[發明專利]用于電動汽車非接觸線圈旋轉的控制裝置

有效

• 申請號: 201710961751.3
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107839513B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 周成虎;任鵬飛;駱繼明;閆絮
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;B60L53/126;B60L53/60
• 代理公司: 41125 鄭州優盾知識產權代理有限公司
• 代理人: 張紹琳;栗改

本發明提出了一種用于電動汽車非接觸線圈旋轉的控制裝置，包括充電樁控制單元和車載控制單元，充電樁控制單元包括充電樁控制器、第一檢測半球面、第一旋轉驅動裝置、非接觸充電原邊線圈、非接觸充電樁原邊電路和第一無線模塊，第一檢測半球面的外表面上鋪設有若干個探測電感線圈；車載控制單元包括車載控制器、第二檢測半球面、第二旋轉驅動裝置、非接觸充電副邊線圈、非接觸充電副邊電路和第二無線模塊，第二檢測半球面的外表面上鋪設有若干個接收電感線圈。本發明通過檢測不同方位的探測電感線圈和接收電感線圈的最大傳輸電壓，利用它們的空間相對方位和夾角使非接觸充電原邊線圈和非接觸充電副邊線圈進行自動對正，保證傳輸功率的最大化。

技術領域

本發明涉及非接觸供電及自動控制的技術領域，尤其涉及一種用于電動汽車非接觸線圈旋轉的控制裝置。

背景技術

電動汽車傳統供電方式的充電管理是一個耗費心力的事情，充電前需要用供電線纜將充電樁與汽車相連，如果忘記連接供電線纜，則影響下次出行。尤其是在雨雪天氣，室外供電線纜的插頭潮濕，連接供電線纜還要冒著被電擊的危險。與傳統供電方式相比，非接觸充電技術的優越性是顯而易見的。在停車位的地面下安裝供電線圈，非接觸充電電路能夠根據無線反饋情況，自動確定是否向安裝在汽車底盤上的受電線圈提供電能并向汽車電池充電。

目前，世界上有許多科研機構對電動汽車非接觸充電系統進行研究。電動汽車充電系統將一組受電線圈裝置安裝在汽車的底盤上，將另一組供電線圈裝置安裝在地面，當電動汽車停在停車位的供電線圈裝置上方時，供電線圈啟動供電，向受電線圈提供能量，對電動汽車的蓄電池充電，充電完成后切斷供電線圈電源。

使用非接觸充電樁向電動汽車充電的前提是在停車過程中原、副邊線圈位置需要完全對正。眾所周知，線圈不對正會大幅影響充電效率和傳輸功率，而電動汽車充電功率大，即使功率下降1%也是一個可觀的能量損失，因此采用線圈自動移動位置對正的方法更經濟合理。當電動汽車停在充電線圈上的車位時，非接觸充電原邊線圈(L_U)和非接觸充電副邊線圈(L_V)相對放置由自動對正調節系統調節到水平方向x軸和y軸完全對正。非接觸充電原邊線圈L_U和非接觸充電副邊線圈L_V沿x、y、z三個坐標軸移動的示意圖如圖1所示。

要實現非接觸供電系統的原、副邊線圈對正需要對其精確地定位，對其定位的精度需要在厘米級別才可以實現精確的定位檢測系統。眾所周知，衛星定位系統的定位精度在幾米以上，使用物聯網的短距離無線定位通信系統的精度大概在1米左右。這些定位方法均無法準確定位非接觸供電系統的原、副邊線圈所處的空間相對位置。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出用于電動汽車非接觸線圈旋轉的控制裝置，通過設置不同方位的探測電感線圈和接收電感線圈，通過查找傳送功率較大的探測電感線圈和接收電感線圈的方位調整非接觸供電系統的原、副邊線圈所處的空間相對方位和夾角，根據這個夾角進行旋轉實現非接觸供電系統的原、副邊線圈的精確定位和對正，實現充電的傳輸功率最大化。