一种动态无线传电通道、道路、系统技术方案

本发明专利技术适用于，提供了一种动态无线传电通道，包括用于行车的路面，还包括：多个磁共振无线传电装置，设置在所述路面之下，并沿路面行车方向成列排布，用于对需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，所述磁共振无线传电装置包括：发射端线圈；以及高频交流电源，对所述发射线圈提供高频交流电。在本发明专利技术实施例中，汽车无需行驶至专门的充电桩进行充电，只需行驶在无线传电通道即可通过无线传电装置获取电能，大大节省了充电时间，汽车充电更加灵活、方便；且磁共振传电效率高，可以降低能源消耗，采用多个磁共振无线传电装置也可以节省建造成本，及维护成本。

A dynamic wireless power transmission channel, and road system

The invention is applicable to, provides a dynamic wireless power transmission channel, including for road pavement, also includes a plurality of magnetic resonance wireless power transmission device, is arranged under the road, along the road and direction of the arrangement, used for magnetic resonance wireless power transmission for electric vehicles to pass; among them, the magnetic resonant wireless power transmission device comprises a transmitting coil; and high frequency AC power supply, to provide for the high frequency alternating current transmitting coil. In the embodiment of the invention, the charging car without traveling to the special charging pile, only running on wireless power transmission channel can be through the wireless power transmission device for electric power, greatly saves the time of charging, charging car is more flexible and convenient; and the magnetic resonance power transmission efficiency is high, can reduce energy consumption, using a plurality of magnetic resonant wireless power transmission device can save the construction cost and maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种动态无线传电通道、道路、系统
本专利技术属于无线传电领域，尤其涉及一种动态无线传电通道、道路、系统。
技术介绍
随着各国政府鼓励对新能源汽车的投入，电动汽车作为一个较为可行的选项，获得广泛支持。传统电动汽车充电需要特定的充电桩，通过线缆与充电桩连接，以从充电桩获取电能，但是，如今最大的问题是电池技术不能跟上电动汽车的发展，一是电容器容量有限，不能支持电动汽车的长行程需求，二是充电速度慢，每次充电均需要数小时的时间，时间过长。因此，因电池技术的限制，使得电动汽车不能进行长途行驶，严重影响了电动汽车的普及和发展。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种多段式动态无线传电通道、道路、系统，旨在解决因电池技术的限制，使得电动汽车不能进行长途行驶，严重影响了电动汽车的普及和发展的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种多段式动态无线传电通道，包括用于行车的路面，还包括：多个磁共振无线传电装置，设置在所述路面之下，并沿路面行车方向成列排布，用于对需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，所述磁共振无线传电装置包括：发射端线圈；以及高频交流电源，对所述发射线圈提供高频交流电。本专利技术实施例还提供一种动态无线传电道路，包括：至少两条并列放置的如上所述的动态无线传电通道。本专利技术实施例还提供一种动态无线传电系统，包括：需传电车辆；以及如上所述的动态无线传电道路，可对所述需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，所述需传电车辆包括：接收端线圈，可与发射端线圈配合实现磁共振无线收电；以及电容器，与所述接收端线圈连接，存储由所述接收端线圈接收的电能，可为所述需传电车辆供电。本专利技术实施例中，采用多个磁共振无线传电装置组成的无线传电通道，可以利用发射端线圈与需传电汽车之间形成磁共振效应进行传电，使得汽车无需行驶至专门的充电桩进行充电，只需行驶在无线传电通道即可通过无线传电装置获取电能，大大节省了充电时间，汽车充电更加灵活、方便；且磁共振传电效率高，可以降低能源消耗，采用多个磁共振无线传电装置也可以节省建造成本，及维护成本。附图说明图1是本专利技术实施例提供的磁共振式无线传电的原理结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种动态无线传电系统的电路等效结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种动态无线传电通道的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的多个磁共振无线传电装置的结构连接示意图；图5是本专利技术实施例提供的动态无线传电系统中发射端线圈以及接收端线圈结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的动态无线传电道路中两个发射端线圈之间的互感仿真结果图；图7是本专利技术实施例提供的一种动态无线传电道路的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种动态无线传电系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的磁共振式无线传电的原理结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。磁共振无线传电系统，通常由高频交流电源12、发射端线圈11、接收端线圈21和负载22组成，并且使发射端与接收端的谐振频率一致，以产生磁共振效应。当系统正常工作，且高频交流电源12的工作频率与谐振频率一致时，接收端线圈21与发射端线圈11发生共振，从而实现磁共振无线传电。图2、3示出了本专利技术实施例的一种动态无线传电系统及动态无线传电通道的结构，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。一种动态无线传电通道，包括用于行车的路面，还包括：多个磁共振无线传电装置，设置在路面之下，并沿路面行车方向成列排布，用于对需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，磁共振无线传电装置包括：发射端线圈11；以及高频交流电源12，对发射线圈提供高频交流电。采用多个磁共振无线传电装置组成的无线传电通道，可以利用发射端线圈11与需传电汽车2之间形成磁共振效应进行传电，使得汽车2无需行驶至专门的充电桩进行充电，只需行驶在无线传电通道即可通过无线传电装置获取电能，大大节省了充电时间，汽车2充电更加灵活、方便；且磁共振传电效率高，可以降低能源消耗，采用多个磁共振无线传电装置也可以节省建造成本，及维护成本。在本专利技术实施例中，将一个磁共振无线传电装置的有效传电覆盖范围定义为一个子供电区域，其中，P1、P2…PN为大功率高频交流电源12，整个动态供电轨道被分成若干个子供电区域，每个区域均配备了一个发射端线圈11，每个发射端线圈11通过一个继电器13与高频交流电源12相连。在磁共振无线传电装置中还设置有汽车感测模块14，当电动汽车2驶入某一个子供电区域时，相应的汽车感测模块14就会触发该磁共振无线传电装置中的继电器13，使之接通高频交流电源12，电动汽车2即可与该磁共振无线传电装置形成磁共振效应，获得电能。当电动汽车2离开某一个子供电区域时，相应的继电器13就断开高频交流电源12以节省电能。因此，当需传电汽车2在多段式供电区域内运行时，各个子供电区域将随小车的运行依次打开为需传电汽车2提供电能，从而实现对需传电汽车2的动态无线供电。作为本专利技术一个实施例，优选的，汽车感测模块14为相位感测模块，该相位感测模块通过感测磁共振无线传电装置与需传电车辆之间的磁共振相位角变化，确定需传电车辆与磁共振无线传电装置的相对位置，以控制磁共振无线传电装置的启闭。在本专利技术实施例中，参考图3，当汽车沿着动态供电通道行驶时，根据通道和电动汽车的线圈等参数，即可计算出线圈中电流滞后于高频交流电源12或信号电路电压的相位角的变化，根据该相位角的变化即可判断汽车与供电线圈边缘的相对位置。具体的，当系统判断该汽车与某一子供电区域的发射端线圈11与高频交流电源12之间有相角变化，并且，某一时间段内其相角差值小于一预设值，此时可以确定该汽车位于该子供电区域，则会对该汽车进行无线传电。当系统判断该汽车与某一子供电区域的发射端线圈11与高频交流电源12之间有相角变化，并且，某一时间段内其相角差值大于或等于一预设值，此时可以确定该汽车驶离该子供电区域，则会对无线传电单元进行关闭，以节约电能。进一步的，相角可以通过公式获取：具体的计算方法为，参考图2，首先令所有供电区域发射端的谐振角频率均一致为ωP0，接收端谐振角频率为ωS0，则发射端和接收端的品质因素QP和QS可以表示为：映射阻抗即把接收端的阻抗换算到发射端时的等效阻抗，设为ZSreflect，且有：则可得：设发射端与接收端工作频率相对于谐振频率的偏移量为FP和FS则有：上式中，ω为工作角频率。把公式以及(3)、(5)和(6)代入式(4)中可得：联合上述公式，则可得发射端的电压与电流间的相角公式。磁共振无线传电装置通过使用相位感测模块，可以准确地获知汽车2与发射端线圈11边缘之间的相对位置，并且，通过相位感测模块感测汽车2的位置，可以适应路面状况，无需另外改造路面即可使用，能够降低建造成本，适合应用于磁共振无线传电技术上。作为本专利技术另一个实施例，可以理解的，汽车感测模块14还可以采用红外传感器、压感传感器、图像传感器等一种或多种可感知车辆驶入的传感器，以提供准确的车辆位置判断，并通过传感器所获取的车辆位置数据，启停所述磁共振无线传电装置。在实际应用当中，汽车感测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态无线传电通道，包括用于行车的路面，其特征在于，还包括：多个磁共振无线传电装置，设置在所述路面之下，并沿路面行车方向成列排布，用于对需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，所述磁共振无线传电装置包括：发射端线圈；以及高频交流电源，对所述发射线圈提供高频交流电。

