一种电耦合无线充电装置及其方法
【专利摘要】本发明一种电耦合无线充电装置及其方法，包括车载充电系统、充电桩和定位桩，车载充电系统包括多个充电线圈、电源管理系统、无线信号传输系统，充电桩包括移动线圈、线圈移动控制系统、变频装置、无线通讯与超声定位系统，定位桩将车载充电系统与充电桩定位，然后由无线信号传输系统将充电线圈的位置信息发送给无线通讯与超声定位系统，无线通讯与超声定位系统通过线圈移动控制系统对移动线圈再进行位置调整，使移动线圈位于充电线圈的正上方，再通过电源管理系统将充电线圈的充电参数通过无线信号传输系统传送给无线通讯与超声定位系统，无线通讯与超声定位系统通过变频装置调整充电参数。本发明具有无须滤波、电磁泄漏少、充电效率高的优点。
【专利说明】
一种电耦合无线充电装置及其方法
技术领域
[0001]本发明涉及是电动汽车领域，具体是一种电耦合无线充电装置及其方法。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车越来越多，世界交通越来越拥挤，从而导致城市污染越来越严重，我国的城市雾霾天气时有发生。为了降低城市污染，电动公交大巴车的应用会越来越普遍。申请号为201120006051，7的专利公开了一种可移动的电动汽车无线充电装置包括:市电电源或太阳能光伏电源，初级整流滤波器，初级变换器，可分离电磁耦合器的原边线圈，可分离电磁耦合器副边线圈，次整流滤波器，超级电容模块，充电控制器，蓄电池。用市电电源则经初级整流滤波整流后输出稳定的直流电，至初级变换器。用太阳能发出的直流电力，直接输送到初级变换器进行高频逆变变换后，高频交流电输送至可分离电磁耦合器的原边线圈，可分离电磁耦合器的原边线圈与可分离电磁耦合器副边线圈发生松电磁耦合，实现能量传输，副边线圈端口输出的是高频交流电，经次级整流滤波器整流后，给超级电容模块充电，超级电容以脉冲形式向车载蓄电池充电。
[0003]然而上述方案需要进行复杂的滤波，且容易产生电磁泄漏的问题，影响充电效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种无须滤波、电磁泄漏少、充电效率高的电耦合无线充电装置及其方法。
[0005]本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种电耦合无线充电装置，包括车载充电系统、充电粧和用于定位所述车载充电系统与所述充电粧相对位置的定位粧，所述车载充电系统包括多个充电线圈、与所述充电线圈连接的电源管理系统、与所述电源管理系统连接的无线信号传输系统，所述充电粧包括多个与所述充电线圈逐一对应进行耦合的移动线圈、与所述移动线圈连接的线圈移动控制系统及变频装置、连接所述线圈移动控制系统及所述变频装置的无线通讯与超声定位系统，所述线圈移动控制系统控制所述移动线圈的移动，所述无线通讯与超声定位系统与所述电源管理系统连接并进行信号传输。
[0006]进一步的，所述充电线圈和所述移动线圈的数量为6个。
[0007]进一步的，所述充电线圈与所述移动线圈旁均设有护铁。
[0008]进一步的，所述充电线圈位于所述移动线圈的正上方。
[0009]一种电耦合无线充电方法，包括以下步骤:
步骤一、通过定位粧将车载充电系统与充电粧初步定位，使得车载充电系统内的充电线圈与充电粧内的移动线圈在第一方向固定不动；
步骤二、车载充电系统内的无线信号传输系统将充电线圈的位置信息发送给充电粧内的无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过线圈移动控制系统对移动线圈在第二方向上进行位置调整，使得移动线圈位于充电线圈的正上方，然后开始充电；步骤三、车载充电系统内的电源管理系统将充电线圈的充电参数通过无线信号传输系统传送给无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过变频装置调整充电参数。
[0010]与现有技术相比，本发明电耦合无线充电装置及其方法的有益效果是:通过多线圈耦合多项交流电的方式，无须滤波，通过设置护铁减少电磁泄漏少，通过实时数据监测提高充电效率高。
【附图说明】
[0011]图1是电耦合无线充电装置的结构示意图。
[0012]图2是电耦合无线充电装置的多线圈耦合示意图。
[0013]图3是电耦合无线充电装置的结构框图。
[0014]图4是单相整流电压波形。
[0015]图5是三相整流电压波形。
【具体实施方式】
