一种电动汽车无线充电的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车无线充电的系统及方法，通过在无线充电发射装置上设置升降装置、充电线圈滑动轨道，无线充电发射装置上的控制器控制升降装置在充电线圈滑动轨道上进行移动、定位，根据接收功率和发射功率的转化率的曲线图确定升降装置的位置，从而实现发射线圈与接收线圈的对准。本发明专利技术采用无线充电的技术手段实现能量在发射装置和接受装置之间进行传递，避免了部件的接触和暴露来改善充电部件的耐用性和寿命，提高了充电的安全性；控制器通过接收线圈接收到的功率与充电线圈的输出功率的转化率的曲线图，确定升降装置的最终位置，然后通过转动充电线圈轮盘，实现充电线圈与接收线圈的对准，通过最少的操作实现自动化控制。

System and method for wireless charging of electric vehicle

The invention discloses a system for electric vehicle wireless charging and charging method, the sliding rail coil through the transmitting device in the wireless charging is arranged on the lifting device, and wireless charging transmitter controller device of the lifting device, mobile positioning control in charging coil on the sliding track, according to the graph transformation of received power and power rate to determine the position of the lifting device, so as to realize the alignment of the transmitting coil and receiving coil. The invention adopts technology of wireless charging energy transfer in the transmitting device and a receiving device between the components, avoid contact and exposure to improve the durability and life of the charging member, improve the safety of the charge; the graph controller transformed through the output power receiving coil received power and charging coil ratio to determine the final position of the lifting device, and then turn the wheel through the charging coil, charging coil and receiving coil alignment, at least through the operation of automatic control system.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车无线充电的系统及方法
本专利技术涉及无线充电电动车辆或混合动力电动车辆的电池充电领域，具体涉及一种电动汽车无线充电的系统及方法。
技术介绍
近年来，随着能源消耗以及环境污染等问题，由于科技的发展，电动汽车和混合动力电动汽车的技术正在飞速的发展，随着电动汽车的增多，怎样较好的给电动汽车进行充电给用户带来了各种不好的体验，现有技术中，一般采用有线充电桩或者无线充电桩给电动汽车进行充电，相比于有线充电桩，无线充电桩通过限制部件的接触和暴露来改善充电部件的耐用性和寿命，通过隐藏潜在危险的电路和连接接口来增大安全性，以及通过允许以各种方式实施充电站来增强多功能性（例如，便携式充电垫，嵌入在停车场或者道路上），通常，无线充电组件的初级感应线圈从电力网提供电力，以创建交变电磁场，然后电动汽车的次级感应线圈可从生成的电磁场接收功率，并将其转换为电流以对电池充电，作为结果，初级线圈和次级线圈组合形成了电力变压器，借此可通过电磁感应在两个线圈之间传递能量。但是，无线充电桩充电技术中，初级感应线圈与次级感应线圈的对准以及两个线圈之间能量传递的效率一直存在较大的技术难题，自动化程度较低，充电过程中滤波以及电磁泄露也经常会成为充电效率的因素。申请号为201510526685.8、公布号为CN105383317A、专利名称为用于无线车辆充电的自定位多线圈系统的PCT申请文件中，公开了一种车辆充电线圈的定位系统，通过轮胎位置检测器计算接收线圈的位置信息，然后通过控制器控制转盘的移动和转动，从而实现发射线圈与接收线圈的对准，该专利技术虽然减少了车辆驾驶员执行的操作的数量，但是并不能有效的保证充电线圈与接收线圈之间的电力转化效率，导致电力资源的浪费，并且该设置还给驾驶员停车带来一定的不便。
