一种电动汽车非接触式移动智能充电方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动汽车非接触式移动智能充电方法及其系统，其特征在于包括充电桩和车载充电终端，充电桩和车载充电终端的无线通信采用２ＭＨｚ－２７ＭＨｚ的短波通信方式进行双工通信；有益效果如下：根据本发明专利技术的电动汽车非接触式移动智能充电系统，其可以为正常行驶的电动汽车非接触式充电，使得电动车可以在行驶过程中完成充电，避免了停车充电所带来的局限，间接解决了充电电池的续航能力有限和充电时间较长的问题，并且通过实时计算调整磁共振充电电路的发射频率，有效解决了充电距离以及充电效率等问题，在充电过程中全部实现智能化，实用安全，高效节能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种非接触式充电方法及其系统，具体涉及一种电动汽车非接触式移 动智能充电方法及其系统。
技术介绍
电动汽车作为一种新型交通工具，具有零排放、能量来源广等优点，被认为是缓解 中国石油资源紧张、解决城市大气污染问题的重要手段。但是，目前在电动汽车的电能供 给、转换和传输等方面的技术研究进展缓慢。另一方面，2007年6月，麻省理工学院研究员 Marin Soljacic的研究小组宣布，他们已经运用电磁共振技术，不须使用电线，就能隔空传 输电力，让一颗六十瓦的灯泡发光。目前日本的一些企业已经开始探索电动汽车利用电磁 感应等不用电线充电的非接触充电方式，在电动汽车及混合动力巴士中，已有部分车型开 始采用非接触充电。然而，目前电动汽车在充电方面的缺陷在于首先，无论是使用电线还是非接触式 充电，电动汽车依然需要停靠在固定场所充电，由于充电电池的续航能力有限和充电时间 较长，经常需要停车进行长时间充电，这使得电动汽车的便利性依然不高，这也成为阻滞纯 电动汽车普及的一个障碍；其次，目前非接触式充电技术有效送电距离有限，磁共振方式的 共振频率控制如果能根据送电部与受电部的距离适当控制共振频率，传输距离就会猛增， 而如果不根据传输距离改变共振频率，不仅限制了送电距离，而且传输效率会迅速降低，另 外还存在基础设施方的送电设备耗费成本等问题，这些问题在电动汽车行驶过程中会变得 更加严重。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种电动汽车非接触式移动智能充电 方法及其系统，提供一种智能充电管理系统，为正常行驶的电动汽车提供非接触式的移动 充电，并且能够在充电过程中通过分析电动汽车的位置信息计算调整磁共振充电电路的发 射频率，从而有效地优化充电过程。技术方案—种电动汽车非接触式移动智能充电方法，其特征在于步骤如下步骤1 电动汽车在进入充电区域前将电池信息通过无线通信方式发送给充电 桩，所述的电池信息为电池类型、电池型号、电池容量、生产厂商、充电电压、充电电流、剩余 电量；所述的无线通信方式为2MHz-27MHz短波通信方式进行双工通信；步骤2 当充电桩根据接收到的剩余电量确定需要对电动汽车进行冲电时，通过 无线通信方式发出电动汽车准备接受电能传输的信号，并根据电动汽车发射的定位信号得 到电动汽车的位置信息，所述的位置信息为车速、行驶路线；步骤3 充电桩通过电动汽车的位置信息计算使电动汽车受电的磁共振所需的谐振频率，并根据接收到的电池信息对行进中的电动汽车车载充电终端进行充电；步骤4:在充电过程中，充电桩会实时获取车载充电终端的状态信息，根据位置信 息调整磁共振充电电路的发射频率，所述的状态信息为电动汽车的位置、时速和充电设备 的电量；步骤5 当电动汽车在充满电时终止充电并发出终止信号；当充电桩检测到电动 汽车的电量达到所需要求时停止充电；步骤6 电动汽车在离开充电区域时，充电桩关闭供电设备，并向车载充电终端发 送结束充电信号；车载充电终端在收到该信号后结束充电。