基于无线电能传输的电动汽车充电系统技术方案

基于无线电能传输的电动汽车充电系统，包括充电桩、无线电能接收装置；所述充电桩包括升降控制部分、自动对位装置、无线电能发射装置。所述升降控制部分包括信号采集模块、第一信号处理模块、第一微处理器、第一驱动模块、第一执行模块、第二执行模块。所述自动对位装置由信号发射系统与系统接收系统组成。所述无线电能发射装置包括供电端口、第一整流器、第一DC‑DC变换器、高频逆变器、发射线圈、有线直流充电模块、有线交流充电模块。所述无线电能接收装置包括接收线圈、第二整流器、第二DC‑DC变换器、电池接入端口。本发明专利技术采用风光互补发电系统作为该电动汽车充电桩的供电电源，解决了风光互补系统等新能源发电系统输出的发电电压较低的问题。

Electric vehicle charging system based on radio energy transmission

The electric vehicle charging system based on radio energy transmission includes charging pile and radio energy receiving device, and the charging pile includes lifting control part, automatic contraposition device and radio energy transmitting device. The lifting control part comprises a signal acquisition module, a first signal processing module, a first microprocessor, a first drive module, a first execution module and a second execution module. The automatic counterposition device is composed of a signal transmitting system and a system receiving system. The radio transmitting device comprises a power supply port, a first rectifier, the first DC DC converter, high frequency inverter, cable transmitting coil and DC charging module, AC charging cable module. The wireless power receiving device comprises a receiving coil, second rectifier, DC converter, DC second battery access port. The wind and solar complementary power generation system is used as the power supply of the electric vehicle charging pile, which solves the problem of low generation voltage output of the new energy generation system such as wind and solar complementary system.