技术实现思路
本专利技术提出一种电动汽车无线充电的系统及方法，解决了充电线圈与接收线圈对准程序较为复杂，无线充电装置和车载接收装置转化效率较低的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种电动汽车无线充电的系统，包括无线充电发射装置、无线充电接收装置，所述无线充电发射装置设置在地面上，无线充电接收装置设置在电动汽车上，所述的无线充电接收装置包括接收线圈，接收线圈通过能量管理系统传递给车载电池，无线充电发射装置和无线充电接收装置通过通信模块建立通信连接，所述无线充电发射装置包括控制器，在无线充电接收装置上设置有电池管理系统，电池管理系统通过通信模块将电池状态信息和充电状态信息反馈给无线充电发射装置的控制器，所述的无线充电发射装置还包括升降装置、充电线圈滑动轨道，所述的升降装置在控制器作用下在充电线圈滑动轨道上进行移动、定位，所述升降装置在充电线圈滑动轨道上移动时，控制器根据接收功率和发射功率的转化率的曲线图确定升降装置的位置，升降装置的上端设置有充电线圈轮盘，充电线圈轮盘上设置有充电线圈，所述的充电线圈轮盘在控制器作用下进行旋转转动，所述充电线圈轮盘在旋转过程中，控制器根据接收功率和发射功率的转化率的曲线图确定发射线圈的位置，控制器控制升降装置进行提升后开始对电动汽车充电。所述充电线圈轮盘的上平面设置有防接触件，所述的防接触件被配置为避免避免充电线圈与接收线圈在运行过程中接触造成导磁体被击穿。所述的充电线圈滑动轨道包括滑动轨道横向轨和滑动轨道纵向轨，所述的滑动轨道纵向轨和滑动轨道横向轨垂直设置，所述的滑动轨道纵向轨不少于两道，滑动轨道纵向轨两两之间平行设置，相邻的两个滑动轨道纵向轨之间的间距与充电线圈轮盘半径的关系呈≤≤设置。所述充电线圈轮盘包含有多个充电线圈，所述的多个充电线圈被配置为兼容不同功率需求、不同接收线圈规格的电动汽车。所述的充电线圈的主体形状呈正方形状、矩形状、圆形状或椭圆形中的一种，充电线圈的上表面为内凹的形状，对应接收线圈的下表面为外凸的形状。所述无线充电发射装置嵌入充电线圈感应区对应地平面的下方，充电线圈感应区设置在电动汽车停靠区域，充电线圈感应区设置保护盖，控制器通过通信模块控制的保护盖开启和关闭实现无线充电发射装置的封存和开启。一种电动汽车无线充电的方法，方法步骤如下：（1）、电动汽车停靠后，发出请求充电指令；（2）、无线充电发射装置通过通信模块与无线充电接收装置建立连接，无线充电发射装置的控制器接收车载电池的电池状态信息；（3）、控制器控制升降装置在充电线圈滑动轨道上进行滑动，电池管理系统采集车载电池接收到的功率，控制器通过通信模块接收反馈的并与充电线圈的输出功率进行对比，得到转化率；（4）、控制器根据转化率的曲线变化图确定升降装置的最终位置；（5）、转动充电线圈轮盘，电池管理系统采集车载电池接收到的功率并反馈给无线充电发射装置的控制器，控制器将接收功率和无线充电发射装置发出的功率进行对比，得到转化率的曲线图，通过转化率的变化情况来确定充电线圈与接收线圈的对准位置，转化率最高的位置即匹配为对准位置；（6）、控制器控制升降装置进行提升，减小充电线圈和接受线圈之间的磁气隙；（7）、在升降装置进行提升的过程中，电池管理系统将接收线圈接收到的功率与充电电路许可应用的功率进行对比，当接收线圈接收到的功率达到充电电路最大许可应用功率时，升降装置停止提升，否则，直到充电线圈轮盘上设置的防接触件与无线充电接收装置碰触时，升降装置停止提升，开始持续充电；（8）、充电结束后，升降装置在控制器作用下返回至开启充电模式后运行的初始位置。进一步的，开启充电后，所述的升降装置在滑动轨道横向轨上运行全部位置后，控制器根据的曲线变化情况确定升降装置的第一位置，然后选择相应的滑动轨道纵向轨，同样的，升降装置在滑动轨道纵向轨上运行全部位置后，将转换率最高值对应的位置作为升降装置的最终位置。优选的，升降装置的最终位置确定后，控制器转动充电线圈轮盘，所述的充电线圈轮盘旋转360º后，将转化率最高的位置匹配为充电线圈和接收线圈的对准位置。进一步的，所述的无线充电发射装置还设置有外部终端，用户通过外部终端介入充电控制程序，从而调整和改变电动汽车的充电过程或充电状态。本专利技术的有益效果如下：采用无线充电的技术手段实现能量在发射装置和接受装置之间进行传递，避免了部件的接触和暴露来改善充电部件的耐用性和寿命，提高了充电的安全性；控制器通过控制升降装置在充电线圈滑动轨道的移动，得到接收线圈接收到的功率与充电线圈的输出功率的转化率的曲线图，控制器根据转化率的曲线变化图确定升降装置的最终位置，然后通过转动充电线圈轮盘，实现充电线圈与接收线圈的对准，通过最少的操作实现自动化控制。