本實用新型涉及一種具有輔助定位功能電動汽車無線充電系統(tǒng)，屬于電動汽車技術(shù)充電領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

全球能源逐漸枯竭，并且，環(huán)境惡化日益嚴重，低碳經(jīng)濟逐漸成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主旋律，人們要不斷開發(fā)節(jié)約能源、低碳環(huán)保的出行方式，而以化石燃料為動力源的汽車并不能達到環(huán)保節(jié)約的要求，但在電能被廣泛利用的今天，電動汽車可以說是一個很好的發(fā)展方向。相比于燃油汽車，電動汽車的動力為車載電源，目前電動汽車的車載電源多為多組串聯(lián)或者并聯(lián)起來的蓄電池，這也是為了保障電動汽車的續(xù)航能力。相對于燃油汽車對資源的消耗和對環(huán)境的污染，電動汽車將電能這種清潔能源作為直接動力，對環(huán)境的影響也比燃油汽車小很多，前景一片廣闊。

電動汽車的組成包括:電力驅(qū)動、控制系統(tǒng)、驅(qū)動力傳動等機械系統(tǒng)完成既定任務的工作裝置等。電力驅(qū)動、控制系統(tǒng)是電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機汽車的最大不同點。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機、電源和電動機的調(diào)速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機汽車相同。內(nèi)燃機汽車將化石燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，而電動汽車的電源為電動汽車的驅(qū)動電動機提供電能，電動機將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能。目前應用最廣泛的電動汽車車載電源是鉛酸蓄電池，但鉛酸蓄電池由于能量低，充電速度慢，壽命短，逐漸不能滿足電動汽車對于續(xù)航能力的需求，因此逐漸被其他蓄電池所取代。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。驅(qū)動電動機的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機械能，通過傳動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。電動汽車充電站是指為電動汽車充電的站點，與現(xiàn)在的加油站相似。然而電動汽車要想逐步發(fā)展起來，電動汽車充電站是其發(fā)展中重要的環(huán)節(jié)之一，如果電動汽車的續(xù)航能力無法得到保證，那么這也將是阻礙其發(fā)展的一大弊端。

傳統(tǒng)的電動汽車充電多為接插式充電，但是有線充電有很多弊端，比如不能再較為惡劣的天氣條件下進行，并且存在高壓觸電的危險，并且充電時間較長，給人們生活安全帶來不便和隱患。因此，無接觸式電動汽車充電技術(shù)得以發(fā)展。目前，雖然能實現(xiàn)無線充電，但是存在很多問題，如: 充電裝置復雜，電能轉(zhuǎn)換效率低下，電能損耗大等。其中，電動汽車充電位置的定位就是一個較大的問題，只有正確定位，才能保證最大功率的無線充電，是損耗最小，效率最快。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種具有輔助定位功能的電動汽車無線充電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠很好的解決無線充電系統(tǒng)原副線圈定位的問題。

為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種具有輔助定位功能的電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括變壓器單元、第一整流濾波單元、逆變器單元、原邊耦合線圈單元、副邊耦合線圈單元、GPS輔助系統(tǒng)、第二整流濾波單元、汽車蓄電池、充電檢測裝置、報警裝置、充電檢測狀態(tài)顯示單元、控制單元；

變壓器單元的原邊連接電網(wǎng)，變壓器單元的副邊連接第一整流濾波單元

的輸入端，第一整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，逆變器單元的輸出端連接原邊耦合線圈單元；副邊耦合線圈單元連接第二整流濾波單元的輸入端，第二整流濾波單元的輸出端連接汽車蓄電池；汽車蓄電池與充電檢測裝置連接；原邊耦合線圈單元、副邊耦合線圈單元分別與GPS輔助系統(tǒng)連接；GPS輔助系統(tǒng)與控制單元連接，控制單元與第二整流濾波單元、充電檢測裝置、報警裝置、充電檢測狀態(tài)顯示單元、副邊耦合線圈單元、逆變器單元連接。

所述充電檢測裝置包括感應線圈、交直流轉(zhuǎn)換單元、第一AD轉(zhuǎn)換單元、第二AD轉(zhuǎn)換單元；感應線圈、交直流轉(zhuǎn)換單元、第一AD轉(zhuǎn)換單元依次連接；第二AD轉(zhuǎn)換單元與汽車蓄電池連接。

所述GPS輔助系統(tǒng)將原邊耦合線圈單元和副邊耦合線圈單元的相對位置反饋給控制單元，控制單元通過調(diào)整副邊耦合線圈的位置使原邊耦合線圈和副邊耦合線圈的中心處于同一垂直于地面的直線上。

所述變壓器單元、第一整流濾波單元、逆變器單元、原邊耦合線圈單元設(shè)置在充電站；所述副邊耦合線圈單元、GPS輔助系統(tǒng)、第二整流濾波單元、汽車蓄電池、充電檢測裝置、報警裝置、充電檢測狀態(tài)顯示單元、控制單元設(shè)置在汽車上。

