[發明專利]電動汽車動態多級無線充電系統

在審

• 申請號: 201710078659.2
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106787249A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蔡昌松;郭瑋
• 申請（專利權）人: 武漢珞森源科技有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J7/00;B60L11/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 彭艷君

本發明涉及電動汽車無線充電技術，具體涉及電動汽車動態多級無線充電系統，包括電動汽車和電纜段，包括第1節，第2節，第3節……第n節依次連接的分級導軌，n為正整數；充電導軌發射單元和車體接收單元；每節分級導軌內置一個充電導軌發射單元；車體接收單元安裝在電動汽車上；該無線充電系統使用便捷、運行可靠、維護成本低、安全高效，通過埋于地下的供電導軌和從地下電纜獲取能量的高壓取能裝置，實現電動汽車充電無需停車和方便高效、不占路面；設計LC震蕩電路的工作頻率對應于發射功率的最大工作點；通過對導軌的分級設計，使各分級導軌分時段供電，提高供電效率；通過對頻率的自跟蹤，發射端與接收端始終工作于諧振狀態，工作效率高。

技術領域

本發明屬于電動汽車無線充電技術領域，尤其涉及電動汽車動態多級無線充電系統。

背景技術

無線供電技術（無線傳能）裝置不需要用電纜將設備與供電系統連接，便可以直接對其進行快速充電。加之非接觸快速充電能夠布置在多種場所，又可以為各種類型的設備提供充電服務，使隨時隨地充電變為可能。

目前，無線傳能技術至少包括以下五個方向：電磁感應式、電磁共振式、微波式、超聲波式及激光式。

其中，共振磁耦合無線電能傳輸技術的原理是與音叉的共振原理相同。排列在一個磁場中的有相同振動頻率的線圈，由于其振動頻率特性相同也可以實現能量從一個線圈向另一個線圈的電能傳輸。特點是傳輸距離較遠、可實現一對多傳能，但傳輸效率偏低，適用于中等功率的中等距離傳輸。

采用無線充電的方式對電動汽車進行充電，對當今迅速發展的電動汽車產業具有重要意義。因此，電動汽車無線充電的研究正不斷朝著縱深方向延伸，特別是電動汽車不停車無線供電技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種直接鋪設于道路下面的供電導軌，其發射的能量為電動汽車供電的無線充電系統。不僅可以減少電動汽車搭載的電池甚至無需搭載電池組，從而節約了電池的成本，因此大大降低了電動汽車的成本，同時還解決了無線充電系統對路面占用和需要電動汽車停車充電的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：包括電動汽車和電纜段，包括第1節，第2節，第3節……第n節依次連接的分級導軌，n為正整數；充電導軌發射單元和車體接收單元；每節分級導軌內置一個充電導軌發射單元；車體接收單元安裝在電動汽車上；充電導軌發射單元包括依次連接的高壓取能裝置、功率控制電路、功率震蕩模塊和功率發射線圈；以及功率控制電路分別連接的位置檢測與處理模塊、電流檢測與處理模塊和異物檢測模塊；車體接收單元包括依次連接的功率接收線圈、信息監測與信息調制單元、整流穩壓模塊和車載電池；以及信息監測與調制單元分別連接的接收端通信線圈和鎖相環模塊；功率發射線圈與功率接收線圈之間進行能量傳遞；接收端通信線圈實現與位置檢測與處理模塊和電流檢測與處理模塊的信息交換；高壓取能裝置連接電纜段和分級導軌；位置檢測與處理模塊位于各分級導軌的首端，電流檢測與處理模塊位于各分級導軌的末端。

在上述的電動汽車動態多級無線充電系統中，鎖相環模塊采用CD4046構成的鎖相環集成電路；用于實現頻率實時自跟蹤，使車體接收單元的工作頻率始終與充電導軌發射單元保持一致。

在上述的電動汽車動態多級無線充電系統中，第1節，第2節，第3節……第n節依次連接的分級導軌均置于公路地面以下，且采用并聯的方式通過高壓取能裝置從電纜段獲取能量。

在上述的電動汽車動態多級無線充電系統中，功率發射線圈采用矩形陣列形式，置于各分級導軌內。

在上述的電動汽車動態多級無線充電系統中，功率接收線圈置于電動汽車輪胎中。

在上述的電動汽車動態多級無線充電系統中，電流檢測與處理模塊用于檢測電動汽車車體充電電流的設定值，低于設定值時，將信號傳送至功率控制電路，關閉電動汽車所處位置上一節分級導軌，同時開啟下一節分級導軌實現對分級導軌的關閉和開啟的控制。