本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無線充電發(fā)射裝置、無線充電系統(tǒng)和電動汽車。

背景技術(shù)：

電動汽車具有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，隨著人們環(huán)保意識的提高，電動汽車也越來越受到人們的青睞。隨著電動汽車的普及，電動汽車的充電技術(shù)也應(yīng)相應(yīng)跟進(jìn)。目前，一般通過在充電場所建造插線式的充電樁為電動汽車充電。為提高便利性和用電安全性，越來越多的充電場所正在建造能夠進(jìn)行無線充電的充電樁。

相關(guān)技術(shù)中的無線充電是通過磁感應(yīng)式一對一無線充電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，即一個發(fā)射線圈模組與一個接收線圈模組之間通過近場磁場感應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量的非接觸式傳輸。充電樁安裝有發(fā)射線圈模組，可為安裝有接收線圈模組的電動汽車充電。

不同類型電動汽車的體積與載重不同，因而充電功率需求也不同。在不同的充電功率需求下，接收線圈的面積和/或匝數(shù)不同，對發(fā)射線圈的面積和/或匝數(shù)的要求也不同。如果發(fā)射線圈的面積和/或匝數(shù)與接收線圈的面積和/或匝數(shù)不匹配，則發(fā)射線圈和接收線圈的耦合系數(shù)較小，從而導(dǎo)致充電效率較低。舉例而言，小型的乘用車體積與載重較小，動力電池的容量較小，所需要的充電功率也較小，因此其接收線圈較小。如果使用大型的發(fā)射線圈對其進(jìn)行充電，則很可能因匝數(shù)的不匹配而造成充電效率低下，并且該接收線圈無法覆蓋發(fā)射線圈的磁場，多余的磁場可能會在其他裸露的金屬中形成渦流，進(jìn)而可能造成該金屬熔毀等安全事故。此外，如果一種充電樁僅能為一種類型的電動汽車充電，則必然要對應(yīng)多種類型的電動汽車建造多種充電樁，這種適用性較差的充電樁將加大充電場所的建造成本與土地需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種無線充電發(fā)射裝置，能夠提高無線充電的效率和安全性，并且其適用性較廣。

本發(fā)明的第二個目的在于提出一種無線充電系統(tǒng)。

本發(fā)明的第三個目的在于提出一種電動汽車。

根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置，包括：發(fā)射線圈，所述發(fā)射線圈包括N個接線端子，其中，N為大于1的整數(shù)；電源模塊，所述電源模塊的第一輸出端與所述N個接線端子中的第一接線端子相連，所述電源模塊的第二輸出端分別通過N-1個可控開關(guān)與所述N個接線端子中的第二至第N接線端子對應(yīng)相連；接收模塊，所述接收模塊用于接收待充電設(shè)備的充電請求信息；控制模塊，所述控制模塊分別與所述接收模塊和所述N-1個可控開關(guān)的控制端相連，所述控制模塊用于根據(jù)所述充電請求信息對所述N-1個可控開關(guān)進(jìn)行控制，以使所述電源模塊通過所述發(fā)射線圈為所述待充電設(shè)備提供電能。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)電動汽車的充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與電動汽車中接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。同時，由于該無線充電裝置能夠適用于充電功率需求不同的電動汽車，適用性較廣，能夠大大降低充電場所的建造成本。

根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā)明第一方面實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)電動汽車的充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與電動汽車中接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。同時，由于該無線充電裝置能夠適用于充電功率需求不同的電動汽車，適用性較廣，能夠大大降低充電場所的建造成本。

根據(jù)本發(fā)明第三方面實(shí)施例的電動汽車，包括根據(jù)本發(fā)明第二方面實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置、無線充電系統(tǒng)和電動汽車。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置，包括：發(fā)射線圈10、電源模塊20、接收模塊30和控制模塊40。

