电动汽车动态多级无线充电系统技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车无线充电技术，具体涉及电动汽车动态多级无线充电系统，包括电动汽车和电缆段，包括第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨，n为正整数；充电导轨发射单元和车体接收单元；每节分级导轨内置一个充电导轨发射单元；车体接收单元安装在电动汽车上；该无线充电系统使用便捷、运行可靠、维护成本低、安全高效，通过埋于地下的供电导轨和从地下电缆获取能量的高压取能装置，实现电动汽车充电无需停车和方便高效、不占路面；设计LC震荡电路的工作频率对应于发射功率的最大工作点；通过对导轨的分级设计，使各分级导轨分时段供电，提高供电效率；通过对频率的自跟踪，发射端与接收端始终工作于谐振状态，工作效率高。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车动态多级无线充电系统
本专利技术属于电动汽车无线充电
，尤其涉及电动汽车动态多级无线充电系统。
技术介绍
无线供电技术（无线传能）装置不需要用电缆将设备与供电系统连接，便可以直接对其进行快速充电。加之非接触快速充电能够布置在多种场所，又可以为各种类型的设备提供充电服务，使随时随地充电变为可能。目前，无线传能技术至少包括以下五个方向：电磁感应式、电磁共振式、微波式、超声波式及激光式。其中，共振磁耦合无线电能传输技术的原理是与音叉的共振原理相同。排列在一个磁场中的有相同振动频率的线圈，由于其振动频率特性相同也可以实现能量从一个线圈向另一个线圈的电能传输。特点是传输距离较远、可实现一对多传能，但传输效率偏低，适用于中等功率的中等距离传输。采用无线充电的方式对电动汽车进行充电，对当今迅速发展的电动汽车产业具有重要意义。因此，电动汽车无线充电的研究正不断朝着纵深方向延伸，特别是电动汽车不停车无线供电技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种直接铺设于道路下面的供电导轨，其发射的能量为电动汽车供电的无线充电系统。不仅可以减少电动汽车搭载的电池甚至无需搭载电池组，从而节约了电池的成本，因此大大降低了电动汽车的成本，同时还解决了无线充电系统对路面占用和需要电动汽车停车充电的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：包括电动汽车和电缆段，包括第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨，n为正整数；充电导轨发射单元和车体接收单元；每节分级导轨内置一个充电导轨发射单元；车体接收单元安装在电动汽车上；充电导轨发射单元包括依次连接的高压取能装置、功率控制电路、功率震荡模块和功率发射线圈；以及功率控制电路分别连接的位置检测与处理模块、电流检测与处理模块和异物检测模块；车体接收单元包括依次连接的功率接收线圈、信息监测与信息调制单元、整流稳压模块和车载电池；以及信息监测与调制单元分别连接的接收端通信线圈和锁相环模块；功率发射线圈与功率接收线圈之间进行能量传递；接收端通信线圈实现与位置检测与处理模块和电流检测与处理模块的信息交换；高压取能装置连接电缆段和分级导轨；位置检测与处理模块位于各分级导轨的首端，电流检测与处理模块位于各分级导轨的末端。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，锁相环模块采用CD4046构成的锁相环集成电路；用于实现频率实时自跟踪，使车体接收单元的工作频率始终与充电导轨发射单元保持一致。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨均置于公路地面以下，且采用并联的方式通过高压取能装置从电缆段获取能量。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，功率发射线圈采用矩形阵列形式，置于各分级导轨内。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，功率接收线圈置于电动汽车轮胎中。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，电流检测与处理模块用于检测电动汽车车体充电电流的设定值，低于设定值时，将信号传送至功率控制电路，关闭电动汽车所处位置上一节分级导轨，同时开启下一节分级导轨实现对分级导轨的关闭和开启的控制。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，电动汽车车体充电电流设定值下，电动汽车所处位置上一节分级导轨产生的平均场强与下一节分级导轨的平均场强相等。在上述的电动汽车动态多级无线充电系统中，位置检测与处理模块用于检测电动汽车车体行驶位置，并将信号传送至功率控制电路，实现开启对应分级导轨对电动汽车充电的控制。本专利技术的有益效果是：使用便捷、运行可靠、维护成本低、安全高效。避免了传统有线电能传输过程中产生火花与触电的危险，同时减少器件接触损耗和相应的机械磨损，对恶劣天气与环境的适应性较强。