專利名稱:無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的電動(dòng)汽車是以電能作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的汽車,有著環(huán)保,污染少等特點(diǎn),因此,電動(dòng)汽車受到了高度重視。歐美及中國(guó)等國(guó)家投入重金,鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)等部門推進(jìn)電動(dòng)汽車的研發(fā)、生產(chǎn)。同時(shí),對(duì)電動(dòng)汽車的購(gòu)買也有一定的補(bǔ)貼。但由于電動(dòng)汽車電池存儲(chǔ)的電能有限,不能滿足遠(yuǎn)距離長(zhǎng)途行駛,嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車的發(fā)展和推廣。如何對(duì)電動(dòng)汽車及時(shí)、快速的補(bǔ)充電能,成為電動(dòng)汽車普及的關(guān)鍵因素之一。目前,對(duì)電動(dòng)汽車充電的方式有直接接觸充電和非接觸充電?,F(xiàn)在大部分采用的是接觸充電。但由于接觸充電需要接觸,接觸點(diǎn)間瞬間通有高壓大電流,存在潛在危險(xiǎn),而且容易受到污染,雨水等影響,使得接觸充電不是最佳的充電方式。而在非接觸充電中,由于電磁諧振無(wú)線充電方式有著傳輸距離較遠(yuǎn),電能功率傳輸小,難以滿足電動(dòng)汽車對(duì)安全、快速的充電要求。此外,現(xiàn)有的充電系統(tǒng)也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)駛?cè)氤潆妳^(qū)域的電動(dòng)汽車進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并充電。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),旨在提供一種安全的、可以對(duì)進(jìn)行充電區(qū)域的電動(dòng)汽車進(jìn)行自動(dòng)充電的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型提出一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),包括無(wú)線電能傳輸裝置和無(wú)線電能接收裝置,其中,所述無(wú)線電能傳輸裝置包括接收電池需求信號(hào)的第一無(wú)線通信單元;用于將電池需求信號(hào)轉(zhuǎn)換處理的中央處理單元;用于接收電能的電能輸入端;與所述中央處理單元連接且與所述電能輸入端連接的用于調(diào)控輸入電源參數(shù)并傳輸電能的電能調(diào)控傳輸單兀; 所述無(wú)線電能接收裝置包括用于發(fā)送電池需求信號(hào)的第二無(wú)線通信單元;用于接收所述電能調(diào)控傳輸單元輸出電能的電能接收單元;與所述第二無(wú)線通信單元連接且與所述電能接收單元連接的用于讀取充電汽車電池信息并發(fā)送至所述第二無(wú)線通信單元的充電管理單元。優(yōu)選地,所述無(wú)線電能傳輸裝置還包括與所述中央處理單元連接的用于顯示充電狀態(tài)的顯示單元。優(yōu)選地,所述中央處理單元包括與所述第一無(wú)線通信單元連接且與所述顯示單元連接的用于處理來(lái)自第一無(wú)線通信單元數(shù)據(jù)的第一中央處理器。[0017]優(yōu)選地,所述中央處理單元還包括與所述第一中央處理器連接的存儲(chǔ)器。優(yōu)選地,所述電能調(diào)控傳輸單元包括與所述電能輸入端連接的開(kāi)關(guān)、以及與該開(kāi)關(guān)依次連接的控制器、振蕩器、功放和發(fā)射線圈,所述控制器還分別與所述振蕩器、功放和第一中央處理器連接,所述開(kāi)關(guān)與所述第一中央處理器連接。優(yōu)選地,所述控制器和振蕩器之間還設(shè)有用于將交流電源轉(zhuǎn)化為直流電源的AC/DC轉(zhuǎn)換單元。優(yōu)選地,所述發(fā)射線圈和功放之間還設(shè)有用于檢測(cè)所述發(fā)射線圈信號(hào)的第一檢測(cè)模塊,該第一檢測(cè)模塊還與所述第一中央處理器連接。優(yōu)選地,所述充電管理單元包括與所述第二無(wú)線通信單元連接的第二中央處理器;與該第二中央處理器連接的用于檢測(cè)電動(dòng)汽車電池相關(guān)數(shù)據(jù)的第二檢測(cè)模塊;與所述第二中央處理器連接且與所述電能接收單元連接的DC/DC轉(zhuǎn)換單元;與該DC/DC轉(zhuǎn)換單元連接且與所述第二檢測(cè)模塊連接的電動(dòng)汽車電池。