【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线电能传输控制，涉及一种公路无线电能传输系统及其控制方法。
技术介绍
1、随着全球气候变暖导致的高温、干旱等极端天气的频频出现，各国都在加大力度减少环境中的碳排放量，用电动汽车代替传统燃油汽车是减少交通领域碳排放的重要方式。然而由于动力电池有诸多技术瓶颈难以突破，电动汽车续航能力不足、低温环境电池衰减严重、锂电池成本昂贵等问题变得异常突出。尤其是作为交通领域碳排放量占比最大的商用车领域，以现有的电池技术水平难以制造出载货量大、续航能力强和成本具有优势的纯电动重型货车，这极大增加了交通领域降低碳排放的难度。
2、为了减少对电池的依赖以及提升电动汽车的综合性能，一些研究机构及企业尝试采用电气化公路的技术方案来解决。比如2017年西门子公司在德国a5联邦公路铺设总长约10公里的电气化公路“ehighway”，根据西门子的设计方案，重型货车顶部安装有可升降的智能受电弓，同时结合汽车混合动力系统，当重型货车在电气化公路上行驶时，可通过受电弓与接触网连接获取电能，最高可承受的汽车速度为90公里/时。
3、在现有技术中，电气化公路通常采用类似高铁供电系统一样的架空接触网，重型电动汽车顶部安装受电弓，通过受电弓的碳滑板与接触网直接接触滑动获取电能。由于电动汽车在公路上行驶，受到路面高低起伏以及所运载货物震动等诸多因素的影响，电动汽车车身容易产生较大幅度的上下震动，从而导致车顶上安装的受电弓与接触网之间压力时大时小，让受电弓频繁脱离接触网。更甚者，在重型电动汽车变道行驶时倘若受电弓出现故障无法正常回收，很有
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术公开了一种公路无线电能传输系统及其控制方法，以达到电动汽车行驶过程中从外部获取电能更加稳定、安全，设备检修维护简单，成本较低的目的。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种公路无线电能传输系统，包括接触网、滑行轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、调节装置、远程调度中心。
3、所述接触网通过导线与外部供电电网电气连接，所述供电车包括受电器、滑轮和供电定位通信模块，所述受电器通过与所述接触网滑动接触获取电能供应给所述供电车和所述无线电能发射装置使用，所述供电车通过所述滑轮在所述滑行轨道上运行。
4、所述无线电能发射装置包括无线电能发射线圈及控制发射电路，所述无线电能发射装置与所述调节装置机械连接并由所述调节装置控制上下和左右移动，所述无线电能发射装置与所述供电定位通信模块、所述受电器电气连接。
5、所述远程调度中心通过无线网络与所述供电车、所述无线电能接收装置建立通信连接，处理、接收和发送数据。
6、所述无线电能接收装置包括无线电能接收线圈、车载定位通信模块、对位检测模块及充电模块，所述无线电能接收装置安装在电动汽车车顶，通过磁场耦合方式从所述无线电能发射装置获取电能。
7、所述车载定位通信模块与所述供电定位通信模块均包括卫星定位模块、无线通信模块、加速度计和陀螺仪。
8、所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述霍尔传感器通过将检测到的所述无线电能发射线圈与所述无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给所述检测控制器。
9、所述调节装置包括伸缩杆、调节底座、调节电机和电机控制电路，所述调节底座安装在所述供电车底部，所述伸缩杆的顶端与所述调节底座机械连接，所述伸缩杆的底端与所述无线电能发射装置机械连接；所述无线电能发射装置通过所述伸缩杆上下移动，所述无线电能发射装置通过所述调节底座左右移动。
10、所述无线电能发射装置还包括激光测距模块，所述激光测距模块通过发射激光信号测量所述无线电能发射装置与所述无线电能接收装置的垂直距离。
11、一种公路无线电能传输系统的控制方法，包括下列步骤：s1、电动汽车上的充电模块判断动力电池电量是否需要充电，当需要充电时，向远程调度中心发送充电请求信息，同时把账户id信息和位置信息发送给远程调度中心，远程调度中心对接收到的充电请求信息进行比对校验。
12、s2、如果充电请求信息校验通过，远程调度中心向供电车发出执行充电任务调度信号，供电车根据调度信号等待与后方的电动汽车进行充电对接。
13、s3、通过监测卫星定位数据发现供电车与电动汽车即将接近时，供电车的无线电能发射线圈产生一定频率的交变磁场，同时电动汽车上的无线电能接收线圈以相同频率谐振。