一种实现权利要求1所述电动汽车非接触式移动智能充电方法的系统，其特征在 于包括充电桩和车载充电终端，充电桩和车载充电终端的无线通信采用2MHz-27MHz的短 波通信方式进行双工通信；所述充电桩包括充电控制模块、移动定位处理接收单元、充电桩无线通信单元和 充电桩合路器；所述充电控制模块包括充电桩DSP、频率控制IC、数字振荡器和功率自适应 单元；充电桩合路器将充电桩无线通信单元和移动定位处理接收单元两种不同频段的输入 输出信号通过充电桩合路器合路后，共用一根馈线接收发送；充电桩无线通信单元接收到 短波天馈信号后，经过信号处理输出基带数字信号，基带数字信号使用通用I/O端口传递 给充电桩DSP ；充电桩DSP使用通用I/O端口发送控制信号控制充电桩的移动定位处理接 收单元；充电桩移动定位处理接收单元接收混合信号，经过功率放大和相位时延检测分离 出4路信号并且与本地高速序列相比较从而产生一个时间差，通过确定两组时间差来计算 车载充电终端的位置信息，将该位置信息通过通用I/O端口发送给充电桩DSP ；充电桩DSP 计算受电达到磁共振所需的谐振频率，并将该谐振频率信息传递给频率控制IC，频率控制 IC调节数字振荡器输出频率，再由功率自适应单元完成功率传输效率优化；充电桩DSP通 过通用I/O端口把控制参数信息传给充电桩无线通信单元，充电桩无线通信单元对信息进 行基带处理，将基带信号经过功放，并且调制成高频信号，再通过充电桩合路器的天馈发 射；所述车载充电终端包括信息采集控制模块、移动定位发射单元、车载无线通信单 元和车载合路器；所述信息采集控制模块包括车载DSP、电子开关控制电路和信息采集单 元；车载合路器将车载无线通信单元和移动定位发送单元两种不同频段的输入输出信号通 过车载合路器合路后，共用一根馈线接收发送；车载无线通信单元接收到短波天馈信号后， 经过信号处理输出基带数字信号，基带数字信号通过CAN总线传递给信息采集单元；信息 采集单元通过CAN总线与车载中央处理器进行通信，获取电池信息，将电池信息通过CAN 总线传递给车载无线通信单元，车载无线通信单元对信息进行基带处理，将基带信号经过 功放，通过车载合路器的天馈发射；信息采集单元将基带数字信号通过通用I/O端口传递 给车载DSP，车载DSP经过分析处理，当需要充电时打开电子开关控制电路向车载充电终端 发送控制信号，当不需要充电时则关闭电子开关控制电路，从而完成对车载充电终端的开/ 关控制。所述的充电桩无线通信单元和车载无线通信单元为双工通信，包括发射单元和接 收单元，发射单元的输出端和接收单元的输入端通过双工器与天线联接，发射单元的输入 端和接收单元的输出端通过电子开关与DSP联接；所述的发射单元为基带单元、低通滤波、5二中放、二混频、一中放、一混频、平率合成、推动电路和强放电路；基带单元对信息进行基 带处理，完成信息的调制和解调；然后通过接口电路顺序连接低通滤波、二中放、二混频、一 中放和一混频后进行频率合成，然后由推动电路和强放电路完成中频信号到天馈单元之间 的转换，得到高频放大和前置功率放大得信号经过双工器送至天线；所述接收单元为前置 滤波、放大器1、一本振、混频、带通滤波1、放大器2、二本振、带通滤波2和A/D、D/A采样； 双工器输出的天馈信号经过前置滤波和放大器1后将高频信号与一本振进行模拟变频；通 过中心频率为140MHz带通滤波器1得到的中频信号经过放大器2对其功率进行放大，然后 再与二本振进行模拟变频，将得到的信号通过中心频率为5. 12MHz的带通滤波器2，所得到 的信号再经过高速A/D、D/A抽样，抽样的信号经过电子开关送到DSP单元中，经过奇偶抽样 分离、正交变化，输出基带信号。所述的一本振频率为143. 4-168. 6MHz。所述的二本振频率为145. 12MHz。所述的采样率为20. 48MHz。有益效果本专利技术提出的电动汽车非接触式移动智能充电方法及其系统，有益效果如下根 据本专利技术的电动汽车非接触式移动智能充电系统，其可以为正常行驶的电动汽车非接触式 充电，使得电动车可以在行驶过程中完成充电，避免了停车充电所带来的局限，间接解决了 充电电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董云卫，张雨，窦满峰，张波，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87