所述的控制單元包括 MSP430單片機，以及與該單片機分別連接的無線信號發(fā)射器、使副邊耦合線圈移動的機械結(jié)構(gòu)；所述的逆變器單元包含功率逆變器和無線信號接收器；無線信號發(fā)射器、無線信號接收器、功率逆變器依次連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型利用GPS輔助系統(tǒng)能夠很好的解決電動汽車無線充電過程中原副線圈定位不準造成的功率傳輸效率低的問題，同時采用具有兩路檢測信號的充電檢測裝置檢測電動汽車充電狀態(tài)，利用獨特的感應線圈檢測副邊線圈狀態(tài)，精確判斷電動汽車充電狀態(tài)，具有報警功能，使電動汽車無線充電安全可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型充電檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1-2對本實用新型作進一步說明。

本實用新型包括變壓器單元、第一整流濾波單元、逆變器單元、原邊耦合線圈單元、充電檢測狀態(tài)顯示單元、副邊耦合線圈單元、GPS輔助系統(tǒng)、第二整流濾波單元、電動汽車蓄電池、充電檢測裝置、充電報警裝置和控制單元。

變壓器單元：變壓器原邊連接電網(wǎng)，變壓器單元的副邊連接第一整流濾波單元的輸入端，給第一整流濾波單元提供電源；

第一整流濾波單元：第一整流濾波單元的輸出端連接逆變器單元的輸入端，并且濾去電源信號的諧波；

逆變器單元的輸出端連接原邊耦合線圈單元，將去除濾波的直流信號再次轉(zhuǎn)變成交流信號輸出；

副邊耦合線圈單元連接第二整流濾波單元的輸入端，第二整流濾波單元的輸出端連接汽車蓄電池；第二整流濾波單元將原邊線圈傳輸?shù)慕涣麟娬鳛橹绷麟妭鬏敚?/p>

汽車蓄電池與充電檢測裝置連接；原邊耦合線圈單元、副邊耦合線圈單元分別與GPS輔助系統(tǒng)連接；GPS輔助系統(tǒng)與控制單元連接，控制單元與第二整流濾波單元、充電檢測裝置、報警裝置、充電檢測狀態(tài)顯示單元、副邊耦合線圈單元、逆變器單元連接。

充電檢測裝置包括感應線圈、交直流轉(zhuǎn)換單元、第一AD轉(zhuǎn)換單元、第二AD轉(zhuǎn)換單元；感應線圈、交直流轉(zhuǎn)換單元、第一AD轉(zhuǎn)換單元依次連接；第二AD轉(zhuǎn)換單元與汽車蓄電池連接。

GPS輔助系統(tǒng)將原邊耦合線圈和副邊耦合線圈的相對位置反饋給控制單元，進而能夠使得原邊耦合線圈和副邊耦合線圈中心處于同一垂直于地面的直線上，實現(xiàn)能量傳輸效率的最大化。

變壓器單元、第一整流濾波單元、逆變器單元、原邊耦合線圈單元設(shè)置在充電站；所述副邊耦合線圈單元、GPS輔助系統(tǒng)、第二整流濾波單元、汽車蓄電池、充電檢測裝置、報警裝置、充電檢測狀態(tài)顯示單元、控制單元設(shè)置在汽車上。

其中，本實用新型為了保證充電效率采用了GPS輔助系統(tǒng)：通過GPS定位輔助系統(tǒng)，將位于充電站的原邊耦合線圈單元（發(fā)射線圈）和位于汽車的副邊耦合線圈單元（接收線圈）的相對位置反饋給控制單元，GPS輔助系統(tǒng)檢測原邊和副邊線圈的位置，并將位置比較后得出的位置調(diào)整信息通過無線局域網(wǎng)絡(luò)傳送至控制單元，控制單元通過與副邊耦合線圈單元連接的機械單元調(diào)整副邊耦合線圈單元的位置，進而調(diào)整原邊耦合線圈單元和副邊耦合線圈單元的位置，直到原邊和副邊線圈的位置重合，進而將原副邊線圈處于功率傳輸效率最高的傳輸位置。

充電檢測裝置：檢測副邊線圈單元的感應電流和感應電壓值，并將檢測的交流信號轉(zhuǎn)換為直流信號輸入到控制單元，控制單元通過充電檢測單元檢測出的副邊線圈單元的感應電流和感應電壓值的大小來判斷電動汽車的充電情況。在檢測出的感應電流較小或者為零時，說明電動汽車蓄電池快要充滿或者已經(jīng)充滿不再需要充電，在不再需要充電的情況下，控制單元將此信息通過無線信號發(fā)射器和無線信號接收器直接反饋給逆變器單元，逆變器單元停止功率輸出，同時通過無線傳輸將信息反饋給充電檢測狀態(tài)顯示單元中。

充電檢測裝置：檢測電動汽車蓄電池中充電線路的問題，充電檢測裝置的檢測信息通過無線局域網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇刂茊卧?，若電動汽車有充電線路短路等異常情況，則控制單元通過報警單元開始報警。其中報警單元可以采用5V的蜂鳴器實現(xiàn)。

逆變器單元：包含功率逆變器和無線信號接收器,功率逆變器采用單獨的DSP控制器來實現(xiàn)?？刂茊卧?MSP430單片機、無線信號發(fā)射器和使副邊耦合線圈在平面范圍內(nèi)移動的機械結(jié)構(gòu)；無線信號發(fā)射器、機械結(jié)構(gòu)分別與MSP430單片機連接；無線信號發(fā)射器、無線信號接收器、功率逆變器依次連接。