一种无线充电控制系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种无线充电控制系统，其包括发射子系统和接收子系统。其中所述发射子系统包括电性连接的电源输入端、有源功率因素校正电路、发射端电流转换模块、发射线圈、发射端控制器以及发射端通信模块；所述接收子系统包括接收线圈、接收端电流转换模块、电池负载、接收端控制器以及接收端通信模块。

【技术实现步骤摘要】
一种无线充电控制系统
本专利技术涉及电动汽车用充电
，特别是，一种电动汽车的充电控制系统。
技术介绍
随着社会的发展，环境问题日益严重，清洁能源的开发利用，日益受到重视。这其中，电能的应用更是获得了广泛的应用。众所周知，汽车尾气排放，是环境污染的一个重要来源。因此，为了改善汽车的排放问题，业界也加大了电动汽车的研发和推广。而随着电动汽车的发展，其充电问题越来越凸显，传统有线充电方式使得电动汽车在充电方式上存在很多弊端。具体来讲，有线充电方式需要建立充电桩，这就需要占用很大的空间；而且，充电桩之间也不容易实现通用。而且充电桩采用的导线插拔方式，存在导线随着插拔次数的增加而会导致线索磨损、充电插头接触不良的问题，一旦遇到下雨天气，这些问题势必影响充电操作的安全。而无线充电方式，则正好能够完全解决有线充电方式的弊端。无线充电方式的充电桩，其设计为埋藏在地面下，与地面齐平，因此不占用空间，同时通过软件协议可以实现无线充电桩的通用，由于不用导线连接，充电功能仅通过人机界面触发充电功能，因此，不存在充电电缆磨损、阴雨天气漏电等安全问题。但是无线充电技术存在发射线圈和接收线圈之间的耦合问题，其耦合系数与传统的变压器不一样，变比（发射电压和接收电压二者比值）随着发射线圈和接收线圈的空间位置的相对变化，其值也是变化的，具体可以是从0.5~2之间变化。因而，如果发射电压采用400V发射，则接收电压可能从200V到800V之间变化，这将使接收端控制器很难工作，同时由于电压的变化范围较大，这就使得控制器中使用的元器件选型要选用1200V级别耐压值，如此也就使得系统成本很高。因此，在如何控制发射电压和接收电压的耦合问题，使得接收电压不因发射线圈和接收线圈空间位置的变化而变化，是目前业界研发的一个重要的无线充电控制技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无线充电控制系统，其能够对其发射端发射电压和接收端的接收电压间的耦合系数进行动态自适应调节，从而稳定控制接收电压的工作电压的数值。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无线充电控制系统，其包括发射子系统和接收子系统。其中所述发射子系统包括电性连接的电源输入端、有源功率因素校正电路、发射端电流转换模块、发射线圈、发射端控制器以及发射端通信模块。所述接收子系统包括接收线圈、接收端电流转换模块、电池负载、接收端控制器以及接收端通信模块。其中所述发射子系统的电源输入端连接电源，所述有源功率因素校正电路工作，经所述发射端电流转换模块，所述发射线圈的输出电能，在所述发射端控制器的控制下，输出占空比逐步增大的驱动脉冲，所述接收子系统的接收端控制器检测所述接收线圈的输出电压，并通过接收端通信模块将数据传递给所述发射端通信模块，所述发射子系统的发射端控制器调节有源功率因素校正电路进而调节所述发射端的电流转换模块的输出，从而调节所述发射线圈的输出。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射端电流转换模块包括发射端直流转直流模块（DC-DC），用于将所述有源功率因素校正电路（PFC）的输出电压通过所述发射端控制器实现特定输出电压的调节。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射端电流转换模块包括发射端直流转交流模块（DC-AC），其与所述发射端直流转直流模块连接，用于将直流电压转化为高频交变电压施加于所述发射线圈上。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射子系统还包括发射电路工作电流采样模块，用于为所述发射端控制器提供给所述发射端直流转交流模块的工作电流，提供过流保护。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射子系统还包括继电器，用于当所述发射端控制器判断所述发射端直流转交流模块出现故障时，切断所述有源功率因素校正电路对所述发射端直流转直流模块（DC-DC）的供电。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射子系统还包括人机界面模块，其与所述发射端控制器连接，用于接收外部指令，并传递给所述发射端控制器。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射子系统的通信模块包括发射端CAN通信模块，用于所述人机界面和发射端控制器之间的通信。进一步的，在不同实施方式中，其中所述接收子系统包括接收电路工作电流采样模块，用于检测所述接收线圈输出的工作电流，从而为所述接收端控制器提供相应的数值。进一步的，在不同实施方式中，其中所述接收端通信模块包括接收端CAN通信模块，其采用高压隔离方案，用于与所述负载电池的电池管理系统进行通信。进一步的，在不同实施方式中，其中所述发射端通信模块和所述接收端通信模块包括无线通信模块。例如，双模WIFI模块，用于两者间的数据交换。