电发射线圈停止供电，转由电动车即将驶入的无线充电发射线圈进行供电，能够实现对无线充电发射线圈进行自动切换，且操作可行性较高。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

基于与方法实施例相同的技术构思，本发明实施例还提供一种电动车无线充电的发射线圈切换装置，该装置可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态。下面结合附图对该发射线圈切换装置进行具体说明。

图8示例性示出了本实施例中一种发射线圈切换装置的拓扑结构，如图所示，本实施例中发射线圈切换装置还可以包括第一控制模块111、第二控制模块112和第三控制模块113。其中，第一控制模块111可以用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当谐振电流瞬间增大后闭锁无线充电发射单元的逆变器。第二控制模块112可以用于依据谐振电流的变化状态确定待充电电动车即将驶入区域对应的处于未供电状态的无线充电发射线圈，并导通所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈，断开所述的处于供电状态的无线充电发射线圈。第三控制模块113可以用于驱动逆变器导通，并控制所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

上述发射线圈切换装置实施例可以用于执行上述发射线圈切换方法实施例，其技术原理、所解决的技术问题及产生的技术效果相似，所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的发射线圈切换的具体工作过程及有关说明，可以参考前述发射线圈切换方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实施例中发射线圈切换装置，可以用于切换无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现对连接于不同逆变器的无线充电发射线圈进行不间断切换。

下面结合附图，对本发明实施例中提供的另一种电动车无线充电的发射线圈切换方法进行说明，该方法采用谐振电流和电磁感应电压作为切换判据，可以实现对移动式无线充电的无线充电发射线圈进行快速切换。本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态。同时，本实施例中相邻两个无线充电发射线圈可以按照交叠式的方法铺设，也可以按照非交叠式的方法铺设，如按照预设间隔顺序铺设。

图2示例性示出了本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法的实施流程，如图所示，本实施例中可以按照下述步骤对电动车无线充电的发射线圈进行切换，具体包括：

步骤s201：检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与无线充电发射线圈连接的逆变器导通。

本实施例中当检测到未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压达到预设阈值后，可以判断出电动车即将行驶至该无线充电发射线圈所在的区域，因此可以驱动与该无线充电发射线圈连接的逆变器导通。当电动车行驶至该无线充电发射线圈所在的区域后，上述导通的逆变器即可通过该无线充电发射线圈向电动车的无线充电接收线圈传输功率。

如图6所示，本实施例中设定第一发射线圈51和第二发射线圈52分别与不同的逆变器的交流侧并联。当电动车处于第一运行状态61时，第一发射线圈51为处于供电状态的发射线圈，第二发射线圈52为未处于供电状态的发射线圈，此时可以检测到第二发射线圈52产生电磁感应电压，在该电磁感应电压达到预设阈值后导通与第二发射线圈52连接的逆变器；当电动车处于第二运行状态62时，第一发射线圈51和第二发射线圈52可以同时与电动车的接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输；当电动车处于第三运行状态63时，仅第二发射线圈52可以与电动车的接收线圈产生磁耦合谐振进行电能传输。

步骤s202：检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当谐振电流瞬间增大后断开无线充电发射线圈，并闭锁与无线充电发射线圈连接的逆变器。

由前述可知，本实施例中处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后，表示电动车即将驶离该无线充电发射线圈所在的区域。因此本实施例中以谐振电流为切换判据判断电动车是否即将驶离无线充电发射线圈所在的区域，当检测到处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后，首先可以断开该无线充电发射线圈，然后再闭锁与该无线充电发射线圈连接的逆变器。由步骤s201可知，电动车即将驶入的处于未供电状态的无线充电发射线圈的逆变器已经导通，同时该无线充电发射线圈已经与电动车的无线充电接收线圈产生磁耦合谐振，因此在上述处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流瞬间增大后，断开该无线充电发射线圈和闭锁与该无线充电发射线圈连接的逆变器，不会影响电动车的充电过程。

