一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统的制作方法

文档序号:10859659阅读:458来源:国知局
一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及射频身份识别技术和无线电能传输技术,具体涉及一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,包括充电站发射单元和车体接收单元;充电站发射单元包括电源模块、信息解调模块、功率控制电路、功率振荡模块、通讯线圈、RFID阅读器和功率发射线圈依次连接;车体接收单元包括电磁接收线圈、信息监测与调制单元、整流稳压模块、RFID电子标签和车载电池依次连接;充电站发射单元与车体接收单元之间无线连接。该系统能检测无线充电的发射端和接收端之间的异物,自动采取措施排查隐患,避免安全事故的发生。环境适应能力较强,对工作环境要求低,全天候自动识别,快速响应,抗干扰。
【专利说明】
一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及射频身份识别技术和无线电能传输技术,特别涉及一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统。
【背景技术】
[0002]如今,全球汽车产量飞速增长,而绝大部分车辆所使用的汽油、柴油导致全球污染的加剧,地球生态平衡遭受破坏。近些年来,国家高度重视清洁能源汽车的研发和使用,出台多项相关政策鼓励电动汽车行业的发展,电动汽车的产量逐年提升,电动汽车充电技术也得到迅速的发展,特别是无线充电技术成为当前研究的新方向。
[0003]无线供电技术(无线传能)装置不需要用电缆将设备与供电系统连接,便可以直接对其进行快速充电。加之非接触快速充电能够布置在多种场所,又可以为各种类型的设备提供充电服务,使随时随地充电变为可能。
[0004]无线传能技术目前主要才用的是电磁共振耦合技术,该技术主要由电源、电力输出、电力接收、整流器等主要器件实现。与电磁感应充电方式不同之处在于,磁共振方式加装了一个高频驱动电源,采用兼备线圈和电容器的LC共振电路,而并非由简单线圈构成送电和接收两个单元。共振频率的数值,会随送电与接收单元之间距离的变化而改变。当传送距离发生改变时,传输效率也会像电磁感应一样迅速降低。为此,可通过控制电路调整共振频率,使两个单元的电路发生共振。
[0005]但是,如果在无线充电的发射端和接收端之间存在异物不仅会影响充电正常进行,还有可能引发安全事故。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种能够检测电动汽车无线充电系统发射单元和接收单元之间是否存在异物,且采取相应措施的装置。
[0007]为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案是:一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,包括充电站发射单元I和车体接收单元2;所述充电站发射单元I包括电源模块11、信息解调模块12、功率控制电路13、功率振荡模块14、通讯线圈15、RFID阅读器16和功率发射线圈17依次连接;所述车体接收单元2包括电磁接收线圈21、信息监测与调制单元22、整流稳压模块23、RFID电子标签24和车载电池25依次连接;所述充电站发射单元I与所述车体接收单元2之间无线连接。
[0008]进一步地,所述信息解调模块12与所述信息监测与调制单元22之间进行无线电信息交互。
[0009]进一步地,所述通讯线圈15接收所述电磁接收线圈21通过电力载波传送的通信信息。
[0010]更进一步地,所述RFID阅读器16与所述RFID电子标签24之间为耦合连接。
[0011]上述电动汽车快速无线充电系统的工作流程:充电站发射单元的电源模块11为功率振荡模块14提供充电电压;信息解调模块12实现与车体接收单元2的无线电信息交互并控制功率控制电路13;功率控制电路13控制功率振荡模块14的通断;功率振荡模块14将电源模块11输入的功率振荡为高频振荡电磁场;通讯线圈15接收车体接收单元的电磁接收线圈21通过电力载波传送的通信信息;RFID阅读器16检测RFID电子标签24的信号;功率发射线圈17发射功率振荡模块14振荡出的高频振荡磁场;电磁接收线圈21接收功率发射线圈17所发射的能量;车体接收单元2的信息监测与信息调制单元22检测车载电池25的实时信息,与信息解调模块12进行信息交换;整流稳压模块23将接收的能量整流稳压成恒定的直流电,向车载电池25供电;RFID电子标签24发送信号给RFID阅读器以完成身份识别;车载电池25储存电动汽车用电。