通過(guò)設(shè)定充電管理單元檢測(cè)電動(dòng)汽車是否在充電區(qū)域中內(nèi)并讀取電動(dòng)汽車電池的型號(hào)并自動(dòng)進(jìn)行電動(dòng)汽車的電池充電,使本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)在電動(dòng)汽車駛?cè)氤潆妳^(qū)域后就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電,不需要人工將電池與電源連接進(jìn)行充電,同時(shí),本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的接觸式充電,通過(guò)無(wú)線傳輸電能更加安全。
圖1為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中無(wú)線電能傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中無(wú)線電能接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例,參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例就本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。參照?qǐng)D1,圖1為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中,一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),包括無(wú)線電能傳輸裝置10和無(wú)線電能接收裝置20,其中,無(wú)線電能傳輸裝置10包括接收無(wú)線電能接收裝置20發(fā)出電池需求信號(hào)的第一無(wú)線通信單元11;與第一無(wú)線通信單元11連接的用于將電池需求信號(hào)轉(zhuǎn)換處理的中央處理單元12 ;與外部電源連接的用于接收電能的電能輸入端13 ;與中央處理單元12連接且與電能輸入端13連接的用于調(diào)控輸入電源參數(shù)的并傳輸電能的電能調(diào)控傳輸單元14。無(wú)線電能接收裝置20包括與第一無(wú)線通信單元11無(wú)線連接的用于發(fā)送電池需求信號(hào)的第二無(wú)線通信單元21 ;與電能調(diào)控傳輸單元14無(wú)線連接的用于接收電能調(diào)控傳輸單元14輸出電能的電能接收單元22 ;與第二無(wú)線通信單元21連接且與電能接收單元22連接的用于讀取充電汽車電池信息并發(fā)送給第二無(wú)線通信單元21的充電管理單元23。中央處理單元12用來(lái)接收來(lái)至第一無(wú)線通信單元11和電能調(diào)控傳輸單元14來(lái)的信號(hào),并控制電能調(diào)控傳輸單元14輸出電能的相關(guān)參數(shù)。充電管理單元23可以檢測(cè)電動(dòng)汽車的存在與否,并讀取電池型號(hào),調(diào)制電能接收單元22傳輸來(lái)的電參數(shù)等。充電管理單元23將電動(dòng)汽車的型號(hào)發(fā)送到第二無(wú)線通信單元21,并接收從電能接收單元22傳輸過(guò)來(lái)的電能用來(lái)給電動(dòng)汽車電池的充電。本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的無(wú)線電能接收裝置安裝于電動(dòng)汽車上。工作時(shí),充電管理單元23首先檢測(cè)電動(dòng)汽車是否行駛到該充電區(qū)域內(nèi),如果檢測(cè)結(jié)果為否,則繼續(xù)檢測(cè);檢測(cè)結(jié)果為是,則充電管理單元23先讀取電動(dòng)汽車的ID (Identity,身份標(biāo)識(shí)碼)、電動(dòng)汽車的型號(hào)以及用于無(wú)線充電的電磁諧振頻率等。讀取后將這些信息經(jīng)第二無(wú)線通信單元21無(wú)線傳輸給第一無(wú)線通信單元11,然后,中央處理單元12接收從第一無(wú)線通信單元11傳輸過(guò)來(lái)的充電的相應(yīng)信號(hào)后,經(jīng)過(guò)分析、處理,從而控制電能調(diào)控傳輸單元14將從電能輸入端13輸入的電壓調(diào)整到合適的電壓、電流和頻率等參數(shù)后,再通過(guò)電能調(diào)控傳輸單元14無(wú)線傳送電能給到電能接收單元22,電能接收單元22再將此電能輸出給到充電管理單元23后,在充電管理單元23中完成持續(xù)對(duì)電動(dòng)汽車的電池進(jìn)行充電的過(guò)程。