如图6所示，当电动车处于第二运行状态62时，可以检测到第一发射线圈51的谐振电流瞬间增大，表明电动车即将驶离第一发射线圈51所在的区域，因此可以断开第一发射线圈51，以及闭锁第一发射线圈51连接的逆变器。

步骤s203：控制所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。其中，本实施例中处于未供电状态的无线充电发射线圈指的是步骤s201中所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈。由前述步骤s202可知，电动车驶离处于供电状态的无线充电发射线圈所在的区域后该无线充电发射线圈不再向电动车供电，而转由步骤s201中所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈向电动车供电，此时即可以控制步骤s201中所述的处于未供电状态的无线充电发射线圈按照预设发射功率，向电动车的无线充电接收线圈传输电能。

如图6所示，当电动车处于第三运行状态63时，第一发射线圈51不再向电动车供电，转由第二发射线圈52向电动车供电，此时可以控制第二发射线圈52按照预设发射功率，向电动车的接收线圈传输电能。

本实施例中逆变器可以连接一个无线充电发射线圈，也可以连接多个无线充电发射线圈，下面结合附图分别对逆变器连接一个和多个无线充电发射线圈时，上述发射线圈切换方法的实施过程进行说明。

图4示例性示出了本实施例中一种无线充电发射线圈铺设方法，如图所示，本实施例中每个逆变器连接三个无线充电发射线圈，即：逆变器11分别与第一发射线圈12、第二发射线圈13和第三发射线圈14连接；逆变器21分别与第四发射线圈22、第五发射线圈23和第六发射线圈24连接。其中，电动车的行驶方向为由第一发射线圈12至第六发射线圈24。

本实施例中可以按照下述步骤对无线充电发射线圈进行切换：

(1)当电动车行驶至第三发射线圈14时，第四发射线圈22未向电动车供电但可以检测到第四发射线圈22产生电磁感应电压，表明电动车即将行驶至第四发射线圈22，因此可以在电磁感应电压达到预设阈值后驱动逆变器21导通。

(2)检测第三发射线圈14的谐振电流瞬间增大，表明电动车即将驶离第三发射线圈14所在的区域，因此可以断开第三发射线圈14与逆变器11的连接关系，并闭锁逆变器11。

(3)在逆变器11闭锁后，只有第四发射线圈22向电动车供电，因此可以控制第四发射线圈22按照预设发射功率，向电动车供电。

图7示例性示出了本实施例中再一种无线充电发射线圈铺设方法，如图所示，本实施例中每个逆变器连接一个无线充电发射线圈，即：逆变器71与第一发射线圈72连接，逆变器81与第二发射线圈82连接。其中，电动车的行驶方向为由第一发射线圈71至第二发射线圈82。

本实施例中可以按照下述步骤对无线充电发射线圈进行切换：

(1)当电动车行驶至第一发射线圈72时，第二发射线圈82未向电动车供电但可以检测到第二发射线圈82产生电磁感应电压，表明电动车即将行驶至第二发射线圈82，因此可以在电磁感应电压达到预设阈值后驱动逆变器81导通。

(2)检测第一发射线圈72的谐振电流瞬间增大，表明电动车即将驶离第一发射线圈72所在的区域，因此可以断开第一射线圈72与逆变器71的连接关系，并闭锁逆变器71。

(3)在逆变器71闭锁后，只有第二发射线圈82向电动车供电，因此可以控制第二发射线圈82按照预设发射功率，向电动车供电。

本实施例中依据发射线圈产生的电磁感应电压为切换判据，判断电动车是否即将驶入发射线圈所在的区域，并在检测到电磁感应电压后控制发射线圈向电动车供电，能够实现对发射线圈进行自动切换，且操作可行性较高。