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术涉及的一种无线充电控制系统，其通过调节发射线圈的电压和发射线圈的工作占空比，实现发射电压和接收电压的耦合系数动态自适应调节。具体为通过调节发射线圈的工作电压实现工作电压在预设数值范围内的变化。通过调节发射线圈工作的占空比实现在某一个具体工作电压下0V至给定电压范围内的调节。如此，即使发射线圈和接收线圈二者电压的变比随着发射线圈和接收线圈的空间位置变化，比如从0.5~2之间变化，接收电压依然可以通过本专利技术涉及的技术恒定控制工作电压，比如400V。附图说明图1为本专利技术涉及的一个实施方式提供的一种无线充电控制系统的发射子系统的逻辑结构框图；图2为本专利技术涉及的一个实施方式提供的一种无线充电控制系统的接收子系统的逻辑结构框图；图3为本专利技术涉及的所述无线充电控制系统的发射和接收子系统间的闭环控制逻辑结构图。图1、2中的附图标记说明如下。具体实施方式以下将结合说明书附图对本专利技术涉及的一种无线充电控制系统的技术方案作进一步的详细说明。本专利技术的一个实施方式，提供了一种可用于电动汽车充电的无线充电控制系统，其包括发射子系统和接收子系统。如图1所示，其中所述发射子系统包括电源输入端1、有源功率因素校正电路（PFC）2、继电器（K1）3、发射端直流转直流模块（DC-DC）4、发射电路工作电流采样模块5、发射端直流转交流模块（DC-AC）6、发射线圈7、发射端控制器8、发射端CAN通信模块9、人机界面10、发射端无线通信模块11。其中所述的电源输入端1，用于本专利技术涉及的所述系统从民用电上取电。所述的有源功率因素校正电路（PFC）2，用于将交流输入的220V±20%转换为恒定的360V~400V直流电压。所述继电器（K1）3，用于当所述发射端控制器8判断所述直流转交流模块（DC-AC）6出现故障时，切断有源功率因素校正电路（PFC）2对所述直流转直流模块（DC-DC）4的供电。进一步的，所述直流转直流模块（DC-DC）4，用于将有源功率因素校正电路（PFC）2的输出电压经所述发射端控制器8可以实现特定输出电压的调节，例如，直流200V至400V范围内调节。所述发射电路工作电流采样模块5，用于为所述发射端控制器8提供直流转交流模块（DC-AC）6的工作电流，提供过流保护。所述直流转交流模块（DC-AC）6，用于将直流电压转化为高频交变电压施加于所述发射线圈7上。进一步的，所述的发射线圈7，在所述直流转交流模块（DC-AC）6施加的高频电压作用下，将实现电能向磁能的转化。从而实现能量的无线发射。所述发射端控制器8，用于处理所述发射子系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电控制系统；其特征在于，其包括发射子系统和接收子系统；其中所述发射子系统包括电性连接的电源输入端、有源功率因素校正电路、发射端电流转换模块、发射线圈、发射端控制器以及发射端通信模块；所述接收子系统包括接收线圈、接收端电流转换模块、电池负载、接收端控制器以及接收端通信模块；其中所述发射子系统的电源输入端连接电源，所述有源功率因素校正电路工作，经所述发射端电流转换模块，所述发射线圈的输出电能，在所述发射端控制器的控制下，输出占空比逐步增大的驱动脉冲，所述接收子系统的接收端控制器检测所述接收线圈的输出电压，并通过接收端通信模块将数据传递给所述发射端通信模块，所述发射子系统的发射端控制器调节有源功率因素校正电路进而调节所述发射端的电流转换模块的输出，从而调节所述发射线圈的输出。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电控制系统；其特征在于，其包括发射子系统和接收子系统；其中所述发射子系统包括电性连接的电源输入端、有源功率因素校正电路、发射端电流转换模块、发射线圈、发射端控制器以及发射端通信模块；所述接收子系统包括接收线圈、接收端电流转换模块、电池负载、接收端控制器以及接收端通信模块；其中所述发射子系统的电源输入端连接电源，所述有源功率因素校正电路工作，经所述发射端电流转换模块，所述发射线圈的输出电能，在所述发射端控制器的控制下，输出占空比逐步增大的驱动脉冲，所述接收子系统的接收端控制器检测所述接收线圈的输出电压，并通过接收端通信模块将数据传递给所述发射端通信模块，所述发射子系统的发射端控制器调节有源功率因素校正电路进而调节所述发射端的电流转换模块的输出，从而调节所述发射线圈的输出；所述接收线圈的接收电压超过设计的值时，则所述发射端控制器根据接收到电压参数反馈，优先降低发射端的直流转直流模块(DC-DC)的输出电压，同时结合调整发射端的直流转交流模块(DC-AC)输出的占空比，二者协调调整接收线圈接收电压，并等待接收系统反馈回来的接收电压参数，最终直至接收电压满足设计要求；所述接收线圈接收电压小于设计的值时，则所述发射端控制器根据接收到电压参数反馈，优先增加发射端的直流转直流模块(DC-DC)的输出电压，同时结合调整发射端的直流转交流模块(DC-AC)输出的占空比，二者协调调整接收线圈接收电压，并等待接收系统反馈回来的接收电压参数，最终直至接收电压满足设计要求。2.根据权利要求1所述的一种无线充电控制系统，其特征在于：其中所述发射端电流转换模块包括发射端直流转直流模块(DC...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱得亚，吴文钦，
申请(专利权)人：朱得亚，吴文钦，
类型：发明
国别省市：安徽;34