此外,第一無(wú)線通信單元11與第二無(wú)線通信單元21之間的通信方式可以是藍(lán)牙、UffB(Ultra Wideband,超寬帶)、RFID (Radio Frequency Identification,射頻識(shí)別技術(shù))和ZigBee (紫蜂)等短距離通信方式,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為自動(dòng)檢測(cè)充電區(qū)域的是否存在、電動(dòng)汽車ID (Identity,身份標(biāo)識(shí)號(hào)碼)以及電動(dòng)汽車電池型號(hào)如充電電壓、電流、電量等。通過(guò)設(shè)定充電管理單元23檢測(cè)電動(dòng)汽車是否在充電區(qū)域中內(nèi)并讀取電動(dòng)汽車電池的型號(hào)并自動(dòng)進(jìn)行電動(dòng)汽車的電池充電,使本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)在電動(dòng)汽車駛?cè)氤潆妳^(qū)域后就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電,不需要人工將電池與電源連接進(jìn)行充電,同時(shí),本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的接觸式充電,通過(guò)無(wú)線傳輸電能更加安全。在上述實(shí)施例中,無(wú)線電能傳輸裝置10還包括與中央處理單元12連接的用于顯示充電狀態(tài)的顯示單元15。中央處理單元12接收來(lái)至第一無(wú)線通信單元11和電能調(diào)控傳輸單元14來(lái)的信號(hào)后,在顯示單元15顯示當(dāng)前電動(dòng)汽車ID、充電狀態(tài)、充電電量和充電時(shí)間等信息,以便了解當(dāng)前電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)。通過(guò)設(shè)置顯示單元15,使本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)工作實(shí)現(xiàn)可視化,用戶可以從顯示單元15里直觀地看到電動(dòng)汽車充電狀態(tài)的相關(guān)信息。參照?qǐng)D2和圖3,圖2為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中無(wú)線電能傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本實(shí)用新型無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中無(wú)線電能接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。具體地,中央處理單元12包括與第一無(wú)線通信單元11連接且與顯示單元15連接的用于處理來(lái)自第一無(wú)線通信單元11數(shù)據(jù)的第一中央處理器121。具體地,電能調(diào)控傳輸單元14包括與電能輸入端13連接的開(kāi)關(guān)141、以及與該開(kāi)關(guān)141依次連接的控制器142、振蕩器143、功放144和發(fā)射線圈145,控制器142還分別與振蕩器143、功放144和第一中央處理器121連接,開(kāi)關(guān)141與第一中央處理器121連接。具體地,充電管理單元23包括與第二無(wú)線通信單元21連接的第二中央處理器231、與該第二中央處理器231連接的用于檢測(cè)電動(dòng)汽車電池相關(guān)數(shù)據(jù)的第二檢測(cè)模塊232、與第二中央處理器231連接且與電能接收單元22連接的DC/DC轉(zhuǎn)換單元233、與該DC/DC轉(zhuǎn)換單元233連接且與第二檢測(cè)模塊232連接的電動(dòng)汽車電池234。[0045]工作時(shí),無(wú)線電能接收裝置20的充電管理單元23中的第二檢測(cè)模塊232檢測(cè)電動(dòng)汽車是否在充電區(qū)域內(nèi)。如果檢測(cè)結(jié)果為否,則繼續(xù)檢測(cè);檢測(cè)結(jié)果為是,則讀取電動(dòng)汽車的ID和電動(dòng)汽車電池234的充電型號(hào),以及用于無(wú)線充電的電磁諧振頻率等數(shù)據(jù),讀取后將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙醒胩幚砥?31,經(jīng)第二中央處理器231處理,一方面作為對(duì)控制DC/DC轉(zhuǎn)換單元233的調(diào)控信號(hào),同時(shí)另一方面第二中央處理器231將電動(dòng)汽車電池234的型號(hào)、諧振頻率等信息經(jīng)第二無(wú)線通信單元21無(wú)線傳輸給無(wú)線電能傳輸裝置10中的第一無(wú)線通信單元11。