[發(fā)明專利]一種無線充電系統(tǒng)及控制方法

有效

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• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112165180B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發(fā)明（設計）人: 王震坡;鄧鈞君;馮智;王碩
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;H02J50/90;H02J50/60;H02J50/80;B08B1/00;H02K7/06;H02K7/116;B60L53/124;B60L53/38;B60L53/66
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

本發(fā)明提供一種無線充電系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)包括：無線充電接收裝置和無線充電發(fā)射裝置，無線充電發(fā)射裝置包括：發(fā)射線圈箱體、升降裝置、旋轉裝置、平移裝置和清掃裝置；所述發(fā)射線圈箱體用于采用電磁感應原理通過線圈產(chǎn)生磁場；所述升降裝置用于帶動所述發(fā)射線圈箱體升降；所述旋轉裝置用于帶動所述發(fā)射線圈箱體和所述升降裝置水平轉動；所述平移裝置用于帶動所述發(fā)射線圈箱體、所述升降裝置和所述旋轉裝置水平移動；所述清掃裝置用于清掃所述發(fā)射線圈箱體表面的異物，不僅能夠實現(xiàn)準確對準無線充電發(fā)射裝置和無線充電接收裝置，提高充電效率，還能夠清掃所述發(fā)射線圈箱體表面的異物，降低無線充電系統(tǒng)成本。

技術領域

本發(fā)明涉及無線充電技術領域，特別是涉及一種無線充電系統(tǒng)及控制方法。

背景技術

無線充電(Wireless Power Transfer,WPT)技術由于其方便、安全等優(yōu)點近年來受到越來越多的關注，廣泛應用于生物醫(yī)用植入體、消費類電子產(chǎn)品、水下負載、電動汽車等領域。在電動汽車應用技術領域，無線充電技術還能實現(xiàn)全自動充電過程和動態(tài)充電的過程。其中全自動充電是無人駕駛汽車中能源交互無人化的技術基礎，而動態(tài)充電可以減少電池數(shù)量甚至只用超級電容器供電，也是目前解決電動汽車動力電池能量密度有限這一關鍵技術難題的有效方法。目前的無線充電系統(tǒng)對原、副邊的對齊要求較高，其傳輸效率會隨著發(fā)射線圈與接收線圈在水平方向上錯位的增大而減小。固定式的無線充電系統(tǒng)需要司機在停車時能夠比較精確地停在規(guī)定位置，即使駕駛技術較好，往往也需要反復調(diào)整才能到達指定位置。固定高度的發(fā)射端顯然也難以滿足對于不同底盤高度車輛的通用性需求。此外，電動汽車無線充電系統(tǒng)的功率很大，可以達到數(shù)千瓦甚至數(shù)十千瓦。而且無線充電系統(tǒng)往往布置于室外，在發(fā)射板端表面可能會存在硬幣、易拉罐等金屬異物以及野生動物等活體異物。在很強的高頻磁場作用下，金屬異物中會出現(xiàn)很強的渦流并產(chǎn)生大量熱量，其溫度將會升高甚至融化，容易引起火災等安全事故。活體生物在其中的強磁場作用下也可能會受到傷害。

例如：專利CN209616904U提出了汽車無線充電的充電裝置，包括無線充電發(fā)射機構、停車臺、能夠使得無線充電發(fā)射機構在停車臺下方自由移動的位移調(diào)整裝置、定位汽車無線充電接收線圈位置并控制位移調(diào)整裝置將無線充電發(fā)射機構移動到位的位移控制系統(tǒng)和停車臺。無線充電發(fā)射機構與電網(wǎng)電連接，停車臺中部設有可供無線充電發(fā)射機構升降和位移的開孔，位移調(diào)整裝置和位移控制系統(tǒng)位于停車臺下方。但該方案無法去除裝置表面可能存在的異物；對于水平位移的調(diào)節(jié)只能在左右方向調(diào)節(jié)，缺少一個運動自由度；旋轉裝置上的升降裝置放置不合理，轉動以調(diào)整角度的同時會引起水平位置的改變，難以實現(xiàn)準確定位。

專利CN210309955U提出了一種電動汽車全自動無線充電裝置，包括發(fā)射裝置和接收裝置：所述發(fā)射裝置包括固定在地面的充電樁；所述安裝板遠離氣缸的一側固定設置有指示燈和發(fā)射板，所述發(fā)射板中固定貫穿設置有發(fā)射盤，所述旋轉電機的輸出端固定設置有轉桿一，所述轉桿一和轉桿二靠近過濾網(wǎng)的一側均固定設置有多個散熱葉片；所述凹型塊靠近觸發(fā)桿的內(nèi)側面設置有集成開關條，所述集成開關條分別和氣缸、指示燈和旋轉電機電性連接；所述接收裝置包括設置在電動汽車車頂上的接收盤。但該方案實現(xiàn)的自由度較少，調(diào)節(jié)范圍小，不能解決停車位置不準確的問題，難以保證充電過程的高效進行；控制過程需要額外的傳感器，增加成本。

專利CN 109050306A提出一種智能自主定位和充電的車輛無線充電系統(tǒng)，包括了無線能量發(fā)送裝置和無線能量接收裝置，兩者通過諧振耦合方式進行電能的傳輸；無線能量發(fā)射裝置包括底盤、發(fā)射及控制電路、定位信號接收模塊、點擊驅動模塊和微處理器，無線能量接收裝置依靠定位信號發(fā)生器發(fā)送的信號實現(xiàn)初步定位，借助于無線能量功率檢測裝置來調(diào)整小車位置實現(xiàn)精確定位。但該方案不能實現(xiàn)發(fā)射端的升降和旋轉，自由度較少，調(diào)節(jié)范圍有限；也不能實現(xiàn)發(fā)射端表面的清掃；以接收端功率為控制參數(shù)，檢測電路復雜，成本較高。