通过埋于地下的供电导轨和从地下电缆获取能量的高压取能装置，实现电动汽车充电无需停车和供能装置的方便高效、不占路面；设计LC震荡电路的工作频率对应于发射功率的最大工作点；通过对导轨的分级设计，使不同导轨分时段供电，提高供电效率；通过接收端由CD4046构成的锁相环电路，实现了对频率的自跟踪，保证发射端与接收端始终工作于谐振状态，提高了工作效率。附图说明图1是本专利技术一个实施例的整体功能示意图；图2是本专利技术一个实施例的具体工作流程示意图；图3是本专利技术一个实施例分级导轨的整体结构示意图；图4是本专利技术一个实施例的锁相环集成电路示意图；其中：1-充电导轨发射单元2-车体接收单元11-高压取能装置21-功率接收线圈12-功率控制电路22-信息监测与调制单元13-功率震荡模块23-整流稳压模块14-位置检测与处理模块24-接收端通信线圈15-电流检测与处理模块25-锁相环模块16-异物检测模块26-车载电池17-功率发射线圈。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的可应用性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“相连”“连接"应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于相关领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本实施例采用如下技术方案：包括电动汽车和电缆段，包括第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨，n为正整数；充电导轨发射单元和车体接收单元；每节分级导轨内置一个充电导轨发射单元；车体接收单元安装在电动汽车上；充电导轨发射单元包括依次连接的高压取能装置、功率控制电路、功率震荡模块和功率发射线圈；以及功率控制电路分别连接的位置检测与处理模块、电流检测与处理模块和异物检测模块；车体接收单元包括依次连接的功率接收线圈、信息监测与信息调制单元、整流稳压模块和车载电池；以及信息监测与调制单元分别连接的接收端通信线圈和锁相环模块；功率发射线圈与功率接收线圈之间进行能量传递；接收端通信线圈实现与位置检测与处理模块和电流检测与处理模块的信息交换；高压取能装置连接电缆段和分级导轨；位置检测与处理模块位于各分级导轨的首端，电流检测与处理模块位于各分级导轨的末端。进一步，锁相环模块采用CD4046构成的锁相环集成电路；用于实现频率实时自跟踪，使车体接收单元的工作频率始终与充电导轨发射单元保持一致。进一步，第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨均置于公路地面以下，且采用并联的方式通过高压取能装置从电缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
电动汽车动态多级无线充电系统，包括电动汽车和电缆段，其特征在于，包括第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨，n为正整数；充电导轨发射单元和车体接收单元；每节分级导轨内置一个充电导轨发射单元；车体接收单元安装在电动汽车上；充电导轨发射单元包括依次连接的高压取能装置、功率控制电路、功率震荡模块和功率发射线圈；以及功率控制电路分别连接的位置检测与处理模块、电流检测与处理模块和异物检测模块；车体接收单元包括依次连接的功率接收线圈、信息监测与信息调制单元、整流稳压模块和车载电池；以及信息监测与调制单元分别连接的接收端通信线圈和锁相环模块；功率发射线圈与功率接收线圈之间进行能量传递；接收端通信线圈实现与位置检测与处理模块和电流检测与处理模块的信息交换；高压取能装置连接电缆段和分级导轨；位置检测与处理模块位于各分级导轨的首端，电流检测与处理模块位于各分级导轨的末端。

【技术特征摘要】
1.电动汽车动态多级无线充电系统，包括电动汽车和电缆段，其特征在于，包括第1节，第2节，第3节……第n节依次连接的分级导轨，n为正整数；充电导轨发射单元和车体接收单元；每节分级导轨内置一个充电导轨发射单元；车体接收单元安装在电动汽车上；充电导轨发射单元包括依次连接的高压取能装置、功率控制电路、功率震荡模块和功率发射线圈；以及功率控制电路分别连接的位置检测与处理模块、电流检测与处理模块和异物检测模块；车体接收单元包括依次连接的功率接收线圈、信息监测与信息调制单元、整流稳压模块和车载电池；以及信息监测与调制单元分别连接的接收端通信线圈和锁相环模块；功率发射线圈与功率接收线圈之间进行能量传递；接收端通信线圈实现与位置检测与处理模块和电流检测与处理模块的信息交换；高压取能装置连接电缆段和分级导轨；位置检测与处理模块位于各分级导轨的首端，电流检测与处理模块位于各分级导轨的末端。2.如权利要求1所述的电动汽车动态多级无线充电系统，其特征在于，锁相环模块采用CD4046构成的锁相环集成电路；用于实现频率实时自跟踪，使车体接收单元的工作频率始终与充电导轨发射单元保持一致。3.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡昌松，郭玮，
申请(专利权)人：武汉珞森源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42