无线充电系统及其无线充电装置的制造方法_3

文档序号:9710603阅读:来源:国知局
)及其充电需求,并促使无线充电装置何时开启进行充电。电动汽车只要行驶在该航线上,电量始终能够得到补充,从而保证了长时间续航的可能性。
[0048]预定行驶航线的沿途设置方式如图2所示,曲线表示预定行驶航线,圆圈A与B分别表示预定行驶航线的起点或终点,则整个预定行驶航线可以表示为航线AB,圆圈1、2、
3、……11、12则分别表示设置于航线AB沿途的各个无线充电装置,每个无线充电装置可以认为是一个“充电点”,“充电点”可以均匀分布在整个航线上,也可以按需分布。这些无线充电装置一般可以埋设于路面之下,随着电动汽车持续行驶,会不断地经过设于路面下的无线充电装置,若当前电量充足也可以选择不进行充电,至少不一定需要在每个“充电点”都进行无线充电,完全可以根据用户的需求选择合适的“充电点”补充电量。虽然车辆通过每个“充电点”的时间比较有限,但至少能及时获得一定的电量补充,只要能够确保“充电点”的合理布局,便可以使车辆保证足够的电能储备,提升续航能力。
[0049]除了将无线充电装置60设置于车辆的航行路线之上,还可以考虑将其设置在位于路口设有交通信号灯(红绿灯)附近的道路区域,由于电动汽车经常会短暂停留在设有红绿灯的路口前(遭遇到了红灯),此时则完全可以充分利用该特殊区域以及这段停留时间对电动汽车的电池组件进行电量补充。
[0050]如图3所示,图中示出了一个十字路口,圆圈的位置表示交通信号灯,图中示出了交通信号灯301a、交通信号灯301b、交通信号灯301c和交通信号灯301d,下面以在交通信号灯301a附近的道路区域设置无线充电装置为了进行说明。
[0051]交通信号灯301a附近的道路区域如图3中的虚线框302所示,在虚线框302内设置无线充电装置,虚线框302内的斜线填充矩形框303表示遇到红灯而停留在内的电动汽车,此时完全可以通过设置于虚线框302内的无线充电装置(图中未示出)对该电动汽车进行无线充电,相对于对行驶过程中的电动汽车进行无线充电,利用车辆等红灯的这段较长时间,可以为电动汽车补充更多的电量。
[0052]需要说明的是,图3中仅以交通信号灯301a附近的一个道路区域为例进行说明,在实际实施时,一个交通信号灯附近也可以包括多个能够设置无线充电装置的道路区域,具体设置与实际道路情况相关。
[0053]除了将所述无线充电装置设置于车辆行驶途中的特定位置,本实施例中的无线充电装置还可以设置在停车场内由一个或一个以上相邻停车位所确定的区域。在停车场内,各个设置的无线充电装置由于能够识别出不同的电动汽车,且可以识别各个车辆的无线充电需求,因此不需要借助一定的人为操作也能准确、快速地识别出哪些车辆需要充电,哪些车辆仅仅是需要停车。
[0054]具体地,可以将所述无线充电装置埋在停车场内由一个或一个以上相邻停车位所确定区域的地底。如图4所示,图中实线框401a和实线框401b表示停车场内的停车位,虚线框402a表示由两个相邻停车位所确定的区域,点划线框402b表示由一个停车位所确定的区域,正斜线填充的矩形框403a表示停在停车位401a的电动汽车,反斜线填充的矩形框403b表示停在停车位401b的电动汽车,无线充电装置(图中未示出)分别设置于虚线框402a和点划线框402b所示区域的地底,可以在识别出具有充电需求的电动汽车之后,对其进行无线充电。
[0055]需要说明的是,图4中仅仅以在由一个停车位或两个相邻停车位所确定区域内设置无线充电装置为例进行说明,在实际实施时,可以根据停车场内停车位的布局情况以及无线充电装置的充电范围,确定出用于设置无线充电装置的相应区域。
[0056]本实施例中,电动汽车在行驶过程中,常常会面临短暂充电的过程,为了能够在短时间内尽可能多地补充电量,对于无线充电的速度将提出更高的要求;此外,随着电动汽车的电池组件被频繁充电,电池组件的使用寿命也面临重大考验。
[0057]为此,本实施例中的无线充电装置采用了一种实现快速充电且修复电池、延长电池寿命的特定充电方法,其能够解决因充电过程产生的极化/钝化现象而使待充电电池充电速度降低以及缩短电池使用寿命的问题,所述特定充电方法具体包括:对目标电池进行的充电过程包含依次连续且循环往复的第一充电阶段、放电阶段和第二充电阶段;所述第一充电阶段以恒定充电电压对所述目标电池进行直流充电;所述放电阶段以持续降低的放电电压对所述目标电池进行放电,直至施加的电压为零;所述第二充电阶段以持续上升的充电电压对所述目标电池进行充电,直至施加的电压达到所述恒定充电电压;所述放电阶段的初始放电电压小于或等于所述恒定充电电压。