【技术实现步骤摘要】
基于无线电能传输的电动汽车充电系统
本专利技术涉及一种电动汽车充电桩，具体是一种基于无线电能传输的电动汽车充电系统。
技术介绍
随着化石能源枯竭与环境的污染日益严重，世界各国纷纷将目标转移到新能源的开发与运用上来，风光互补发电系统作为一种优秀的新能源发电系统也受到广大的注目；同时，电动汽车作为新能源运用的优秀产品，如何将风光互补发系统用于电动汽车充电，以及如何高效，安全的对电动汽车进行充电，也成为日益被关注的话题。故研究一款用于风光互补发电系统的电动汽车无线充电桩将十分重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于无线电能传输的电动汽车充电系统，采用风光互补发电系统作为该电动汽车充电桩的供电电源，解决了风光互补系统等新能源发电系统输出的发电电压较低的问题。本专利技术采取的技术方案为：基于无线电能传输的电动汽车充电系统，包括充电桩、无线电能接收装置；所述充电桩包括升降控制部分、自动对位装置、无线电能发射装置。所述升降控制部分包括信号采集模块、第一信号处理模块、第一微处理器、第一驱动模块、第一执行模块、第二执行模块。信号采集模块的输出端与第一信号处理模块的输入端连接，第一信号处理模块输出端与第一微处理器输入端连接，第一微处理器的输出端与第一驱动模块的输入端连接，第一驱动模块输出端分别与第一执行模块的输入端和第二执行模块的输入端连接。所述自动对位装置由信号发射系统与系统接收系统组成，信号发射系统包括红外发射模块，系统接收系统包括红外接收模块、第二信号处理模块、第二微处理器、第二驱动模块。红外发射模块的输出端与红外接收模块的输入端连接，红外接收模块的输出端与第二信号处理模块输入端连接，第二信号处理模块输出端与第二微处理器输入端连接，第二微处理器9输出端与第二驱动模块输入端连接。所述无线电能发射装置包括供电端口、第一整流器、第一DC-DC变换器、高频逆变器、发射线圈、有线直流充电模块、有线交流充电模块。供电端口输出端与第一整流器输入端连接，第一整流器输出端与第一DC-DC变换器输入端连接，第一DC-DC变换器输出端分别与高频逆变器、有线直流充电模块、有线交流充电模块输入端连接；高频逆变器输出端与发射线圈输入端连接。所述无线电能接收装置包括接收线圈、第二整流器、第二DC-DC变换器、电池接入端口。接收线圈输出端与第二整流器输入端连接，第二整流器输出端与第二DC-DC变换器输入端连接，第二DC-DC变换器输出端与电池接入端口连接。所述充电桩还包括升降门、六个滑轮，六个滑轮放置于无线电能发射装置下方，左右各一个，前后各两个，每一个滑轮下方设置有滑轮扣锁，滑轮连接第二驱动模块。所述第一执行模块，对升降门升降进行控制；第一执行模块对滑轮扣锁解锁进行控制。所述第二执行模块，对充电桩升降进行控制。所述红外发射模块包括四个红外发射器，分别置于无线电能接收装置的四个角上，所述红外接收模块包括一个红外接收器。所述供电端口连接风光互补发电系统。与现有技术相比，本专利技术基于无线电能传输的电动汽车充电系统，具有以下有益效果：（1）：采用风光互补发电系统作为一种基于无线电能传输的新型电动汽车充电桩的供电电源；（2）：采用升降式无线充电桩，在进行有线充电时升起，无线充电时降下，满足了多样化得充电需求，同时，无线充电时，无线充电桩所在区域可以作为停车位使用，节约了大量用地面积，适应城市用地面积不足的情况；（3）：自动对准装置的运用，避免了人们在停车进行无线充电时对停车位置不准导致充电效率降低的困扰；（4）：三相三开关三电平VIENNA型整流器，降低了充电桩的生产成本与电能转化的的效率；（5）：采用新型的高增益直流变换器，解决了风光互补系统等新能源发电系统输出的发电电压较低的问题；（6）：升降门与滑轮扣锁的运用，保证了在进行有线充电模式下，自动对准装置出现误动作的情况；（7）：滑轮组的运用，保证了自动对准装置的高速有效运行。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术装置布置示意图；其中：a-充电桩，b-风光互补发电系统，c-电池，L0-地面。图2为本专利技术装置结构示意图；图3为本专利技术的升降控制部分结构示意图。图4为本专利技术的自动对位装置结构示意图。图5为本专利技术的充电工作原理示意图。图6为本专利技术的三相三开关三电平VIENNA型整流器拓扑结构示意图。图7为本专利技术的新型高增益直流变换器拓扑结构示意图。图8为本专利技术的新型电容自均压多电平高频逆变器拓扑结构示意图。图9为本专利技术的无线电能传输原理示意图。具体实施方式如图1所示，一种基于无线电能传输的新型电动汽车充电桩，包括充电桩a、无线电能接收装置9。如图2所示，充电桩a包括升降按钮1、升降控制部分2、发射线圈内置装置3、自动对位装置4、无线电能发射装置5、滑轮6、升降门7、滑轮扣锁8。升降门7的安装作为充电桩的外壳。如图3所示，所述升降控制部分2包括信号采集模块10、第一信号处理模块11、第一微处理器12、第一驱动模块13、第一执行模块14、第二执行模块15。信号采集模块10的输出端与第一信号处理模块11的输入端连接，第一信号处理模块11输出端与第一微处理器12输入端连接，第一微处理器12的输出端与第一驱动模块13的输入端连接，第一驱动模块13输出端分别与第一执行模块14的输入端和第二执行模块15的输入端连接。信号采集模块10采用DAQM-4202型模拟量采集模块。第一信号处理模块11采用爱普多科APG-01V。第一微处理器12采用STM32F407型微控制器。第一驱动模块13采用XD-37GB3525。第一执行模块14采用ENMGRT-P。第二执行模块15采用USR-R16-T。如图4所示，所述自动对位装置4由信号发射系统与系统接收系统组成，信号发射系统包括红外发射模块16，系统接收系统包括红外接收模块17、第二信号处理模块18、第二微处理器19、第二驱动模块20。红外发射模块16的输出端与红外接收模块17的输入端连接，红外接收模块17的输出端与第二信号处理模块18输入端连接，第二信号处理模块18输出端与第二微处理器19输入端连接，第二微处理器19输出端与第二驱动模块20输入端连接。第二信号处理模块18采用爱普多科APG-01V。第二微处理器19采用STM32F407。第二驱动模块20采用XD-37GB3525。如图5所示，所述无线电能发射装置5包括供电端口21、第一整流器22、第一DC-DC变换器23、高频逆变器24、发射线圈25、有线直流充电模块30、有线交流充电模块31；供电端口21输出端与第一整流器22输入端连接，第一整流器22输出端与第一DC-DC变换器23输入端连接，第一DC-DC变换器23输出端分别与高频逆变器24、有线直流充电模块30、有线交流充电模块31输入端连接；高频逆变器24输出端与发射线圈25输入端连接。如图5所示，所述无线电能接收装置9包括接收线圈26、第二整流器27、第二DC-DC变换器28、电池接入端口29。接收线圈26输出端与第二整流器27输入端连接，第二整流器27输出端与第二DC-DC变换器28输入端连接，第二DC-DC变换器28输出端与电池接入端口29连接。如图5所示，发射线圈内置装置3包括发射线圈25。第一整流器22和第二整流器27采用三相三开关三电平VI本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于包括：充电桩（a）、无线电能接收装置（9）；所述充电桩（a）包括升降控制部分（2）、自动对位装置（4）、无线电能发射装置（5）；所述升降控制部分（2）包括信号采集模块（10）、第一信号处理模块（11）、第一微处理器（12）、第一驱动模块（13）、第一执行模块（14）、第二执行模块（15）；信号采集模块（10）的输出端与第一信号处理模块（11）的输入端连接，第一信号处理模块（11）输出端与第一微处理器（12）输入端连接，第一微处理器（12）的输出端与第一驱动模块（13）的输入端连接，第一驱动模块（13）输出端分别与第一执行模块（14）的输入端和第二执行模块（15）的输入端连接；所述自动对位装置（4）由信号发射系统与系统接收系统组成，信号发射系统包括红外发射模块（16），系统接收系统包括红外接收模块（17）、第二信号处理模块（18）、第二微处理器（19）、第二驱动模块（20）；红外发射模块（16）的输出端与红外接收模块（17）的输入端连接，红外接收模块（17）的输出端与第二信号处理模块（18）输入端连接，第二信号处理模块（18）输出端与第二微处理器（19）输入端连接，第二微处理器（19）输出端与第二驱动模块（20）输入端连接；所述无线电能发射装置（5）包括供电端口（21）、第一整流器（22）、第一DC‑DC变换器（23）、高频逆变器（24）、发射线圈（25）、有线直流充电模块（30）、有线交流充电模块（31）；供电端口（21）输出端与第一整流器（22）输入端连接，第一整流器（22）输出端与第一DC‑DC变换器（23）输入端连接，第一DC‑DC变换器（23）输出端分别与高频逆变器（24）、有线直流充电模块（30）、有线交流充电模块（31）输入端连接；高频逆变器（24）输出端与发射线圈（25）输入端连接；所述无线电能接收装置（9）包括接收线圈（26）、第二整流器（27）、第二DC‑DC变换器（28）、电池接入端口（29）；接收线圈（26）输出端与第二整流器（27）输入端连接，第二整流器（27）输出端与第二DC‑DC变换器（28）输入端连接，第二DC‑DC变换器（28）输出端与电池接入端口（29）连接。...