[0012]RFID是一种射频识别技术,接受器通过无线电信号,识别对象和读写数据,其广泛应用于工业制造、商品管理、公共交通管理、安全身份识别等领域。其环境适应能力较强,对工作环境要求低,全天候自动识别,快速响应,可穿透非金属物体,抗干扰、抗冲突能力较强。
[0013]上述电动汽车快速无线充电系统通过RFID技术进行身份识别,当RFID阅读天线检索到RFID电子标签发射的信号后,信号传到RFID阅读器分析,系统将信号中的电子标签序列号信息比对验证,进行车辆身份信息验证;如果序列号正确,则通过车辆信息验证,无线充电系统进入充电站与车载电池的连线阶段,待连线完成后,车载电池将会进入正常充电状态。
[0014]在进入电动汽车和充电站连线完成后,电动汽车快速无线充电系统先完成充电效率初始化,通过充电站发射单元I的功率发射线圈17和车体接收单元2的电磁接收线圈21的初始功率,计算出无线电能传输效率,并将结果缓存在充电站发射单元I。初始化完成后,电动汽车快速无线充电系统进入正常的异物检测状态,如果无线电能传输效率仅小范围波动,没有超出预设安全值,则系统正常工作;如果无线电能传输效率变化幅度超过预设的安全范围,系统会自动减小控制功率振荡模块14的输出功率,停止充电站发射单元I的充电工作,并向电动汽车快速无线充电系统管理后台发送错误提示信息,等待巡视人员排查故障。
[0015]在车载电池充电的过程中,如果通讯线圈15和RFID阅读器16同时失去电动汽车信号,即电动汽车在未正常关断车载电池和充电站之间的情况下驶离,或者因为车辆电池故障停止运行,充电站功率控制电路13自动发出停止传输电能的工作指令,控制关闭功率振荡模块14,停止充电。
[0016]本实用新型的有益效果:能检测无线充电的发射端和接收端之间的异物,自动采取措施排查隐患,避免安全事故的发生。采用RFID技术进行身份识别,环境适应能力较强,对工作环境要求低,全天候自动识别,快速响应,可穿透非金属物体,抗干扰、抗冲突能力较强。为电动汽车车主提供高效、便捷的充电服务。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型一个实施方式的整体功能示意图;
[0018]图2是本实用新型一个实施方式的工作流程的示意图;
[0019]图3是本实用新型一个实施方式的RFID技术进行身份识别的工作流程示意图;
[0020]其中,1-充电站发射单元、11-电源模块、12-信息解调模块、13:功率控制电路、14-功率振荡模块、15-通信线圈、16-RFID阅读器、17-功率发射线圈、2-车体接收单元、22-信息监测与调制单元、23-整流稳压模块、24-RFID电子标签、25-车载电池。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。如图1所示,本实施方式所采用的技术方案如下:一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,包括充电站发射单元I和车体接收单元2;所述充电站发射单元I包括电源模块11、信息解调模块12、功率控制电路13、功率振荡模块14、通讯线圈15、RF ID阅读器16和功率发射线圈17依次连接;所述车体接收单元2包括电磁接收线圈21、信息监测与调制单元22、整流稳压模块23、RFID电子标签24和车载电池25依次连接;所述充电站发射单元I与所述车体接收单元2之间无线连接。
[0022]所述信息解调模块12与所述信息监测与调制单元22之间进行无线电信息交互。
[0023]所述通讯线圈15接收所述电磁接收线圈21通过电力载波传送的通信信息。
[0024]所述RFID阅读器16与所述RFID电子标签24之间为耦合连接。
[0025]上述电动汽车快速无线充电系统中电源模块11为功率振荡模块14提供充电电压;信息解调模块12实现与车体接收单元2的无线电信息交互并控制功率控制电路13;功率控制电路13控制功率振荡模块14的通断;功率振荡模块14将电源模块11输入的功率振荡为高频振荡电磁场;通讯线圈15接收车体接收单元2的电磁接收线圈21通过电力载波传送的通信信息;RFID阅读器16检测RFID电子标签信号;功率发射线圈17发射功率振荡模块14振荡出的高频振荡电路;电磁接收线圈21接收功率发射线圈17所发射的能量;信息监测与调制单元22,检测车载电池25的实时信息,与信息解调模块12进行信息交换;整流稳压模块23,将接收的能量整流稳压成恒定的直流电,向车载电池25供电;RFID电子标签24,发送信号给RFID阅读器已完成身份识别;车载电池25,储存电动汽车用电。
