一种电动汽车无线电能传输系统及其控制方法与流程

本发明属于无线电能传输控制，涉及一种电动汽车无线电能传输系统及其控制方法。

背景技术：

1、随着全球电动汽车保有量的快速增长，电动汽车充电困难、电池续航能力不足、低温环境电池适应性差等问题变得异常突出。为了让人们减少对充电和续航的焦虑，企业近几年投入大量资金建设有线公共充电桩。但是建设充电桩需要占用大量土地，因而大量充电桩往往被建设在离住宅区和商业区较远的偏僻位置，导致车主给电动汽车充电极其不便，市区内一桩难求，郊区充电桩大量闲置的现象屡见不鲜。建设有线充电桩难以满足规模不断增长的电动汽车的充电需求，通过无线充电技术让电动汽车可以实现边行驶边充电逐渐成为国内外技术研究的热点。目前电动汽车无线充电主要是通过磁场耦合方式实现电能的无线传输，而无线电能发射线圈与无线电能接收线圈之间的距离、偏移度都会严重影响电能传输效率，距离越大及偏移越大，相应的传输效率也越低。

2、在现有技术中，无线电能发射装置一般需要固定埋入道路下面，需要每隔若干距离布置无线电能发射线圈，从而实现电动汽车在移动过程中进行无线充电的效果。但是车辆行驶过程中，固定在道路路面下方的无线电能发射线圈与安装在电动汽车上的无线电能接收线圈经常会出现较大幅度的偏移，包括水平方向和垂直方向的偏移。这样会导致无线电能传输效率出现很大的波动，充电效率比较差，电能损耗大。同时，无线电能发射装置固定埋入道路下方，在设备故障需要检修维护时必须挖开路面，这样会导致检修维护成本很高，而且设备检修维护时还会导致交通拥堵。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明公开了一种电动汽车无线电能传输系统及其控制方法，以达到电动汽车移动过程中无线充电效率高，充电设备检修维护简单，成本较低的目的。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电动汽车无线电能传输系统，包括供电轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、远程调度中心。

3、所述供电轨道内部敷设有若干条输电导体，所述输电导体与外部供电电网电气连接，所述供电车包括电刷、滑轮和供电定位通信模块，所述电刷通过与所述输电导体滑动接触获取电能供应给所述供电车和所述无线电能发射装置使用，所述供电车通过所述滑轮在所述供电轨道上运行。

4、所述无线电能发射装置包括无线电能发射线圈及控制发射电路，所述无线电能发射装置安装在所述供电车的表面，并与供电定位通信模块、电刷连接。

5、所述无线电能接收装置安装在电动汽车上，通过磁场耦合方式从所述无线电能发射装置获取电能。

6、所述远程调度中心通过无线通信网络与所述供电车、所述无线电能接收装置建立通信连接，可以处理、接收和发送数据。

7、所述无线电能接收装置包括无线电能接收线圈、车载定位通信模块、对位检测模块及充电模块。

8、所述车载定位通信模块与所述供电定位通信模块均包括卫星定位模块、无线通信模块、加速度计和陀螺仪。

9、所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述霍尔传感器通过将检测到的所述无线电能发射线圈与所述无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给所述检测控制器。

10、所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述无线电能发射装置的保护壳表面设置有磁铁。

11、所述供电轨道可以设置于单条车道的路面下方，以竖直方式安装形成一个循环轨道。

12、所述供电轨道可以设置于双向车道的路面下方，以横卧方式横跨两条车道安装，通过双向布局形成一个循环轨道。

13、所述供电轨道可以设置于单条车道的侧面，以竖直方式安装形成一个循环轨道。

14、所述供电轨道可以设置于双向车道的中间隔离带的两个侧面，以横卧方式横跨中间隔离带安装，通过双向布局形成一个循环轨道。

15、一种电动汽车无线电能传输系统的控制方法，包括下列步骤：

16、s1、电动汽车上的充电模块判断动力电池电量是否需要充电，当需要充电时，向远程调度中心发送充电请求信息，同时把账户id信息和位置信息发送给远程调度中心，远程调度中心对接收到的充电请求信息进行比对校验。

17、s2、如果充电请求信息校验通过，远程调度中心向供电车发出执行充电任务调度信号，供电车根据调度信号移动到轨道充电区域，等待与后方的电动汽车进行充电对接。

18、s3、通过监测卫星定位数据发现供电车与电动汽车即将接近时，供电车的无线电能发射线圈产生一定频率的交变磁场，同时电动汽车上的无线电能接收线圈以相同频率谐振。

19、s4、霍尔传感器通过将检测到的无线电能发射线圈和无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给检测控制器，检测控制器根据内部预设的电信号临界值判断无线电能发射线圈和无线电能接收线圈是否对位准确。

20、s5、当对位准确后，供电车通过调整自身的运行速度及加速度与电动汽车的速度及加速度保持一致，从而实现与电动汽车保持同步向前行驶，无线电能接收线圈通过磁场耦合方式获取电能给动力电池充电。

21、s6、当电池充满电或者电动汽车已离开充电区域时，电动汽车向供电车和远程调度中心同时发送终止充电请求信息，远程调度中心扣除相应充电费用，供电车终止产生交变磁场，供电车运行至轨道等待区域等待执行下一次的充电任务。

22、本发明的有益效果是：

23、本发明是一种效率高、成本低、检修维护简单的电动汽车无线电能传输技术方案，具体表现为，本发明通过将部署在供电轨道上的无线电能发射线圈与行驶中的电动汽车车上的无线电能接收线圈保持同步移动，保持相对静止状态，减少两者的偏移，从而提高两者的磁场耦合度，提升电能无线传输稳定性，最终提升电动汽车行驶过程中的无线充电效率。同时由于无线电能发射装置是随着供电车在供电轨道上循环移动，并非是固定于道路路面下方，无须挖开路面就可对无线电能发射装置进行安装部署和后期检修维护，总体成本将明显降低，有利于技术方案的推广应用。

技术特征：

1.一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：包括供电轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、远程调度中心；

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述无线电能接收装置包括无线电能接收线圈、车载定位通信模块、对位检测模块及充电模块。

3.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述车载定位通信模块与所述供电定位通信模块均包括卫星定位模块、无线通信模块、加速度计和陀螺仪。

4.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述霍尔传感器通过将检测到的所述无线电能发射线圈与所述无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给所述检测控制器。

5.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述无线电能发射装置的保护壳表面设置有磁铁。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述供电轨道可以设置于单条车道的路面下方，以竖直方式安装形成一个循环轨道。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述供电轨道可以设置于双向车道的路面下方，以横卧方式横跨两条车道安装，通过双向布局形成一个循环轨道。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述供电轨道可以设置于单条车道的侧面，以竖直方式安装形成一个循环轨道。

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统，其特征在于：所述供电轨道可以设置于双向车道的中间隔离带的两个侧面，以横卧方式横跨中间隔离带安装，通过双向布局形成一个循环轨道。

10.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：

技术总结
本发明公开了一种电动汽车无线电能传输系统及其控制方法，包括供电轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、远程调度中心。供电轨道内部敷设有若干条输电导体，供电车包括电刷、滑轮和供电定位通信模块，电刷通过与输电导体滑动接触获取电能供应给供电车和无线电能发射装置使用，电动汽车上的无线电能接收装置通过磁场耦合方式从无线电能发射装置获取电能。本发明让电动汽车无线电能传输效率更高，设备维护简单，成本较低。

技术研发人员：张江健
受保护的技术使用者：东莞市幻影创新科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12