14、s4、霍尔传感器通过将检测到的无线电能发射线圈和无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给检测控制器，电机控制电路控制调节装置让无线电能发射装置上下和左右移动，同时供电车也调整自身的运行速度及加速度，以便让无线电能发射装置对准行驶中电动汽车车顶上的无线电能接收装置。
15、s5、当对位准确后，供电车与电动汽车的速度及加速度保持一致，从而实现供电车与电动汽车保持同步向前行驶，无线电能接收线圈通过磁场耦合方式获取电能给动力电池充电。
16、s6、当电池充满电或者电动汽车已离开充电区域时，电动汽车向供电车和远程调度中心同时发送终止充电请求信息，远程调度中心扣除相应充电费用，供电车终止产生交变磁场，供电车等待执行下一次的充电任务。
17、本专利技术的有益效果是：
18、本专利技术是一种供电稳定、安全性好、成本低、检修维护简单的公路无线电能传输技术方案，具体表现为，本专利技术通过安装在电动汽车车顶上的无线电能接收装置与安装在可从外部接触网获取电能的供电车上的无线电能发射装置保持同步移动，通过磁场耦合方式让电动汽车在行驶过程中稳定、安全获得外部电能。
19、由于电动汽车车顶上不再安装受电弓，而是将受电器安装在路侧滑行轨道的供电车上，供电车移动过程中振动较小，受电器与接触网受力均匀不会频繁脱离接触，供电车通过受电器从接触网获取电能会更加稳定，受电器碳刷的磨损也会更小，从而减少设备维护工作量也降低成本。
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1.一种公路无线电能传输系统，其特征在于：包括接触网、滑行轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、调节装置、远程调度中心；
2.根据权利要求1所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述无线电能接收装置包括无线电能接收线圈、车载定位通信模块、对位检测模块及充电模块，所述无线电能接收装置安装在电动汽车车顶，通过磁场耦合方式从所述无线电能发射装置获取电能。
3.根据权利要求2所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述车载定位通信模块与所述供电定位通信模块均包括卫星定位模块、无线通信模块、加速度计和陀螺仪。
4.根据权利要求2所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述霍尔传感器通过将检测到的所述无线电能发射线圈与所述无线电能接收线圈之间的磁场强度信号转变成电信号传输给所述检测控制器。
5.根据权利要求1所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述调节装置包括伸缩杆、调节底座、调节电机和电机控制电路，所述调节底座安装在所述供电车底部，所述伸缩杆的顶端与所述调节底座机械
6.根据权利要求1所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述无线电能发射装置还包括激光测距模块，所述激光测距模块通过发射激光信号测量所述无线电能发射装置与所述无线电能接收装置的垂直距离。
7.根据权利要求1所述的一种公路无线电能传输系统的控制方法，其特征在于，包括下列步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种公路无线电能传输系统，其特征在于：包括接触网、滑行轨道、供电车、无线电能发射装置、无线电能接收装置、调节装置、远程调度中心；
2.根据权利要求1所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述无线电能接收装置包括无线电能接收线圈、车载定位通信模块、对位检测模块及充电模块，所述无线电能接收装置安装在电动汽车车顶，通过磁场耦合方式从所述无线电能发射装置获取电能。
3.根据权利要求2所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述车载定位通信模块与所述供电定位通信模块均包括卫星定位模块、无线通信模块、加速度计和陀螺仪。
4.根据权利要求2所述的一种公路无线电能传输系统，其特征在于：所述对位检测模块包括霍尔传感器、检测控制器，所述霍尔传感器通过将检测到的所述无线电能发射线圈与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张江健，
申请(专利权)人：东莞市幻影创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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