一种电动汽车无线充电方法及系统与流程

本发明涉及电动汽车，具体涉及一种电动汽车无线充电方法及系统。

背景技术：

1、电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，电动汽车在近几年已经备受各界的高度重视，在各个应用领域都有了飞跃式的增长，但仍处于发展初期。在电池续航里程低的现状下，充电难依然是困扰电动汽车发展的最大难题，阻碍了电动汽车的推广速度，尤其是无线充电。

2、目前比较常见的无线充电的方法为：

3、1、基于磁共振的无线充电技术，该技术利用两个具有相同或相近共振频率的磁共振器，在一定距离内实现无线能量传输，用于给新能源汽车或其他设备充电。该技术具有传输距离较长、传输效率较高、传输损耗较小等优点，但也存在以下缺点：共振频率受环境干扰较大，需要实时调节；共振器的尺寸较大，不易安装；共振器之间需要对齐或者跟踪，增加了控制难度。

4、2、基于微波的无线充电技术：该技术利用微波发射器将电能转化为微波信号，并通过天线向远处的微波接收器发射，微波接收器再将微波信号转化为电能，用于给新能源汽车或其他设备充电。该技术具有传输距离极长、传输功率极大、传输效率极高等优点，但也存在以下缺点：微波发射器和接收器的成本较高，不易普及；微波信号对人体和环境有一定的危害，需要严格控制；微波信号受天气和障碍物的影响较大，需要保持通畅。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动汽车无线充电方法及系统，旨在解决现有技术中磁共振或微波的无线充电易受天气或者障碍物的影响，导致无线充电效率低下的技术问题。

2、本发明一方面在于提供一种电动汽车无线充电方法，应用于电动汽车无线充电系统，所述系统包括激光控制器、激光发射器、激光接收器与供电电源，所述激光发射器连接所述激光控制器，所述激光接收器设于所述供电电源上，所述方法包括：

3、泊车进入距离所述供电电源的预设范围后，接收电动汽车发送的充电请求；

4、控制所述激光发射器向所述激光接收器发射激光束，并通过通信模块与所述激光接收器进行通信交互，以获取所述激光发射器与所述激光接收器之间的位置数据，所述位置数据包括所述激光发射器与所述激光接收器之间的当前距离、当前角度以及相对位置；

5、根据所述位置数据，调节所述激光发射器发射的激光束的激光参数，以使所述激光束对准所述激光接收器，包括：

6、根据所述当前角度，通过所述激光控制器调节所述激光发射器发射的激光束的方向，以使所述激光束对准所述激光接收器，

7、根据所述当前距离和所述相对位置，建立目标函数，以选取激光束的波长和强度，

8、所述目标函数的计算公式为：

9、

10、其中，m1为无线充电效率，m2为无线充电成本，m3为最优化无线充电安全，w1，w2，w3分别为m1，m2，m3的权重系数；

11、当所述激光接收器接收到所述激光束时，将所述激光束转化为电能，导通供电电源，以使得所述供电电源通过在所述激光发射器和所述激光接收器之间建立磁耦合谐振回路，实现对电动汽车的无线充电。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的电动汽车无线充电方法，能提高无线充电的效率，具体为，泊车进入距离供电电源的预设范围后，接收电动汽车发送的充电请求；控制所述激光发射器向所述激光接收器发射激光束，并通过通信模块与所述激光接收器进行通信交互，以获取所述激光发射器与所述激光接收器之间的位置数据；根据所述位置数据，调节所述激光发射器发射的激光束的激光参数，以使所述激光束对准所述激光接收器，根据位置数据调整激光束的方向、波长、强度，以保证激光束能够准确地对准激光接收器，并且能够适应汽车和激光接收器之间的相对运动和环境干扰；当所述激光接收器接收到所述激光束时，将所述激光束转化为电能，导通供电电源，以使得所述供电电源通过在所述激光发射器和所述激光接收器之间建立磁耦合谐振回路，实现对电动汽车的无线充电，可以根据不同的激光功率和负载条件，选择不同的控制策略和算法，调节供电电源的幅度和相位，使得激光发射器和激光接收器之间的磁场达到最佳匹配，从而实现高效、稳定、可调的无线充电，从而解决了现有技术中磁共振或微波的无线充电易受天气或者障碍物的影响，导致无线充电效率低下的技术问题。

13、根据上述技术方案的一方面，控制所述激光发射器向所述激光接收器发射激光束的步骤，具体包括：

14、通过安装在电动汽车上的太阳能光伏电池板将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中；

15、通过所述激光控制器控制所述激光发射器将蓄电池中的电能转化为激光束，并向激光接收器发射所述激光束。

16、根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括：

17、通过所述供电电源测量所述激光发射器和所述激光接收器之间的互感系数，计算出最优的相位差，并对所述激光接收器的磁场进行相位调节，使得所述激光发射器和所述激光接收器之间的磁场达到最大功率输出；

18、通过所述供电电源测量所述激光接收器的输出电压和输出电流，计算所述激光接收器的输出功率，并对所述激光接收器的磁场进行幅度调节，使得所述激光接收器的输出功率最大化。

19、根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括：

20、通过所述供电电源测量所述激光发射器接收的输入功率和负载条件，并根据预设的目标值和阈值，选择不同的控制模式，以对所述激光接收器的幅度和相位进行调节，其中所述控制模式包括恒压模式、恒流模式以及恒功率模式。

21、根据上述技术方案的一方面，并通过通信模块与所述激光接收器进行通信交互的步骤包括：

22、通过通信模块向所述激光接收器发送认证请求信号，所述认证请求信号包括所述激光发射器的身份信息和充电需求信息；

23、通过所述激光接收器验证所述身份信息和所述充电需求信息，当验证通过后，向所述激光发射器反馈认证成功信息，所述反馈认证成功信息包括所述激光接收器的充电供应信息以及位置数据。

24、根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括：

25、所述充电供应信息包括所述供电电源的充电车辆数量、以及所述充电车辆所需充电的时长；

26、根据充电车辆数量以及所述充电车辆所需充电的时长，选择电动汽车充电的时间和时长。

27、本发明另一方面在于提供了一种电动汽车无线充电系统，所述电动汽车无线充电系统用于实现上述电动汽车无线充电方法，所述电动汽车无线充电系统包括：

28、充电请求发送模块，用于泊车进入距离所述供电电源的预设范围后，接收电动汽车发送的充电请求；

29、信息交互模块，用于控制所述激光发射器向所述激光接收器发射激光束，并通过通信模块与所述激光接收器进行通信交互，以获取所述激光发射器与所述激光接收器之间的位置数据，所述位置数据包括所述激光发射器与所述激光接收器之间的当前距离、当前角度以及相对位置；

30、激光调整模块，用于根据所述位置数据，调节所述激光发射器发射的激光束的激光参数，以使所述激光束对准所述激光接收器，包括：

31、根据所述当前角度，通过所述激光控制器调节所述激光发射器发射的激光束的方向，以使所述激光束对准所述激光接收器，

32、根据所述当前距离和所述相对位置，建立目标函数，以选取激光束的波长和强度，

33、所述目标函数的计算公式为：

34、

35、其中，m1为无线充电效率，m2为无线充电成本，m3为最优化无线充电安全，w1，w2，w3分别为m1，m2，m3的权重系数；

36、无线充电模块，用于当所述激光接收器接收到所述激光束时，将所述激光束转化为电能，导通供电电源，以使得所述供电电源通过在所述激光发射器和所述激光接收器之间建立磁耦合谐振回路，实现对电动汽车的无线充电。