技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能量和信息雙向無(wú)線傳輸?shù)姆椒ǎ瑢儆跓o(wú)線傳輸領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著自然資源的消耗和技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)的使用在將來(lái)必將成為一種趨勢(shì)。V2G(Vehicle-to-grid)描述的是這樣一個(gè)系統(tǒng)：當(dāng)混合電動(dòng)車(chē)或是純電動(dòng)車(chē)在不運(yùn)行的時(shí)候，通過(guò)聯(lián)接到電網(wǎng)的電動(dòng)馬達(dá)將能量傳輸給電網(wǎng)，反過(guò)來(lái)，當(dāng)電動(dòng)車(chē)的電池需要充電時(shí)，電流可以從電網(wǎng)中提取出來(lái)給到電池。然而，傳統(tǒng)的V2G的實(shí)現(xiàn)采用插拔式充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)，存在不安全、易老化、不便捷等問(wèn)題。因此，無(wú)線能量傳輸在電動(dòng)汽車(chē)電池充電領(lǐng)域的應(yīng)用極大地提高了智能化水平。隨著無(wú)線能量傳輸技術(shù)的發(fā)展，為進(jìn)一步提高自動(dòng)化水平，如何在負(fù)載與電源之間實(shí)現(xiàn)能量的雙向無(wú)線傳輸?shù)耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的雙向無(wú)線傳輸技術(shù)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。因此，有必要提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)和方法來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有無(wú)線傳輸技術(shù)無(wú)法在實(shí)現(xiàn)能量雙向傳輸?shù)耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)信息雙向傳輸?shù)膯?wèn)題，提供了一種能量和信息雙向無(wú)線傳輸?shù)姆椒ā?/p>

本發(fā)明所述能量和信息雙向無(wú)線傳輸?shù)姆椒ǎ摲椒ɑ跓o(wú)線傳輸裝置實(shí)現(xiàn)，所述無(wú)線傳輸裝置包括網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置和負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置，網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置的電信號(hào)輸入端與電網(wǎng)的電信號(hào)輸出端耦合連接，網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置與負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置通過(guò)磁耦合方式無(wú)線連接，負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置連接負(fù)載；

所述網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置包括第一DC/DC變換電路、第一變換器、第一諧振電路、第一控制器和第一信號(hào)識(shí)別電路；負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置包括第二DC/DC變換電路、第二變換器、第二諧振電路、第二控制器和第二信號(hào)識(shí)別電路；

無(wú)線傳輸方法的具體過(guò)程為：當(dāng)電網(wǎng)接收電能時(shí)，第一控制器將識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第一DC/DC變換電路，第一控制器同時(shí)將變頻開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第一變換器，第一諧振電路將第一DC/DC變換電路接收的識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)與電網(wǎng)提供的電能相疊加，并轉(zhuǎn)換成能在空氣介質(zhì)中傳輸?shù)拇拍芰浚瑫r(shí)將磁能量通過(guò)無(wú)線傳輸至負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置；負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置中的第二諧振電路將無(wú)線接收的磁能量轉(zhuǎn)換成交流電信號(hào)，第二信號(hào)識(shí)別電路對(duì)該交流電信號(hào)進(jìn)行識(shí)別獲取識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)，并將此識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第二控制器，第二控制器根據(jù)接收的識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)識(shí)別電網(wǎng)的充電需求，將電網(wǎng)充電控制信號(hào)輸出至第二變換器和第二DC/DC變換電路；

當(dāng)負(fù)載接收電能時(shí)，第二控制器將識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第二DC/DC變換電路，第二控制器同時(shí)將變頻開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第二變換器，第二諧振電路將第二DC/DC變換電路接收的識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)與負(fù)載提供的電能相疊加，并轉(zhuǎn)換成能在空氣介質(zhì)中傳輸?shù)拇拍芰浚瑫r(shí)將磁能量通過(guò)無(wú)線傳輸至網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置；網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置中的第一諧振電路將無(wú)線接收的磁能量轉(zhuǎn)換成交流電信號(hào)，第一信號(hào)識(shí)別電路對(duì)該交流電信號(hào)進(jìn)行識(shí)別獲取識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)，并將此識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出至第一控制器，第一控制器根據(jù)接收的識(shí)別碼開(kāi)關(guān)信號(hào)識(shí)別負(fù)載的充電需求，將負(fù)載充電控制信號(hào)輸出至第一變換器和第一DC/DC變換電路。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提供的能量和信息雙向無(wú)線傳輸?shù)姆椒ㄅc傳統(tǒng)的無(wú)線能量傳輸方法相比，采用將信號(hào)作為開(kāi)關(guān)信號(hào)以疊加于傳輸?shù)碾娔苤羞M(jìn)行信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載與電源之間能量及信息的雙向無(wú)線傳輸，進(jìn)一步提高了自動(dòng)化水平，通過(guò)向電網(wǎng)回饋能量解決了用電高峰期對(duì)電量匱乏的問(wèn)題，并且避免了電量回饋至電網(wǎng)，避免了能源的浪費(fèi)。

本發(fā)明是能量與信息雙向半雙工無(wú)線傳輸，能夠在保證恒功率無(wú)線能量傳輸?shù)幕A(chǔ)上，疊加控制信息，利用電磁載波方式，實(shí)現(xiàn)信息載波，在實(shí)現(xiàn)能量傳輸?shù)耐瑫r(shí)，完成信息解碼。本發(fā)明最大優(yōu)勢(shì)在于：在傳輸信息的過(guò)程中，完全不影響系統(tǒng)功率的傳輸，即：能夠?qū)崿F(xiàn)恒功率無(wú)線傳輸。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述能量和信息雙向無(wú)線傳輸裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明所述能量和信息雙向無(wú)線傳輸裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是負(fù)載接收電能時(shí)對(duì)負(fù)載類型進(jìn)行識(shí)別的開(kāi)關(guān)及電壓波形圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述能量和信息雙向無(wú)線傳輸?shù)姆椒ǎ摲椒ɑ跓o(wú)線傳輸裝置實(shí)現(xiàn)，所述無(wú)線傳輸裝置包括網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置1和負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置2，網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置1的電信號(hào)輸入端與電網(wǎng)的電信號(hào)輸出端耦合連接，網(wǎng)側(cè)無(wú)線能量裝置1與負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置2通過(guò)磁耦合方式無(wú)線連接，負(fù)載側(cè)無(wú)線能量裝置2連接負(fù)載；