其中，發(fā)射線圈10包括N個接線端子，其中，N為大于1的整數(shù)。電源模塊20的第一輸出端與N個接線端子中的第一接線端子相連，電源模塊20的第二輸出端分別通過N-1個可控開關(guān)與N個接線端子中的第二至第N接線端子對應(yīng)相連。其中，第一接線端子與第二至第N接線端子中任一接線端子之間的線圈面積和/或匝數(shù)不同。具體地，第一接線端子和第N接線端子可分別從線圈的兩端引出，第二至第N-1接線端子可從線圈中的預(yù)設(shè)位置引出。其中，預(yù)設(shè)位置與線圈的具體面積和/或匝數(shù)相對應(yīng)。

接收模塊30用于接收待充電設(shè)備的充電請求信息。控制模塊40分別與接收模塊30和N-1個可控開關(guān)的控制端相連，控制模塊40用于根據(jù)充電請求信息對N-1個可控開關(guān)進(jìn)行控制，以使電源模塊20通過發(fā)射線圈10為待充電設(shè)備提供電能。其中，充電請求信息包括待充電設(shè)備的充電功率信息。具體地，控制模塊40可根據(jù)充電功率信息控制N-1個可控開關(guān)中對應(yīng)的一個可控開關(guān)閉合，并控制N-1個可控開關(guān)中其他可控開關(guān)打開，以使電源模塊20通過對應(yīng)面積和/或匝數(shù)的線圈為待充電設(shè)備提供電能。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。為便于示例，在圖2中N可取3。如圖2所示，發(fā)射線圈10可包括接線端子E0、E1和E2。圖3為該發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，發(fā)射線圈10可包括鐵氧體磁片和線圈，其中，線圈以平面中心對齊的方式固定在鐵氧體磁片上，鐵氧體磁片可用于電磁屏蔽和改善環(huán)境磁導(dǎo)率，提高能量傳輸?shù)男?。第一接線端子E0可位于線圈的一端，第二接線端子E2可從線圈中的預(yù)設(shè)位置引出，第三接線端子E1可位于線圈的另一端，由此，E0與E1之間的線圈面積和/或匝數(shù)和E0與E2之間的線圈面積和/或匝數(shù)不同。電源轉(zhuǎn)換模塊20的第一輸出端To1可與E0相連，電源轉(zhuǎn)換模塊20的第二輸出端To2可通過可控開關(guān)K1與E1相連，并通過可控開關(guān)K2與E2相連。由此，在可控開關(guān)K1閉合、K2打開時，電源轉(zhuǎn)換模塊20可通過 E0和E1與發(fā)射線圈10接通，以構(gòu)成回路；在可控開關(guān)K2閉合、K1打開時，電源轉(zhuǎn)換模塊20可通過E0和E2與發(fā)射線圈10接通，以構(gòu)成回路。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，如圖4所示，在待充電設(shè)備側(cè)還可包括接收線圈50和充電控制回路60。其中，接收線圈50還串聯(lián)有第一電容C3和第一二極管D，充電控制回路60還并聯(lián)有第二電容C4。待充電設(shè)備可通過接收線圈50將發(fā)射線圈10產(chǎn)生的電磁場轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢，并通過感應(yīng)電動勢為待充電設(shè)備提供電能。充電控制回路60可獲取待充電設(shè)備的充電請求信息，并通過發(fā)送模塊70將待充電設(shè)備的充電請求信息發(fā)送至接收模塊30。在本發(fā)明的實(shí)施例中，發(fā)送模塊70和接收模塊30可均為射頻模塊。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，待充電設(shè)備可為電動汽車的動力電池。應(yīng)當(dāng)理解，電動汽車動力電池的充電功率越高，其接收線圈的面積和/或匝數(shù)越大，為提高發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)，相應(yīng)地，發(fā)射線圈的面積和/或匝數(shù)也應(yīng)越大。因此，可根據(jù)充電功率信息，控制對應(yīng)的可控開關(guān)閉合，并控制其他可控開關(guān)打開，使發(fā)射線圈以對應(yīng)的面積和/或匝數(shù)接入回路，從而在電源模塊通過發(fā)射線圈為動力電池提供電能時，發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)達(dá)到最優(yōu)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)電動汽車的充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與電動汽車中接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。同時，由于該無線充電裝置能夠適用于充電功率需求不同的電動汽車，適用性較廣，能夠大大降低充電場所的建造成本。