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种电动汽车无线充电的系统及方法实施例中电动汽车在启动充电后无线充电发射装置的充电过程示意图；图2为本专利技术一种电动汽车无线充电的系统及方法实施例中电动汽车在充电空闲时无线充电发射装置的待机状态示意图；图3为本专利技术一种电动汽车无线充电的系统及方法所述的充电线圈滑动轨道示意图；图4为本专利技术一种电动汽车无线充电的系统及方法所述的充电线圈滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车无线充电的系统，包括无线充电发射装置、无线充电接收装置(8)，所述无线充电发射装置设置在地面上，无线充电接收装置设置在电动汽车上，所述的无线充电接收装置(8)包括接收线圈(81)，接收线圈(81)通过能量管理系统传递给车载电池，无线充电发射装置和无线充电接收装置(8)通过通信模块建立通信连接，其特征在于：所述无线充电发射装置包括控制器，在无线充电接收装置(8)上设置有电池管理系统，电池管理系统通过通信模块将电池状态信息和充电状态信息反馈给无线充电发射装置的控制器，所述的无线充电发射装置还包括升降装置(5)、充电线圈滑动轨道(4)，所述的升降装置(5)在控制器作用下在充电线圈滑动轨道(4)上进行移动、定位，所述升降装置(5)在充电线圈滑动轨道(4)上移动时，控制器根据接收功率P2和发射功率P1的转化率η的曲线图确定升降装置(5)的位置，升降装置(5)的上端设置有充电线圈轮盘(6)，充电线圈轮盘(6)上设置有充电线圈(61)，所述的充电线圈轮盘(6)在控制器作用下进行旋转转动，所述充电线圈轮盘(6)在旋转过程中，控制器根据接收功率P2

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车无线充电的系统，包括无线充电发射装置、无线充电接收装置(8)，所述无线充电发射装置设置在地面上，无线充电接收装置设置在电动汽车上，所述的无线充电接收装置(8)包括接收线圈(81)，接收线圈(81)通过能量管理系统传递给车载电池，无线充电发射装置和无线充电接收装置(8)通过通信模块建立通信连接，其特征在于：所述无线充电发射装置包括控制器，在无线充电接收装置(8)上设置有电池管理系统，电池管理系统通过通信模块将电池状态信息和充电状态信息反馈给无线充电发射装置的控制器，所述的无线充电发射装置还包括升降装置(5)、充电线圈滑动轨道(4)，所述的升降装置(5)在控制器作用下在充电线圈滑动轨道(4)上进行移动、定位，所述升降装置(5)在充电线圈滑动轨道(4)上移动时，控制器根据接收功率P2和发射功率P1的转化率η的曲线图确定升降装置(5)的位置，升降装置(5)的上端设置有充电线圈轮盘(6)，充电线圈轮盘(6)上设置有充电线圈(61)，所述的充电线圈轮盘(6)在控制器作用下进行旋转转动，所述充电线圈轮盘(6)在旋转过程中，控制器根据接收功率P2*和发射功率P1*的转化率η3的曲线图确定发射线圈的位置，控制器控制升降装置(5)进行提升后开始对电动汽车充电。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电的系统，其特征在于：所述充电线圈轮盘(6)的上平面设置有防接触件(7)，所述的防接触件(7)被配置为避免避免充电线圈(61)与接收线圈(81)在运行过程中接触造成导磁体被击穿。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电的系统，其特征在于：所述的充电线圈滑动轨道(4)包括滑动轨道横向轨(401)和滑动轨道纵向轨(402)，所述的滑动轨道纵向轨(402)和滑动轨道横向轨(401)垂直设置，所述的滑动轨道纵向轨(402)不少于两道，滑动轨道纵向轨(402)两两之间平行设置，相邻的两个滑动轨道纵向轨(402)之间的间距Ls与充电线圈轮盘(6)半径Rr的关系呈Ls/2≤Rr≤Ls设置。4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电的系统，其特征在于：所述充电线圈轮盘(6)包含有多个充电线圈(61)，所述的多个充电线圈被配置为兼容不同功率需求、不同接收线圈规格的电动汽车(9)。5.根据权利要求1或4所述的一种电动汽车无线充电的系统，其特征在于：所述的充电线圈(61)的主体形状呈正方形状、矩形状、圆形状或椭圆形中的一种，充电线圈(61)的上表面为内凹的形状，对应接收线圈的下表面为外凸的形状。6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电的系统，其特征在于：所述无线充电发射装置嵌入充电线圈感应区(3)对应地平面的下方，充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑坚江，邵柳东，黄晓玲，
申请(专利权)人：宁波三星智能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33