一种电动公交车的无线充电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及无线供电技术领域，公开了一种电动公交车的无线充电装置，包括设在道路上的电源模块、电源侧功率变换器和电磁场发射单元，以及设在电动公交车上的电磁场接收单元和汽车侧功率变换器；所述电源模块、电源侧功率变换器与电磁场发射单元依次连接，所述电磁场接收单元与汽车侧功率变换器连接。相比于现有技术，本实用新型专利技术的有益效果是：本实用新型专利技术可在公交车行驶过程中，在公交车即将到站时的减速过程以及等待乘客上下车的间隙进行动态充电，尽力减少无线充电装置数量，并克服了传统电动汽车的续航距离短和静态充电站耗资巨大的问题；此外，该装置施工方便，防损防盗，电磁辐射影响小，且能满足城市美化要求，市场前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线供电
，具体地，涉及一种应用于电动公交车的无线充电装置。
技术介绍
在当今世界，发展电动汽车是节能环保和低碳经济的需求，其前景广泛被看好。但电动汽车的电池储电能量小、充电时间长、续航能力有限、充电基础设施不够完善等问题却成为电动汽车发展的重大阻碍。按充电介质的不同，电动汽车的充电方式可分为有线充电和无线充电方式。传统的有线充电方式受到接口的限制，只能在同一时间为一台电动汽车充电，且充电器输出高电压，充电插头在插拔过程中存在着发热、电火花、漏电等安全隐患。无线充电方式是未来电动汽车供电技术的发展趋势，无线充电方式不存在与电网的物理连接，具有节约电线资源、更加灵活美观、更加安全可靠等优良特性。电动汽车的无线充电常采用感应磁耦合式和谐振磁耦合式这两种无线充电技术。其中，感应耦合式无线供电技术通过电磁感应原理进行能量传输，但其最大缺陷就是能量传输的距离短，传输效率对距离的改变过于敏感，适合于传统加油站的充电站等应用场合。谐振磁耦合式无线供电技术是通过谐振器上电感与分布式电容发生谐振来传输能量，进而对电动汽车进行能量供应。该无线充电方式是一种较为高效的无线电能传输方式，对不同频率的物体几乎没有影响，不需要车载共振线圈和电源共振线圈完全对准，适合应用于中程无线供电和高效率场合。作为目前国际的前沿科技之一，无线充电技术产业化一直是全球各国全力推进的重点。目前，公交领域已成为电动汽车加速推广的重点领域。与普通的小轿车相比行驶路线不定相比，公交车有其固定的线路，在公交领域使用无线充电技术有利于充电设备的安置。在实际应用中，用户将车开到指定充电区域自行充电的方式称为电动汽车静态无线供电方式。然而，这种传统的静态无线供电方式存在着充电频繁、续航里程短、电池组较为笨重等问题，并且在电动汽车在前往充电站充电时可能带来不必要的空驶里程，浪费额外的电能。而是对于电动巴士这一类的公交车辆，连续续航能力是格外重要的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种电动公交车的无线充电装置，该装置可为行驶中的电动公交车实时充电，解决了电动公交车静态无线供电存在不足，提高电动公交车的续航能力，使电能补给更加便捷。为了实现上述技术效果，本技术所采用的技术方案是：一种电动公交车的无线充电装置，包括设在道路上的电源模块、电源侧功率变换器和电磁场发射单元，以及设在电动公交车上的电磁场接收单元和汽车侧功率变换器；所述电源模块、电源侧功率变换器与电磁场发射单元依次连接，所述电磁场接收单元与汽车侧功率变换器连接。上述电源侧功率变换器将电源模块的交流电经过变压变频输送到上述电磁场发射单元，电磁场发射单元与电磁场接收单元相互配合，根据电磁感应原理无线传输电能；上述汽车侧功率变换器，用于将电磁场接收单元接收到的高频交流电整流为直流电，再经过电压变换，供给电动公交车的车载电池及负荷单元。电动公交车可以在行驶途中实时充电，无需驶进充电站等待较长时间。作为优选，所述电磁场发射单元设于道路下方，所述电磁场接收单元设于电动公交车的底盘上。由于电动公交车的底盘与地面之间的高度较小，故此设计可缩短电磁场发射单元与电磁场接收单元之间的距离，进而提高电能的无线传输效率。作为优选，所述的电磁场发射单元中的发射线圈是由金属导体顺时针绕制的多层螺旋形线圈，每层线圈的首端和尾端分别相连，不同层线圈并联绕制，起到增强磁场强度的作用。进一步地，作为优选，所述的电磁场接收单元中的接收线圈由若干六边形平面线圈单元排列构成的阵列线圈。再进一步地，所述接收线圈设有偶数层且互相交错重叠，奇数层的线圈单元中心点与偶数层线圈单元的边缘弯折点位置相对。为了进一步提高电动公交车的充电效率，车载电池采用了超级电容，能够实现短时间内快速充电的效果。作为优选，所述电磁场发射单元还依次连接有无线充电控制模块和车辆识别模块。进一步地，所述车辆识别模块采用RFID射频技术，可依照实际需求调整RFID系统频段，车辆识别模块由设在电动公交车上的电子标签，及设在道路上的读写器和数据处理终端组成，所述数据处理终端优选为工控机。