此外，在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，電源模塊20的第二輸出端與N-1個可控開關(guān)K之間還可分別串聯(lián)有諧振電容。如圖2所示，可通過C1和C2分別與K1和K2串聯(lián)，從而在可控開關(guān)K1或K2閉合時可分別與發(fā)射線圈10構(gòu)成諧振回路，能夠?yàn)V除電路中不需要的電信號，并能夠調(diào)整功率因數(shù)，從而提高電路的品質(zhì)。

應(yīng)當(dāng)理解，發(fā)射線圈的輸入端需連接交流輸入，因此，本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置還可包括電源轉(zhuǎn)換模塊。在電源模塊的輸出為直流輸出時，電源轉(zhuǎn)換模塊可將電源模塊的直流輸出轉(zhuǎn)換為交流輸出。

在為待充電設(shè)備充電的過程中，還可通過相關(guān)控制來確保電流的平穩(wěn)。如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置還可包括電流檢測模塊80。電流檢測模塊80用于檢測流過發(fā)射線圈10的電流值。在本發(fā)明的實(shí)施例中，接收模塊30還接收待充電設(shè)備的充電狀態(tài)信息，控制模塊40可根據(jù)充電狀態(tài)信息和電流值對電源轉(zhuǎn)換模塊20進(jìn)行PID(Proportion Integration Differentiation，比例積分微分)調(diào)節(jié)。具體地，參照圖2，電流檢測模塊80可包括：第一電阻R和第一放大器A，第一電阻R串聯(lián)在電源轉(zhuǎn)換模塊20的第 一輸出端To1與N個接線端子中的一個接線端子之間；第一放大器A的輸入端與第一電阻R并聯(lián)，第一放大器A的輸出端與控制模塊40相連。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，充電狀態(tài)信息可為由發(fā)送模塊70周期性發(fā)送的動力電池的荷電狀態(tài)。由此，控制模塊40通過根據(jù)動力電池荷電狀態(tài)和流過發(fā)射線圈10的電流值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，能夠確保充電過程的平穩(wěn)。

對應(yīng)上述實(shí)施例，本發(fā)明還提出一種無線充電系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)，包括根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的無線充電發(fā)射裝置，還包括無線充電接收裝置，無線充電接收裝置包括：充電控制回路，用于獲取待充電設(shè)備的充電請求信息；發(fā)送模塊，用于發(fā)送充電請求信息；接收線圈，用于將發(fā)射線圈產(chǎn)生的電磁場轉(zhuǎn)換為感應(yīng)電動勢，并通過感應(yīng)電動勢為待充電設(shè)備提供電能。

無線充電接收裝置還包括：相互串聯(lián)的第一電容和第一二極管，相互串聯(lián)的第一電容和第一二極管與接收線圈串聯(lián)；第二電容，第二電容與充電控制回路并聯(lián)。

更具體的實(shí)施方式可參照上述實(shí)施例，為避免冗余，在此不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)電動汽車的充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與電動汽車中接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。同時，由于該無線充電裝置能夠適用于充電功率需求不同的電動汽車，適用性較廣，能夠大大降低充電場所的建造成本。

對應(yīng)上述實(shí)施例，本發(fā)明還提出一種電動汽車。

本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車，包括根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的無線充電系統(tǒng)，其具體的實(shí)施方式可參照上述實(shí)施例，在此不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動汽車，根據(jù)充電請求信息控制可控開關(guān)，以控制發(fā)射線圈通過對應(yīng)的接線端子與電源轉(zhuǎn)換模塊的輸出端相連，由此，能夠根據(jù)充電功率需求等信息選擇發(fā)射線圈接入電路的面積和/或匝數(shù)，提高發(fā)射線圈與接收線圈的耦合系數(shù)，從而提高了無線充電的效率和安全性。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。