[發明專利]一種電動汽車蜂窩式無線充電樁

有效

• 申請號: 201410730680.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104362714A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 馬浩;周志堅;陳凡明;楊勇;呂昭家;楊寧;李青
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山東省電力公司濟南供電公司;山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;B60L11/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 趙佳民

技術領域

本發明涉及電動汽車充電樁領域，尤其涉及一種電動汽車蜂窩式無線充電樁。

背景技術

電動汽車充電站是指為電動汽車充電的站點，與現在的加油站相似。隨著低碳經濟成為我國經濟發展的主旋律，電動汽車作為新能源戰略和智能電網的重要組成部分，以及國務院確定的戰略性新興產業之一，必將成為今后中國汽車工業和能源產業發展的重點。當前電動汽車主要的充電方式有普通充電的充電樁、快速充電的充電站及可更換電池的換電站。但是這三種方式都有一定的弊端，但共同缺陷在于：有線連接的共同標準問題。普通充電方式多為交流充電，一次需要八到十個小時才能充滿，這將大量占用充電等待時間，增大充電站建設規模。快速充電方式多為直流充電，一次充電需要幾十分鐘，而快速充電會降低電池的使用壽命，而且對城市電網的沖擊不可忽視。而更換電池的方式主要面臨的問題有電池的電動汽車的標準化、電池的流通管理問題等等。隨著無線充電技術的發展，人們逐漸將目光放在無線充電技術，通過電磁感應耦合原理，實現電能的近距離無線傳輸，實現電動汽車在車庫、停車位甚至路邊的充電樁的方便靈活充電，但現有磁能發射線圈存在磁場不均衡，只是在線圈中央位置磁場強度大，周邊磁場強度下，電動汽車接收線圈必須正對與線圈中心才能高效充電。

發明內容

為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種充電靈活、高效的電動汽車蜂窩式無線充電樁。

為實現上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種電動汽車蜂窩式無線充電樁，包括：

無線發送端，包括充電樁供電端，所述供電端與三相電網電纜連接，且每相電纜均通過整流濾波器、DC-DC轉換器、高頻逆變器與N個發射線圈連接，記三相電纜所連接發射線圈分別為A相發射線圈、B相發射線圈和C相發射線圈，則共3N個發射線圈，所述3N個發射線圈呈蜂窩狀均布在無線發射盤內，且A相發射線圈、B相發射線圈和C相發射線圈兩兩相鄰分布，三相發射線圈中心連線呈正三角形；

無線接收端，包括接收線圈，所述接收線圈分別設置在電動汽車底盤和頂部，與無線發射盤位置對應，將接收到的高頻電磁信號經高頻降壓變壓器降壓、整流濾波器整流濾波后輸出至電動汽車工作電池。

所述無線發射盤還設有位置傳感器，采集接收線圈位置信息，所述位置傳感器、DC-DC轉換器和高頻逆變器均與DSP控制器連接。

更進一步的，該充電樁頂端還設有機械臂及機械手，由DSP控制器控制的三軸電機驅動，機械手與無線發射盤固定連接。

更進一步的，所述接收線圈由單匝無緣諧振器與多匝感應線圈共同組成，所述單匝無緣諧振器并聯有耐高壓金屬薄膜電容，所述多匝感應線圈串聯有耐高壓金屬薄膜電容，多匝感應線圈平鋪在高導磁鐵氧體平板上。

更進一步的，所述C相發射線圈的螺旋方向與A相發射線圈、B相發射線圈螺旋方向相反。

更進一步的，所述電動汽車車載控制器監測工作電池工作狀態，并與DSP控制器進行無線通訊，將工作電池狀態發送給DSP控制器，DSP控制器計算工作電池所需電量及充電開啟、停止。

更進一步的，所述無線發射盤為錳鋅高導磁材料制成的盤狀結構，其除無線接收線圈對應面外的其他側面均覆蓋有電磁絕緣層。

更進一步的，所述DSP控制器連接有液晶顯示器，顯示當前充電電量、單價及消費金額。

更進一步的，所述DSP控制器還連接有CAN通信單元和以太網通信單元，以便于與外部，例如充電樁控制平臺、電動汽車或其他充電樁進行數據通信。

有益效果：（1）本發明提供的電動汽車無線充電樁避免了有線充電的缺陷，同時在電動汽車底盤和頂部設置無線接收線圈，大大提高了無線傳輸效率；無線發射線圈設置在地面和機械手上，而機械手通過機械臂實現距離調節，并且充電樁可以根據需要設置多個機械臂，同時實現多個電動汽車的充電；（2）將該無線充電樁安裝在車庫或停車場，使電動汽車在停車時進行充電，避免了等待時間；（3）本發明采用蜂窩狀無線發射線圈使高能磁場能量集中在無線接收線圈附近，保證無線接收線圈較大范圍內可靠磁能接收，而并非集中在線圈中心位置，因此提高了無線傳輸效率。

附圖說明

圖1為本發明提供的無線充電樁結構示意圖。

圖2為本發明提供的無線充電樁無線發送端電路原理圖。

圖3為本發明提供的無線充電樁蜂窩狀無線接收線圈結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1、2、3所示，一種電動汽車蜂窩式無線充電樁1，包括：