其中，读写器设有若干个，均与一个数据处理终端连接。在电动公交车行驶途中，经过电磁场发射单元之前先要经过读写器识别公交车电子标签内的公交车信息。电子标签作为确认电动公交车身份的依据，读写器和数据处理终端用于接收和处理电动公交车的身份信息。在数据处理终端确认电动公交车的身份信息后，会将数据发送至无线充电控制模块，避免对其他车辆误识别导致误充电。当无线充电控制模块开始工作，首先对电动公交车定位，当电动公交车坐标落在对应的电磁场发射单元的充电区域内，控制该电磁场发射单元与电源侧功率变换器间的继电器开关闭合，激励该电磁场发射单元，电动公交车开始充电。再进一步地，所述电磁场发射单元的回路中设有电流传感器。当无线充电控制模块通过电流传感器检测到当前激励正在工作的电磁场发射单元回路中的电流值由满载到空载变化时，将该空载电磁场发射单元与电源侧功率变换器断开。直到电动公交车离开某段充电路段的最后一个电磁场发射单元后，无线充电控制模块将最后一个检测到空载的电磁场发射单元切除激励，并停止对电动公交车的定位，本段充电过程结束。相比于现有技术，本技术的有益效果是：1、可在电动公交车行驶过程进行动态充电，克服了传统电动汽车的续航距离短的问题，节省了电动公交车前往静态充电站往返的空驶里程消耗额外的电能。2、解决了电动汽车在静态充电站的充电耗时长的问题，并且充电过程无需手工操作，提高了充电便捷性与充电效率。3、无线充电客车可减少电池配置，降低车辆负重与整车成本；解决了静态充电站和充电站停车位占地面积大，充电站人力、管理成本大的问题，节省了资金。4、本技术尤其充分利用了电动公交车在即将到站时的减速阶段以及乘客上下车阶段、红绿灯路口、窄桥等车速慢的路段进行充电，减少无线充电装置数量，增加了平均每个电磁场发射单元对电动公交车的充电时间。5、本无线充电装置，加设了基于RFID技术的对电动公交车识别的模块，避免了普通传感器对其他车辆的误识别而可能导致的误充电，起到了准确充电的作用。6、施工方便，防盗防损，电磁辐射影响小，无有害气体排放，满足城市美化要求，市场前景广阔。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的激励线圈和接收线圈中导线的横截面结构图；图3为本技术的激励线圈和接收线圈中导线的A-A截面图；图4为本技术的激励线圈与接收线圈的主视图；图5为本技术的车辆识别模块的结构示意图；附图中标记对应的部件名称如下：1为电源模块，2为电源侧功率变换器，3为电磁场发射单元，4为车辆识别模块，5为无线充电控制模块，6为电磁场接收单元，7为汽车侧功率变换器；41为电子标签，42为读写器，43为数据处理终端。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术作进一步详细介绍，以下文字的目的在于说明本技术，而非限制本技术的保护范围。如图1所示，本技术可按照如下方式实施，一种电动公交车的无线充电装置，包括设在道路上的电源模块1、电源侧功率变换器2和电磁场发射单元3，以及设在电动公交车上的电磁场接收单元6和汽车侧功率变换器7；所述电源模块1、电源侧功率变换器2与电磁场发射单元3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动公交车的无线充电装置，其特征在于：包括设在道路上的电源模块（1）、电源侧功率变换器（2）和电磁场发射单元（3），以及设在电动公交车上的电磁场接收单元（6）和汽车侧功率变换器（7）；所述电源模块（1）、电源侧功率变换器（2）与电磁场发射单元（3）依次连接，所述电磁场接收单元（6）与汽车侧功率变换器（7）连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动公交车的无线充电装置，其特征在于：包括设在道路上的电源模块（1）、电源侧功率变换器（2）和电磁场发射单元（3），以及设在电动公交车上的电磁场接收单元（6）和汽车侧功率变换器（7）；所述电源模块（1）、电源侧功率变换器（2）与电磁场发射单元（3）依次连接，所述电磁场接收单元（6）与汽车侧功率变换器（7）连接。2.根据权利要求1所述的一种电动公交车的无线充电装置，其特征在于：所述电磁场发射单元（3）设于道路下方，所述电磁场接收单元（6）设于电动公交车的底盘上。3.根据权利要求1所述的一种电动公交车的无线充电装置，其特征在于：所述电磁场发射单元（3）中的激励线圈和电磁场接收单元（6）中的接收线圈的导线为由多层金属导体绕制的螺旋形线圈首尾相连而成。4.根据权利要求3所述的一种电动公交车的无线充电装置，其特征在于：所述激励线圈和接收线圈为由若干六边形平面线圈单元排列构成的阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：代中余，王成平，吴大新，王军华，
申请(专利权)人：成都经纬智联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51