【技术特征摘要】
1.基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于包括：充电桩（a）、无线电能接收装置（9）；所述充电桩（a）包括升降控制部分（2）、自动对位装置（4）、无线电能发射装置（5）；所述升降控制部分（2）包括信号采集模块（10）、第一信号处理模块（11）、第一微处理器（12）、第一驱动模块（13）、第一执行模块（14）、第二执行模块（15）；信号采集模块（10）的输出端与第一信号处理模块（11）的输入端连接，第一信号处理模块（11）输出端与第一微处理器（12）输入端连接，第一微处理器（12）的输出端与第一驱动模块（13）的输入端连接，第一驱动模块（13）输出端分别与第一执行模块（14）的输入端和第二执行模块（15）的输入端连接；所述自动对位装置（4）由信号发射系统与系统接收系统组成，信号发射系统包括红外发射模块（16），系统接收系统包括红外接收模块（17）、第二信号处理模块（18）、第二微处理器（19）、第二驱动模块（20）；红外发射模块（16）的输出端与红外接收模块（17）的输入端连接，红外接收模块（17）的输出端与第二信号处理模块（18）输入端连接，第二信号处理模块（18）输出端与第二微处理器（19）输入端连接，第二微处理器（19）输出端与第二驱动模块（20）输入端连接；所述无线电能发射装置（5）包括供电端口（21）、第一整流器（22）、第一DC-DC变换器（23）、高频逆变器（24）、发射线圈（25）、有线直流充电模块（30）、有线交流充电模块（31）；供电端口（21）输出端与第一整流器（22）输入端连接，第一整流器（22）输出端与第一DC-DC变换器（23）输入端连接，第一DC-DC变换器（23）输出端分别与高频逆变器（24）、有线直流充电模块（30）、有线交流充电模块（31）输入端连接；高频逆变器（24）输出端与发射线圈（25）输入端连接；所述无线电能接收装置（9）包括接收线圈（26）、第二整流器（27）、第二DC-DC变换器（28）、电池接入端口（29）；接收线圈（26）输出端与第二整流器（27）输入端连接，第二整流器（27）输出端与第二DC-DC变换器（28）输入端连接，第二DC-DC变换器（28）输出端与电池接入端口（29）连接。2.根据权利要求1所述基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于：所述充电桩（a）还包括升降门（7）、六个滑轮（6），六个滑轮（6）放置于无线电能发射装置（5）下方，左右各一个，前后各两个，每一个滑轮（6）下方设置有滑轮扣锁（8），滑轮（6）连接第二驱动模块（20）。3.根据权利要求2所述基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于：所述第一执行模块（14），对升降门（7）升降进行控制；第一执行模块（14）对滑轮扣锁（8）解锁进行控制。4.根据权利要求1所述基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于：所述第二执行模块（15），对充电桩升降进行控制。5.根据权利要求1所述基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于：所述红外发射模块（16）包括四个红外发射器，分别置于无线电能接收装置（9）的四个角上，所述红外接收模块（17）包括一个红外接收器。6.根据权利要求1所述基于无线电能传输的电动汽车充电系统，其特征在于：所述供电端口（21）连接风光互补发电系统（b）。7.一种电动汽车充电桩无线充电方法，其特征在于包括以下步骤：1）、信号采集模块（10）用于对升降启动信号的采集，采集后传输到第一信号处理模块（11），当第一信号处理模块（11）将信号进行处理后传输到第一微处理器（12），进过微处理器内算法运行后，向第一驱动模块（13）发出结果，第一驱动模块（13）得到指令，第二执行模块（15）工作，当充电桩上升时，装置处于有线充电模式，当充电桩下降时，装置处于无线充电模式；2）、当充电桩下降时，供电端口（21）将电能传输到第一整流...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄悦华，程江洲，李振兴，马辉，马小红，朱偲，熊舟，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42