一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，包括整流模块：与交流输入接口连接，用于将交流电转换为直流电；直流输入控制模块：与整流模块的输出端连接，用于控制输出电能的功率和计算输出电量；直流输出控制模块：用于将直流电转换为与纯电动汽车的电池电压匹配的电压后输出至电磁波发射器；电磁波发射器：将电能转换为电磁波发射至纯电动汽车的车载电磁波组件；充电管理模块：包括射频读卡器、触摸显示器、通信模块和微型打印机。本实用新型专利技术采用电磁波发射器与车载电磁波组件进行电能传递的方式，不需要使用充电线，不受纯电动汽车停放位置与充电桩的距离的限制，可以更方便，快速的实现充电。

A wireless fast charging pile system applied to pure electric vehicle

The utility model discloses a wireless fast charging pile system applied to a pure electric vehicle, including the rectifier module, which is connected with an AC input interface to convert AC to DC, and the DC input control module is connected with the output of the rectifier module to control the power of the output power and calculate the output power; Flow output control module: used to convert DC to a voltage matched to the battery voltage of a pure electric vehicle and output to a electromagnetic wave emitter; electromagnetic wave transmitter: the electromagnetic wave transmitter is converted into a vehicle mounted electromagnetic wave module that emit electromagnetic waves to a pure electric vehicle; a charging management module includes a radio frequency reader, a touch display, and a pass. Letter module and micro printer. The utility model adopts the electromagnetic wave transmitter and the vehicle electromagnetic wave component to carry on the electric energy transfer, and does not need to use the charging line. It is not limited by the distance between the parking position of the pure electric vehicle and the charging pile, and it can be more convenient and quick to charge.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统
本技术涉及充电桩
，具体的说，是一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统。
技术介绍
电动汽车的种类：纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)，电动汽车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电，使发电设备日夜都能充分利用，大大提高其经济效益。有关研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车高，因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量，正是这些优点，使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。对于电动车而言，目前最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程。纯电动汽车的电池管理系统（BMS）是电动汽车电控系统的重要零部件，是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等，对于纯电动汽车来说，如何在充电桩上进行及时与电池管理系统通信获取动力电池信息并进行快速的充电，直接影响到纯电动汽车的普及和推广。而现有技术中采用有线充电方式，当待充电的电动汽车较多，且停放位置与充电桩距离受到限制时，无法实现快速充电。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，用于解决现有技术中的充电桩采用有线充电方式，电动汽车停放位置与充电桩距离受限时无法实现快速充电的问题。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案实现：一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，包括连接交流电源的交流输入接口，还包括整流模块、直流输入控制模块、直流输出控制模块、电磁波发射器和充电管理模块，其中：整流模块：与交流输入接口连接，用于将交流电转换为直流电，并输出至直流输入控制模块；直流输入控制模块：与整流模块的输出端连接，用于开启或关断与整流模块的连接、控制输出电能的功率、输出电能至直流输出控制模块和计算输出电量；直流输出控制模块：与直流输入控制模块的输出端连接，用于将直流电转换为与纯电动汽车的电池电压匹配的电压后输出至电磁波发射器；电磁波发射器：与直流输出控制模块的输出端连接，并将电能转换为电磁波发射至纯电动汽车的车载电磁波组件；充电管理模块：包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的用于读取用户卡信息的射频读卡器、用于人机交互的触摸显示器、用于远程获取纯电动汽车电池信息的通信模块和用于打印票据的微型打印机，嵌入式控制器与直流输入控制模块连接，用于控制直流输入控制模块的输出开启/停止。工作原理：与交流电连接的交流输入接口将三相交流电输入整流模块，经过整流模块的整流、滤波后形成稳定的电压值为650V的直流母线电压，当充电管理模块中的射频读卡器，识别到用户卡时，即此时有纯电动汽车需要充电式，由嵌入式控制器从第一交互模块读取用户所需充电的电量或者金额，并最终转换为电量。嵌入式控制器通过通信模块从纯电动汽车的电池管理系统中读取电池型号，剩余电量等信息，并向直流输入控制模块发出控制命令，直流输入控制模块与整流模块建立连接，使整流模块形成的直流母线电压输入直流输入控制模块，直流输入控制模块控制输出到后级输出控制模块的输出功率并计算输出电量，并时时地将计算结果发送至嵌入式控制器。直流输出控制模块用于与纯电动汽车的电池管理系统BMS通信，并进行DC-DC功率变换，输出车载动力电池所需电压、电流，并通过电磁波发射器将电能转换为电磁波发送至车载电磁波组件，车载电磁波组件再将电磁波转换为电能，用于给车载动力电池充电。当达到充电量或者充电金额时，嵌入式控制器向直流输入控制模块发送控制命令，驱动直流输入控制模块断开与整流模块的连接，停止输出电能。充电管理模块通过射频卡读卡器实现身份识别和费用收取，通过触摸显示器实现人机交互，通过微型打印机打印票据，并通过通信模块与远程监控系统通信。采用电磁波发射器与车载电磁波组件进行电能传递的方式，通过两个振动频率相同的物体高效传输能量，当发射器和接收器端以同一频率振动时，接收器会从发射器产生的电磁场获得能量，并将其转换为电流来为移动设备供电或充电，因此不受纯电动汽车停放位置与充电桩的距离的限制，可以更方便，快速的实现充电。进一步地，所述通信模块包括CAN通信卡和通信扩展卡。CAN为ControllerAearNetwork（控制器局域网络）的简称，CAN通信卡，是特殊CAN控制器，为电池管理系统与快充电桩提供控制器局域网络的联机能力。通信扩展卡用于远程监控系统进行远程状态查询。进一步地，所述整流模块包括用于输出控制脉冲的第一控制板，所述第一控制板连接有用于交流电转直流电的AC-DC电路，所述AC-DC电路的输出端与所述直流输入控制模块连接，所述AC-DC电路与交流输入接口之间连接有断路器，所述第一控制板还连接有用于工作状态检查、参数设置和系统维护的第一交互模块。工作原理：AC-DC电路采用三相电压型拓扑结构，由空气开关、预充电电阻、交流接触器、输入侧电感、三相全控型桥式变换器、直流母线电容、假负载、IGBT驱动和保护电路、控制系统等部分组成，控制系统为由电流内环、电压外环构成的双闭环控制系统，DSP作为控制系统中的主控制芯片，釆用电压空间矢量调制（SVFWM）算法实现对输入电流、输出电压的控制。直流侧输出电压经过取样反馈，与给定参考电压比较，将比较后得到的误差值作为电压环中PID调节器的输入，输出作为交流侧电流幅度的给定。电流环PID调节器以电流幅度给定及电流反馈信号作为输入，经过运算后获得空间指令电压矢量，然后通过空间电压矢量合成，使得实际的空间电压矢量跟踪指令电压矢量，以达到控制输入电流幅度和相位的目的。第一控制板从第一交互模块中读取设定的参数，并传输至DSP，作为给定的参考电压。参数包括工作模式、信号检测模式、多枪充电方式、控制方式和其他保护参数。由于断路器的设置，在发生异常电流过大时，可自动切断电源，起到保护作用。进一步地，所述直流输入控制模块包括单片机控制板，所述单片机控制板连接有功率控制电路、电量计算电路和接触器，还包括用于给所述单片机控制板、功率控制电路、电量计算电路和接触器供电的控制电源板，接触器的输入端与所述AC-DC电路连接，接触器的输出端分别与所述功率控制电路和电量计算电路连接，所述单片机控制器还连接有用于与所述嵌入式控制器通信的CAN通信卡。工作原理：当进行充电操作时，在DC650V电压正常并且充电插头己经正确连接后，单片机控制板通过CAN通信卡接收充电管理模块的控制信号，控制接触器接通，为直流输出控制模块供电并通过功率控制电路控制输出功率。在充电过程中，单片机控制板时时读取电量计算电路中电量表的数据，并发送给充电管理模块。当充电结束时，单片机控制板控制接触器断开，停止为直流输出控制模块供电。进一步地，所述直流输出控制模块包括第二控制板，所述第二控制板连接有用于接收第二控制板的控制信号，调节输出电压和电流大小的隔离型DC-DC变压器、用于显示工作参数和按键控制的第二交互模块、扩展接口和用于第二控制板与所述嵌入式控制器通信的CAN通信卡，所述隔离型DC-DC变压器的输入端与所述功率控制电路的输出端连接，隔离型DC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，包括连接交流电源的交流输入接口，其特征在于，还包括整流模块、直流输入控制模块、直流输出控制模块、电磁波发射器和充电管理模块，其中：整流模块：与交流输入接口连接，用于将交流电转换为直流电，并输出至直流输入控制模块；直流输入控制模块：与整流模块的输出端连接，用于开启或关断与整流模块的连接、控制输出电能的功率、输出电能至直流输出控制模块和计算输出电量；直流输出控制模块：与直流输入控制模块的输出端连接，用于将直流电转换为与纯电动汽车的电池电压匹配的电压后输出至电磁波发射器；电磁波发射器：与直流输出控制模块的输出端连接，并将电能转换为电磁波发射至纯电动汽车的车载电磁波组件；充电管理模块：包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的用于读取用户卡信息的射频读卡器、用于人机交互的触摸显示器、用于远程获取纯电动汽车电池信息的通信模块和用于打印票据的微型打印机，嵌入式控制器与直流输入控制模块连接，用于控制直流输入控制模块的输出开启/停止。