【技术特征摘要】
1.一种动态无线传电通道，包括用于行车的路面，其特征在于，还包括：多个磁共振无线传电装置，设置在所述路面之下，并沿路面行车方向成列排布，用于对需传电车辆进行磁共振无线传电；其中，所述磁共振无线传电装置包括：发射端线圈；以及高频交流电源，对所述发射线圈提供高频交流电。2.如权利要求1所述的多段式动态无线充电通道，其特征在于，所述高频交流电源包括：高压直流电源；以及逆变器，将所述高压直流电源进行电流逆变处理，形成高频交流电源，并输出至所述发射端线圈。3.如权利要求2所述的多段式动态无线充电通道，其特征在于，所述多个磁共振无线传电装置中的高压直流电源为同一高压直流电源。4.如权利要求1所述的多段式动态无线充电通道，其特征在于，所述磁共振无线传电装置还包括：可调补偿电容，连接在所述高频交流电源与发射端线圈之间，用于调节所述磁共振无线传电装置的谐振频率，以实现所述发射端线圈的谐振频率与所述需传电车辆的接收端线圈一致。5.如权利要求1所述的多段式动态无线充电通道，其特征在于，所述磁共振无线传电装置还包括：相位感测模块，通过感测所述磁共振无线传电装置与所述需传电车...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓其军，周洪，陈晶，胡文山，李刚，李佳，
申请(专利权)人：深圳市华禹无线供电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44