[0058]仍然参阅图1,上述充电方法依靠所述无线充电装置60中的各个组成部分实现,其中电源501与充电电路502相连,用于满足通过充电电路502对目标电池701进行充电时的供电需求,充电控制单元504与充电电路502和放电电路503相连,充电电路502和放电电路503在充电控制单元504的控制下,交替地对目标电池701进行充电和放电。
[0059]在实际实施时,电源501具体可以是开关稳压电源,也可以是线性稳压电源,还可以是整流滤波后的脉动电压。
[0060]具体实施时,所述放电电路503可以通过反向微分电路予以实现。本领域技术人员知晓,所述反向微分电路可以通过现有技术中的常用手段实现,只不过该反向微分电路工作时需要配合特定的参数设置,具体对无线充电装置60中的反向微分电路的参数设置可以参考以下相关描述。
[0061]在实际实施时,对于目标电池的具体充电过程通常可以通过充电曲线予以体现,本发明实施例中使用特殊的充电曲线。如图5所示,横轴表示充电过程的时间进度,纵轴表示充电过程中施加的电压;平行于横轴的水平直线表示以恒定充电电压V。对目标电池进行直流充电的第一充电阶段,第一充电阶段的持续时间为TQ,TQ = t()-0;第一充电阶段结束后,紧接着是以持续降低的放电电压对所述目标电池进行放电的放电阶段,所述放电阶段在图5中以to时刻与^时刻之间的弧线表示,其在to时刻的初始放电电压值(绝对值)一般小于或等于恒定充电电压V。,图5中以“-V。”表示该初始放电电压,从to时刻开始所施加的放电电压值不断降低,直至达到时刻的0电压,所述放电阶段的持续时间SThTFtrto;放电阶段结束后,紧接着是以持续上升的充电电压对目标电池进行充电的第二充电阶段,所述第二充电阶段在图5中以t时刻与t2时刻之间的弧线表示,其在t时刻所施加的充电电压为0,此后充电电压持续上升,直至达到^时刻的充电电压,该充电电压的值即为第一充电阶段的恒定充电电压V。,所述第二充电阶段的持续时间为,至此完成由依次连续的第一充电阶段、放电阶段和第二充电阶段构成的一个充电循环过程。
[0062]在一个充电循环过程中的所述第二充电阶段结束后,便开始下一个充电循环过程,继续参阅图5,仍然先以恒定充电电压V。对目标电池进行直流充电,即执行下一个充电循环过程中的第一充电阶段,其持续时间为T3,T3 = t3_t2,显然T3 = To;同理,此后便继续依次执行本次充电循环过程中放电阶段和第二充电阶段,此前已详细描述,此处不再赘述。
[0063]因此,对于目标电池的整个充电过程是由一个个充电循环过程构成,其中的第一充电阶段、放电阶段和第二充电阶段依次连续且循环往复。
[0064]需要说明的是,本实施例中,一个充电循环过程中是以所述第一充电阶段作为起始阶段为例进行说明的,而本领域技术人员能够理解的是,作为循环往复的过程,所述第一充电阶段、放电阶段和第二充电阶段中的任何一个阶段均可以作为整个充电过程的起始阶段,例如先执行第二充电阶段,而后依次执行第一充电阶段和放电阶段,或者先执行放电阶段,而后依次执行第二充电阶段和第一充电阶段。
[0065]本实施例中,所述放电阶段和第二充电阶段叠加在一起形成的波形为倒锯齿波形,如图5中to时刻与t2时刻之间的弧线所示,如此实现了放电阶段与充电阶段之间的平滑过渡,该过程中既没有过多的电压突变,也不存在停止充电的时间间隔,却能够达到去除电极周边的短暂“钝化”现象以保持电池最佳充电性能的目的,并且确保了更高的充电效率,所以整个充电过程的充电曲线可以直观地认为是在“直流波形”(水平的直线)的基础上叠加了“倒锯齿波形”,整体上呈现为一段直线,然后一段斜向上的弧线(即倒锯齿形状的弧线),再一段直线,再一段斜向上的弧线,如此间隔呈现的波形图。
[0066]通过使用上述特殊的充电曲线,能够实现在目标电池的电极周围形成微环境中电子流的涡流,如图6所示,从而
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