[0016]请参阅图1-5，一种电耦合无线充电装置，包括车载充电系统1、充电粧2和用于定位所述车载充电系统与所述充电粧相对位置的定位粧3，所述车载充电系统包括多个充电线圈11、与所述充电线圈连接的电源管理系统12、与所述电源管理系统连接的无线信号传输系统13，所述充电粧包括多个与所述充电线圈逐一对应进行耦合的移动线圈21、与所述移动线圈连接的线圈移动控制系统22及变频装置24、连接所述线圈移动控制系统及所述变频装置的无线通讯与超声定位系统23，所述线圈移动控制系统控制所述移动线圈的移动，所述无线通讯与超声定位系统与所述电源管理系统连接并进行信号传输。所述充电线圈和所述移动线圈的数量为6个，所述充电线圈与所述移动线圈旁均设有护铁4，所述充电线圈位于所述移动线圈的正上方。车载充电系统安装在公交车的尾部，充电粧安装在地面公交车站的停车位，前方安放停车定位粧，这里主要是用于定位公交车的后轮。使得车载充电系统上的充电线圈与地面充电粧上的移动线圈尽可能对准。充电粧的尺寸根据公交车型号来确定，其高度略小于该型号公交车尾部距离地面的高度，以尽可能减小充电线圈与移动线圈的间距，提高充电效率。常规的感应式磁耦合无线充电采用的线圈较少，有的甚至只有一个线圈，形成单相交流充电。本发明采用多线圈耦合多项交流充电的方式。参照单相和三相交流电整流后的电压波形，从该图的比较中可以看出，若相数更多，则整流后的电压更为平滑，考虑到蓄电池可以承受一定的充电输入电压差，那么这样做可使得车载充电端整流后的电压基本趋于直流，无需进行过多的滤波。另一方面，多个项圈组合成的多项交流充电也有助在线圈之间形成封闭的磁路，而且四周有护铁，大大减小了电磁波的泄露，可提尚安全性，也可提尚效率。
[0017]一种电耦合无线充电方法，包括以下步骤:
步骤一、通过定位粧将车载充电系统与充电粧初步定位，使得车载充电系统内的充电线圈与充电粧内的移动线圈在第一方向固定不动；
步骤二、车载充电系统内的无线信号传输系统将充电线圈的位置信息发送给充电粧内的无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过线圈移动控制系统对移动线圈在第二方向上进行位置调整，使得移动线圈位于充电线圈的正上方，然后开始充电； 步骤三、车载充电系统内的电源管理系统将充电线圈的充电参数通过无线信号传输系统传送给无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过变频装置调整充电参数。
[0018]所述第一方向为公交车长度方向，所述第二方向为公交车宽度方向。
[0019]以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种电耦合无线充电装置，其特征在于:包括车载充电系统、充电粧和用于定位所述车载充电系统与所述充电粧相对位置的定位粧，所述车载充电系统包括多个充电线圈、与所述充电线圈连接的电源管理系统、与所述电源管理系统连接的无线信号传输系统，所述充电粧包括多个与所述充电线圈逐一对应进行耦合的移动线圈、与所述移动线圈连接的线圈移动控制系统及变频装置、连接所述线圈移动控制系统及所述变频装置的无线通讯与超声定位系统，所述线圈移动控制系统控制所述移动线圈的移动，所述无线通讯与超声定位系统与所述电源管理系统连接并进行信号传输。2.根据权利要求1所述的电耦合无线充电装置，其特征在于:所述充电线圈和所述移动线圈的数量为6个。3.根据权利要求1所述的电耦合无线充电装置，其特征在于:所述充电线圈与所述移动线圈旁均设有护铁。4.根据权利要求1所述的电耦合无线充电装置，其特征在于:所述充电线圈位于所述移动线圈的正上方。5.一种电耦合无线充电方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、通过定位粧将车载充电系统与充电粧初步定位，使得车载充电系统内的充电线圈与充电粧内的移动线圈在第一方向固定不动； 步骤二、车载充电系统内的无线信号传输系统将充电线圈的位置信息发送给充电粧内的无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过线圈移动控制系统对移动线圈在第二方向上进行位置调整，使得移动线圈位于充电线圈的正上方，然后开始充电； 步骤三、车载充电系统内的电源管理系统将充电线圈的充电参数通过无线信号传输系统传送给无线通讯与超声定位系统，所述无线通讯与超声定位系统通过变频装置调整充电参数。
【文档编号】H02J7/00GK105990873SQ201510098140
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月6日
【发明人】汤晓君, 娄阳, 王金明
【申请人】江苏嘉钰新能源技术有限公司