第一中央處理器121接收到第一無(wú)線通信單元11傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后,經(jīng)過(guò)分析、處理,確定電能調(diào)控傳輸單元14要輸出的電壓、電流、頻率等參數(shù)。然后將這些參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制信號(hào)??刂破?42再根據(jù)第一中央處理器121的控制信號(hào)來(lái)確定調(diào)頻信號(hào),來(lái)調(diào)節(jié)振蕩器143的輸出頻率,并確定調(diào)節(jié)功放144的輸出功率,以及電流、電壓等參數(shù)。然后,發(fā)射線圈145和電能接收單元22產(chǎn)生諧振,將電能無(wú)線傳輸?shù)诫娔芙邮昭b置。在電能接收單元22內(nèi)經(jīng)整流、濾波電路,輸出直流電。由于輸出的直流電,在傳輸?shù)倪^(guò)程中存在不確定因素,有可能存在不滿足充電的情況。這時(shí),直流電流經(jīng)DC/DC轉(zhuǎn)換單元233再次調(diào)節(jié)后,然后對(duì)電池進(jìn)行充電更加安全可靠。同時(shí),DC/DC轉(zhuǎn)換單元233控制信號(hào)發(fā)送至第二中央處理器231。在對(duì)電池的整個(gè)充電過(guò)程中,第二檢測(cè)模塊232 —直檢測(cè)充電狀態(tài),并經(jīng)第二無(wú)線通信單元21傳輸無(wú)線信號(hào)至第一無(wú)線通信單元11,再傳輸給第一中央處理器121。整個(gè)監(jiān)控過(guò)程由第一中央處理器121、控制器142、第二檢測(cè)模塊232、第二中央處理器231完成。在無(wú)線電能接收裝置20中,電動(dòng)汽車電池234、第二檢測(cè)模塊232、第二中央處理器231和DC/DC轉(zhuǎn)換單元233構(gòu)成閉環(huán),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)充電過(guò)程的精確調(diào)控。在上述實(shí)施例中,發(fā)射線圈145和功放144之間還設(shè)有用于檢測(cè)發(fā)射線圈145信號(hào)的第一檢測(cè)模塊146,該第一檢測(cè)模塊146還與第一中央處理器121連接。第一檢測(cè)模塊146檢測(cè)用來(lái)檢測(cè)流向發(fā)射線圈145的電信號(hào),如電壓、電流是否滿足待充電電池的型號(hào)要求。在整個(gè)充電過(guò)程中,實(shí)時(shí)監(jiān)控這些電信號(hào),并且傳輸給中央處理單元12作為發(fā)出控制信號(hào)的參考數(shù)據(jù)。第一檢測(cè)模塊146檢測(cè)頻率、電流、電壓這些電參數(shù),并傳輸?shù)降谝恢醒胩幚砥?21作為反饋信號(hào),從而構(gòu)成閉環(huán)控制。通過(guò)設(shè)置第一檢測(cè)模塊146,使無(wú)線電能傳輸裝置10中的第一中央處理器121、控制器142和第一檢測(cè)模塊146組成一個(gè)閉環(huán)控制,進(jìn)而提高了整個(gè)無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)的控制精度。在上述實(shí)施例中,控制器142和振蕩器143之間還設(shè)有用于將交流電源轉(zhuǎn)化為直流電源的AC/DC轉(zhuǎn)換單元147。當(dāng)?shù)谝恢醒胩幚砥?21接通開(kāi)關(guān)141后,電能輸入端13接入外界電源,控制器142首先檢測(cè)是交流還是直流,如果為交流電,則經(jīng)由控制器142的交流輸出端,再傳輸?shù)紸C/DC轉(zhuǎn)換單元147再依次經(jīng)過(guò)振蕩器143、功放144,再傳輸?shù)桨l(fā)射線圈145。如果是直流電則不需要流經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換,經(jīng)控制器142直接流入振蕩器143。這樣,從電能輸入端13輸入的電能可以為市電,也可以為利用太陽(yáng)能、風(fēng)能發(fā)出的直流電。通過(guò)設(shè)置AC/DC轉(zhuǎn)換單元147,使電能輸入端13接入的電源可以為直流電,也可以為交流電。在上述實(shí)施例中,中央處理單元12還包括與第一中央處理器121連接的存儲(chǔ)器122。第一中央處理器121可以將充電的關(guān)鍵數(shù)據(jù),比如電動(dòng)汽車ID、電池型號(hào)、諧振頻率、充電電量和充電時(shí)間等存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器122中,以備用戶查詢。