[0026]在进入电动汽车和充电站连线完成后,电动汽车快速无线充电系统先完成充电效率初始化。功率发射线圈17进入正常工作状态后,信息监测与调制单元22先检测电磁接收线圈21的功率信息,该信息经过调制后加载到电磁接收线圈21,通过电力载波传送到通讯线圈15,随后高频信号通过信息解调模块12解调,传送至功率控制电路13,此时系统通过充电站发射单元的功率发射线圈17和车体接收单元的电磁接收线圈21的初始功率,计算出无线电能传输效率,并将结果缓存在充电站发射端。
[0027]初始化完成后,电动汽车快速无线充电系统进入正常的异物检测状态,工作过程如图2所示。信息监测与调制单元22保持实时检测电磁接收线圈21的功率变化情况,如果无线电能传输效率仅小范围波动,没有超出预设安全值,则系统正常工作。如果无线电能传输效率变化幅度超过预设的安全范围,则系统判定功率发射线圈17和电磁接收线圈21之间存在异物,使充电系统无法正常工作,此时功率控制电路13动作,减小控制功率振荡模块14的输出功率,停止电动汽车快速无线充电系统发射端的充电工作,并向电动汽车快速无线充电系统管理后台发送错误提示信息,等待巡视人员排查故障。
[0028]电动汽车快速无线充电系统为车载电池充电过程中,通讯线圈15、电磁接收线圈21是电动汽车和电动汽车快速无线充电系统的主要通信通道。在车载电池充电的过程中,如果通讯线圈15和RFID阅读器16同时失去电动汽车信号,即电动汽车在未正常关断车载电池和充电站之间连接的情况下驶离,或者因为车辆电池故障停止运行,电动汽车快速无线充电系统的功率控制电路13自动发出停止传输电能的工作指令,控制关闭功率振荡模块14,停止充电。
[0029]本电动汽车快速无线充电系统的实施方式通过RFID技术进行身份识别的工作流程,如图3所示。电动汽车快速无线充电系统有RFID阅读器并配置多个RFID阅读天线检测搜索信号,检测范围覆盖整个电动汽车充电站;当RFID阅读天线检索到RFID电子标签发射的信号后,信号传到RFID阅读器分析,系统将信号中的电子标签序列号信息比对验证,进行车辆身份信息验证。如果序列号正确,则通过车辆信息验证,电动汽车快速无线充电系统进入充电站与车载电池的连线阶段,待连线完成后,车载电池将会进入正常充电状态。
[0030]应当理解的是,本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
[0031]虽然以上结合附图描述了本实用新型的【具体实施方式】,但是本领域普通技术人员应当理解,这些仅是举例说明,可以对这些实施方式做出多种变形或修改,而不背离本实用新型的原理和实质。本实用新型的范围仅由所附权利要求书限定。
【主权项】
1.一种具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,其特征在于:包括充电站发射单元(I)和车体接收单元(2);所述充电站发射单元(I)包括电源模块(11)、信息解调模块(12)、功率控制电路(I3)、功率振荡模块(14)、通讯线圈(I5)、RFID阅读器(16)和功率发射线圈(17)依次连接;所述车体接收单元(2)包括电磁接收线圈(21)、信息监测与调制单元(22)、整流稳压模块(23)、RFID电子标签(24)和车载电池(25)依次连接;所述充电站发射单元(I)与所述车体接收单元(2)之间无线连接。2.如权利要求1所述的具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,其特征在于:所述信息解调模块(12)与所述信息监测与调制单元(22)之间进行无线电信息交互。3.如权利要求1所述的具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,其特征在于:所述通讯线圈(15)接收所述电磁接收线圈(21)通过电力载波传送的通信信息。4.如权利要求1所述的具有异物检测功能的电动汽车快速无线充电系统,其特征在于:所述RFID阅读器(16)与所述RFID电子标签(24)之间为耦合连接。
【文档编号】G01V3/10GK205544455SQ201620237535
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】涂聪, 王军华, 蔡昌松, 龙孟姣
【申请人】武汉大学
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