[發明專利]一種層疊式電動汽車動態無線充電系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110441877.4
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN112977103A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李建貴;朱郭福;陳晨;李強;劉珊;王隆揚;柯少興;于天琦;王曉藝
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12
• 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: 胡琦旖

本發明屬于電動汽車動態無線充電技術領域，公開了一種層疊式電動汽車動態無線充電系統及其控制方法。系統包括移動側子系統和供電側子系統；供電側子系統包括分段式導軌和控制組件，分段式導軌鋪設在路面的下方，控制組件與分段式導軌連接；移動側子系統包括接收線圈，接收線圈安置在電動汽車的底部；分段式導軌包括多個發射線圈導軌，多個發射線圈導軌采用交替層疊的方式布設，位于下層的發射線圈導軌設置在位于上層的兩個相鄰的發射線圈導軌的切換處。發射線圈導軌包括關機模式、待機模式和功率輸出模式，控制組件根據監測信息調控發射線圈導軌的工作模式。本發明能夠解決電動汽車動態無線充電系統在導軌切換處功率跌落、效率跌落的問題。

技術領域

本發明屬于電動汽車動態無線充電技術領域，更具體地，涉及一種層疊式電動汽車動態無線充電系統及其控制方法。

背景技術

近年來，電動汽車保有量逐漸增加，但目前其續航里程短和充電時間長的問題成為了制約其發展的重要瓶頸。在道路下鋪設能進行無線充電的導軌，讓電動汽車在這種道路上邊充電邊行駛，可解決電動汽車續航里程短這一瓶頸。根據發射線圈結構與鋪設方式的差別，可將充電跑道分為長導軌式和分段導軌式。長導軌式方案抗偏移能力強，但同時也帶來了電磁泄漏、能量損耗嚴重等問題，故現階段動態無線充電導軌多采用分段式導軌結構。

分段式導軌結構采用局域供電方式，電磁泄漏和能量損耗會大大降低。但在實際使用中，為減少分段式發射導軌之間的交叉耦合，相鄰的兩發射線圈導軌之間會存在一定的間距。在電動汽車動態充電過程中，發射系統依據電動汽車實時位置進行導軌切換，而導軌切換時刻通常為原、副線圈偏移量最大的時刻，此時系統會產生較大的漏磁，進而引發漏感現象，導致導軌切換處互感跌落，使得無線充電系統輸出功率最小，傳輸效率最低。

發明內容

本發明通過提供一種層疊式電動汽車動態無線充電系統及其控制方法，解決現有技術中電動汽車動態無線充電系統在導軌切換處功率跌落、效率跌落的問題。

本發明提供一種層疊式電動汽車動態無線充電系統，包括：移動側子系統和供電側子系統；

所述供電側子系統包括分段式導軌和控制組件，所述分段式導軌鋪設在路面的下方，所述控制組件與所述分段式導軌連接；所述移動側子系統包括接收線圈，所述接收線圈安置在電動汽車的底部；

所述分段式導軌包括多個發射線圈導軌，多個所述發射線圈導軌采用交替層疊的方式布設，位于下層的發射線圈導軌設置在位于上層的兩個相鄰的發射線圈導軌的切換處。

優選的，所述分段式導軌包括第一發射線圈導軌陣列和第二發射線圈導軌陣列；所述第一發射線圈導軌陣列包括若干個沿行車方向排布的第一發射線圈導軌，所述第一發射線圈導軌與路面之間的垂直距離為第一距離；所述第二發射線圈導軌陣列包括若干個沿行車方向排布的第二發射線圈導軌，所述第二發射線圈導軌與路面之間的垂直距離為第二距離；所述第二距離大于所述第一距離；相鄰的兩個所述第一發射線圈導軌之間留有第一間距，并構成上層導軌切換區域；所述第二發射線圈導軌的布設位置對應所述上層導軌切換區域，所述第二發射線圈導軌的長度大于所述第一間距。

優選的，所述第一發射線圈導軌和所述第二發射線圈導軌的尺寸相同。

優選的，所述控制組件包括負載監控單元和發射控制單元；

所述負載監測單元用于獲得電流監測信息；所述發射控制單元用于根據所述電流監測信息調控發射線圈導軌的發射功率。

優選的，所述供電子系統還包括：供電電源、電源逆變單元和第一補償網絡單元；

所述供電電源、所述電源逆變單元、所述第一補償網絡單元和所述發射線圈導軌依次連接，所述第一補償網絡單元與所述負載監控單元連接，所述發射控制單元分別與所述負載監控單元、所述電源逆變單元連接。

優選的，所述移動側子系統還包括：第二補償網絡單元、整流單元和輸出負載；