通過(guò)設(shè)置存儲(chǔ)器122,使用戶后續(xù)可以方便的查詢充電過(guò)的電動(dòng)汽車的歷史信息。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例,并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍,凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,包括無(wú)線電能傳輸裝置和無(wú)線電能接收裝置,其中, 所述無(wú)線電能傳輸裝置包括 接收電池需求信號(hào)的第一無(wú)線通信單元; 用于將電池需求信號(hào)轉(zhuǎn)換處理的中央處理單元; 用于接收電能的電能輸入端; 與所述中央處理單元連接且與所述電能輸入端連接的用于調(diào)控輸入電源參數(shù)并傳輸電能的電能調(diào)控傳輸單元; 所述無(wú)線電能接收裝置包括 用于發(fā)送電池需求信號(hào)的第二無(wú)線通信單元; 用于接收所述電能調(diào)控傳輸單元輸出電能的電能接收單元; 與所述第二無(wú)線通信單元連接且與所述電能接收單元連接的用于讀取充電汽車電池信息并發(fā)送至所述第二無(wú)線通信單元的充電管理單元。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述無(wú)線電能傳輸裝置還包括與所述中央處理單元連接的用于顯示充電狀態(tài)的顯示單元。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述中央處理單元包括與所述第一無(wú)線通信單元連接且與所述顯示單元連接的用于處理來(lái)自第一無(wú)線通信單元數(shù)據(jù)的第一中央處理器。
4.如權(quán)利要求3所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述中央處理單元還包括與所述第一中央處理器連接的存儲(chǔ)器。
5.如權(quán)利要求4所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述電能調(diào)控傳輸單元包括與所述電能輸入端連接的開(kāi)關(guān)、以及與該開(kāi)關(guān)依次連接的控制器、振蕩器、功放和發(fā)射線圈,所述控制器還分別與所述振蕩器、功放和第一中央處理器連接,所述開(kāi)關(guān)與所述第一中央處理器連接。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述控制器和振蕩器之間還設(shè)有用于將交流電源轉(zhuǎn)化為直流電源的AC/DC轉(zhuǎn)換單元。
7.如權(quán)利要求6所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)射線圈和功放之間還設(shè)有用于檢測(cè)所述發(fā)射線圈信號(hào)的第一檢測(cè)模塊,該第一檢測(cè)模塊還與所述第一中央處理器連接。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),其特征在于,所述充電管理單元包括 與所述第二無(wú)線通信單元連接的第二中央處理器; 與該第二中央處理器連接的用于檢測(cè)電動(dòng)汽車電池相關(guān)數(shù)據(jù)的第二檢測(cè)模塊; 與所述第二中央處理器連接且與所述電能接收單元連接的DC/DC轉(zhuǎn)換單元; 與該DC/DC轉(zhuǎn)換單元連接且與所述第二檢測(cè)模塊連接的電動(dòng)汽車電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng),包括無(wú)線電能傳輸裝置和無(wú)線電能接收裝置,其中,無(wú)線電能傳輸裝置包括第一無(wú)線通信單元、中央處理單元、電能輸入端和電能調(diào)控傳輸單元;無(wú)線電能接收裝置包括第二無(wú)線通信單元、電能接收單元和充電管理單元。當(dāng)電動(dòng)汽車駛?cè)氤潆妳^(qū)域后就可以實(shí)現(xiàn)利用本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)充電,不需要人手工充電,同時(shí),本無(wú)線電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)的接觸式充電,通過(guò)無(wú)線傳輸電能更加安全。
文檔編號(hào)H02J17/00GK202906546SQ20122056331
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者肖乾虎, 翁紹捷, 唐榮年, 高吉 申請(qǐng)人:海南大學(xué)