本发明涉及汽车无线充电,具体涉及一种基于磁共振技术的定向无线充电方法。
背景技术:
1、近两年新能源市场快速发展,市面上新能源汽车的使用占比逐年升高,对应的,大量充电桩应运而生。通常新能源汽车的充电方式为插电式,受电气接口及充电桩数量限制,同一时间内只能为一辆或几辆电动汽车进行充电,在高速路上经常出现排队充电的情况。另一方面,充电桩整体裸露在外,裸露在外端充电接口需要具备防水、防尘等问题,充电桩系统不可避免发生系统故障,带来大量维护、检修工作,影响了插电式充电桩的普及。
2、为避免上述问题,越来越多的公司积极的研发无线充电技术,以解决电车充电遇到的问题。且现有无线充电技术:cn108819748a,一种电动汽车无线充电系统,文件中公开了有公开了一种无线充电方法,在发射线圈内通入振荡电流,发射线圈产生规律变化的磁场,接收线圈接收磁能并转换成电能,电能接收装置将电能传输给电池并存储。
3、现有技术中的无线充电主要有电磁感应和磁场共振两种形式,电磁感应式的无线充电技术通常是一对一充电,发射线圈和接收线圈的距离较近,且发射线圈和接收线圈之间的位置精度要求高,位置越准确,充电效率越高。导致充电时对驾驶技术有一定的要求。且每次充电前,花费大量时间对车辆位置进行校正,大大增加了车辆的充电时长。
4、磁场共振式的可一对多进行充电,且充电范围从cm至m,应此对车辆的位置要求低,也符合充电距离越近,充电效率越高的性能。由于车辆的可充电距离较远,但一个充电场所有多个充电桩,当有多辆车同时充电时,无法保证单个充电桩精准的对以辆车进出充电,后期费用结算不准确,车辆距离充电桩越远充电效率越低,当车辆长时间远距离充电,还会导致大量能源的浪费。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明要解决的问题是提供一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,能够无须准确固定车辆位置,即可实现充电桩与车辆一对一高效的充电,当车辆与充电桩的距离超过设定范围时,自动停止充电。
2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
3、一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,包括有共振线圈,所述共振线圈通过磁感应的方式接收发射磁场的磁能,并输出与发射磁场频率相同的共振电流,所述共振电流输入接收线圈以产生与发射磁场同频率的接收磁场。
4、进一步的,发射线圈包括有第一发射极和第二发射极,所述接收线圈包括有第一接收极和第二接收极;
5、所述第一发射极与第二发射极极性相反设置,所述第一接收极和第二接收极其线圈的旋向相反设置。
6、进一步的,所述第一发射极和第二发射极之间磁感线沿充电车位长度方向;
7、所述共振线圈设置于第一接收极和第二接收极之间,且共振线圈轴线沿车辆长度方向设置。
8、进一步的,所述共振线圈与接收线圈之间电连接有控制模块,所述控制模块内配备有共频策略,包括有:采集共振线圈输出的总电流数据,总电流数据通过离散傅里叶变换输出若干周期性变化的交流电数据;
9、获取振幅最大的交流电数据的频率并生成主频率,控制模块输出与主频率相同的共振电流。
10、进一步的,所述共振电流输出包括有:获取主频率的峰值数据并生成主振幅,获取交流电数据其振幅第二大的峰值数据,并生成负振幅,判断主振幅与副振幅的差值是否超过第一预设阈值,否,给出车辆位置不正确的反馈;
11、是,判断主振幅是否超过第二预设阈值,否,给出车辆位置不正确的反馈;是,给出车辆位置正确,开始充电的反馈,控制模块输出共振电流。
12、进一步的,所述控制模块内配备有延时策略,包括有:
13、s1:依据主振幅计算出理论充电值,并获取蓄电池的实际充电值;
14、s2:判断实际充电值是否满足理论充电值,否,共振电流的输出时间延迟n+1个延时时段,循环步骤s2;是,停止循环。
15、进一步的,所述延时时段小于(1/主频率)/x,其中x不小于20设置。
16、进一步的,所述控制模块输出端连接有指示模块,所述指示模块由若干指示灯构成。
17、进一步的,不同所述充电车位其发射线圈对应的震荡电流频率不同设置。
18、进一步的,所述控制模块与指示模块均由共振线圈供电设置。
19、本发明具有的优点和积极效果是:
20、(1)通过在车辆上增设共振线圈,充电车位的地下埋设有第一发射极和第二发射极,发射线圈内通入震荡电流,以输出均匀变化的发射磁场,第一发射极和第二发射极之间形成平行与地面的发射磁场,当共振线圈进入到第一发射极和第二发射极之间的位置后,共振线圈输出共振电流的功率值增大,共振电流输入至接收线圈,使接收线圈产生与均匀变化的接收磁场,发射磁场与接收磁场的变化频率相同,通过磁场共振的形式无线充电,能够提高充电效率的同时,对车辆位置的精度要求低。
21、仅使用一个共振线圈即可完成磁场共振动作(无须使用算法或共振器,即可形成磁场共振),大大节约的生产成本,且当共振线圈移出第一发射极和第二发射极之间,共振电流的功率低于设定功率阀值,马上停止充电。能够无须准确定位定车辆位置,即可实现充电桩与车辆一对一高效的充电,当车辆与充电桩的距离超过设定范围时,自动停止充电。
22、通过发射磁场直接获取震荡电流的频率,当电源模块老化震荡电流频率不稳定、使用低性能的振荡器时,均能够保证发射磁场与接收磁场形成磁能共振效率。
23、通过共振线圈产生与震荡电流频率相同的共振电流,接收线圈主动与发射线圈形成共振,保证车辆在任意频率的发射磁场下均可正常充电。
1.一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,包括有共振线圈(103),所述共振线圈(103)通过磁感应的方式接收发射磁场的磁能,并输出与发射磁场频率相同的共振电流,所述共振电流输入接收线圈以产生与发射磁场同频率的接收磁场。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,发射线圈包括有第一发射极(301)和第二发射极(302),所述接收线圈包括有第一接收极(101)和第二接收极(102);
3.根据权利要求1所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述第一发射极(301)和第二发射极(302)之间磁感线沿充电车位(2)长度方向;
4.根据权利要求1所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述共振线圈(103)与接收线圈之间电连接有控制模块,所述控制模块内配备有共频策略,包括有:采集共振线圈输出的总电流数据,总电流数据通过离散傅里叶变换输出若干周期性变化的交流电数据;
5.根据权利要求4所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述共振电流输出包括有:获取主频率的峰值数据并生成主振幅,获取交流电数据其振幅第二大的峰值数据,并生成负振幅,判断主振幅与副振幅的差值是否超过第一预设阈值,否,给出车辆位置不正确的反馈;
6.根据权利要求4所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述控制模块内配备有延时策略,包括有:
7.根据权利要求6所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述延时时段小于(1/主频率)/x,其中x不小于20设置。
8.根据权利要求4所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述控制模块输出端连接有指示模块,所述指示模块由若干指示灯构成。
9.根据权利要求1所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,不同所述充电车位(2)其发射线圈对应的震荡电流频率不同设置。
10.根据权利要求4所述的一种基于磁共振技术的定向无线充电方法,其特征在于,所述控制模块与指示模块均由共振线圈(103)供电设置。