【技术特征摘要】
1.一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，包括连接交流电源的交流输入接口，其特征在于，还包括整流模块、直流输入控制模块、直流输出控制模块、电磁波发射器和充电管理模块，其中：整流模块：与交流输入接口连接，用于将交流电转换为直流电，并输出至直流输入控制模块；直流输入控制模块：与整流模块的输出端连接，用于开启或关断与整流模块的连接、控制输出电能的功率、输出电能至直流输出控制模块和计算输出电量；直流输出控制模块：与直流输入控制模块的输出端连接，用于将直流电转换为与纯电动汽车的电池电压匹配的电压后输出至电磁波发射器；电磁波发射器：与直流输出控制模块的输出端连接，并将电能转换为电磁波发射至纯电动汽车的车载电磁波组件；充电管理模块：包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的用于读取用户卡信息的射频读卡器、用于人机交互的触摸显示器、用于远程获取纯电动汽车电池信息的通信模块和用于打印票据的微型打印机，嵌入式控制器与直流输入控制模块连接，用于控制直流输入控制模块的输出开启/停止。2.根据权利要求1所述的一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，其特征在于，所述通信模块包括CAN通信卡和通信扩展卡。3.根据权利要求2所述的一种应用于纯电动汽车的无线快充电桩系统，其特征在于，所述整流模块包括用于输出控制脉冲的第一控制板，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志权，
申请(专利权)人：米易家啦新能源电器制造有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51