进一步地，本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法还可以包括上述技术方案所述的无线充电发射单元内顺序铺设的多个无线充电发射线圈中，相邻两个无线充电发射线圈的工作状态的发射线圈切换方法，下面以图4所示无线充电发射线圈为例，对本实施例中电动车无线充电的发射线圈切换方法进行说明。其中，设定电动车已行驶至第二发射线圈13，且行驶方向为由第二发射线圈13至第三发射线圈14。

本实施例中可以按照下述步骤进行无线充电发射线圈切换：

(1)检测到第二发射线圈13的谐振电流瞬间增大后，表示电动车即将驶离第二发射线圈13并驶入第三发射线圈14，因此可以在第二发射线圈13的谐振电流瞬间增大后闭锁逆变器11。

(2)在逆变器11闭锁后，导通第三发射线圈14，断开第二发射线圈13。

(3)驱动逆变器11导通，并控制第三发射线圈14按照预设发射功率，向设置在待充电电动车上的无线充电接收线圈传输电能。

(4)当电动车行驶至第三发射线圈14时，第四发射线圈22未向电动车供电但可以检测到第四发射线圈22产生电磁感应电压，表明电动车即将行驶至第四发射线圈22，因此可以在电磁感应电压达到预设阈值后驱动逆变器21导通。

(5)检测第三发射线圈14的谐振电流瞬间增大，表明电动车即将驶离第三发射线圈14所在的区域，因此可以断开第三发射线圈14与逆变器11的连接关系，并闭锁逆变器11。

(6)在逆变器11闭锁后，只有第四发射线圈22向电动车供电，因此可以控制第四发射线圈22按照预设发射功率，向电动车供电。

上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。

基于与方法实施例相同的技术构思，本发明实施例还提供另一种电动车无线充电的发射线圈切换装置，该装置可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态。下面结合附图对该发射线圈切换装置进行具体说明。

图9示例性示出了本实施例中发射线圈切换装置的拓扑结构，如图所示，本实施例中发射线圈切换装置可以包括第四控制模块211、第五控制模块212和第六控制模块213。其中，第四控制模块211可以用于检测处于未供电状态的无线充电发射线圈的电磁感应电压，若产生电磁感应电压且电磁感应电压达到预设阈值，则驱动与无线充电发射线圈连接的逆变器导通。第五控制模块212可以用于检测处于供电状态的无线充电发射线圈的谐振电流，当谐振电流瞬间增大后断开无线充电发射线圈，并闭锁与无线充电发射线圈连接的逆变器。第六控制模块213可以用于在谐振电流瞬间增大后断开所述的处于供电状态的发射线圈，并闭锁与所述的处于供电状态的发射线圈连接的逆变器。

进一步地，本实施例中发射线圈切换装置还可以包括上述技术方案所述的发射线圈切换装置，即本实施例中发射线圈切换装置可以包括第一控制模块111、第二控制模块112、第三控制模块113、第四控制模块211、第五控制模块212和第六控制模块213。

上述发射线圈切换装置实施例可以用于执行上述发射线圈切换方法实施例，其技术原理、所解决的技术问题及产生的技术效果相似，所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的发射线圈切换的具体工作过程及有关说明，可以参考前述发射线圈切换方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实施例中发射线圈切换装置可以用于切换顺序铺设的多个无线充电发射单元中，相邻两个无线充电发射单元的无线充电发射线圈的工作状态，即可以实现连接于同一个逆变器的多个无线充电发射线圈进行不间断切换。

本领域技术人员可以理解，上述发射线圈切换装置还包括一些其他公知结构，例如处理器、控制器、存储器等，其中，存储器包括但不限于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、易失性存储器、非易失性存储器、串行存储器、并行存储器或寄存器等，处理器包括但不限于cpld/fpga、dsp、arm处理器、mips处理器等，为了不必要地模糊本公开的实施例，这些公知的结构未在图8和9中示出。

应该理解，图8和9中的各个模块的数量仅仅是示意性的。根据实际需要，各模块可以具有任意的数量。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的服务器、客户端中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，pc程序和pc程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在pc可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的pc来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。