電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)，尤其涉及一種用于電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，我國的汽車保有量越來越多，進(jìn)一步加劇了我國的石油資源短缺。因此發(fā)展新能源汽車是實(shí)現(xiàn)我國能源安全、環(huán)境保護(hù)以及中國汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式、可持續(xù)發(fā)展的需要。近年來，國家正對電動(dòng)汽車出臺了一系列的相關(guān)政策，并正在逐步普及。但電動(dòng)汽車的普及也遇到了自身的缺陷所困，其中電動(dòng)汽車的充電則是駕駛者們遇到的一個(gè)大難題。隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展以及各大車廠對電動(dòng)汽車的投入，使電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)得到了高速的發(fā)展。如在有些電動(dòng)公交車的?？奎c(diǎn)的地底下埋置了無線充電發(fā)射線圈，該方式不但要求公交司機(jī)準(zhǔn)確將公交車?？吭跓o線充電發(fā)射線圈正上方，使電動(dòng)公交車底部的接收線圈與埋置地底下的無線充電發(fā)射線圈正對齊，這不但不能解決傳統(tǒng)有線充電的麻煩，同時(shí)還制造了一些麻煩。這種要求駕駛者每次充電都需要將車輛準(zhǔn)確?？吭跓o線充電裝置正上方的麻煩，對于大多數(shù)的駕駛者而言這顯然不是一個(gè)好的技術(shù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了無線充電裝置自動(dòng)對準(zhǔn)、無需駕駛者每次充電都將車輛準(zhǔn)確停靠在無線充電裝置正上方的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明用于解決上述問題主要是通過以下技術(shù)方案解決的:
[0005]電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)射裝置以及電動(dòng)汽車無線充電接收裝置，所述無線充電發(fā)射裝置包括電源管理模塊、高頻能量轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射線圈、定位檢測收發(fā)模塊、通訊及控制模塊、存儲模塊以及橫向、縱向移動(dòng)及垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊；所述電動(dòng)汽車無線充電接收裝置包括接收線圈、定位標(biāo)簽以及整流輸出配電管理模塊；
[0006]所述電源管理模塊采用全橋整流濾波穩(wěn)壓電路構(gòu)成，用于給無線充電發(fā)射裝置內(nèi)的模塊提供相應(yīng)的供電電源；
[0007]所述通訊及控制模塊產(chǎn)生頻率范圍為1KHz?90KHz的高頻方波信號；并將信號輸送給高頻能量轉(zhuǎn)換模塊；
[0008]所述高頻能量轉(zhuǎn)換模塊由高頻振蕩電路、功率放大電路和諧振調(diào)諧電路構(gòu)成，用于將通訊及控制模塊輸入的高頻方波轉(zhuǎn)換成高頻電磁能量；
[0009]所述發(fā)射線圈采用絕緣導(dǎo)線環(huán)繞形成線圈，通過導(dǎo)線與所述高頻能量轉(zhuǎn)換模塊相連接，用于發(fā)射來自高頻能量轉(zhuǎn)換模塊的高頻電磁能量；
[0010]所述定位檢測收發(fā)模塊向定位標(biāo)簽發(fā)送脈沖信號，并接收來自定位標(biāo)簽反饋的脈沖信號，通用于計(jì)算出當(dāng)前無線充電接收線圈的位置信息；
[0011]所述通訊及控制模塊根據(jù)定位檢測收發(fā)模塊計(jì)算的位置信息產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號輸送至橫向、縱向移動(dòng)和垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊；所述橫向、縱向移動(dòng)和垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制集成電路，根據(jù)控制信號驅(qū)動(dòng)橫向、縱向和垂直方向的三路電極，帶動(dòng)無線充電發(fā)射裝置的平面移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)射線圈與接收線圈中心對齊；之后再調(diào)整無線充電發(fā)射裝置的垂直升降，實(shí)現(xiàn)發(fā)射線圈與接收線圈緊密耦合；
[0012]所述接收線圈采用絕緣導(dǎo)線環(huán)繞形成線圈，通過導(dǎo)線與整流輸出配電管理模塊相連接，用于接收來自發(fā)射線圈發(fā)射的高頻能量；
[0013]所述整流輸出配電管理模塊采用高頻整流橋電路將來自無線充電接收線圈的高頻AC電流整流穩(wěn)壓成電動(dòng)汽車電池充電所需電壓。
[0014]在所述橫向、縱向移動(dòng)和垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊還設(shè)有角度傳感器，用于檢測各方向移動(dòng)和升降的角度并計(jì)數(shù)，得出各方向的移動(dòng)和升降距離，并將每一步的移動(dòng)方向、距離及升降距離信息存入存儲模塊；
[0015]所述電動(dòng)汽車電池充滿電后，所述通訊及控制模塊讀取存儲模塊中存儲的無線充電發(fā)射裝置每一步的移動(dòng)方向、距離及升降距離信息，并發(fā)送給橫向、縱向移動(dòng)和垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊，控制無線充電發(fā)射裝置自動(dòng)回位。
[0016]所述無線充電發(fā)射裝置還包括自動(dòng)避障檢測模塊，所述自動(dòng)避障檢測模塊采用紅外檢測原理。
[0017]所述無線充電發(fā)射裝置還包括線圈電流電壓采集模塊，所述線圈電流電壓采集模塊采用A/D采集電路，將發(fā)射線圈發(fā)射中通過的電流和產(chǎn)生的電壓轉(zhuǎn)換成通訊及控制模塊所需的數(shù)字信號，發(fā)送給通訊及控制模塊，用于計(jì)算當(dāng)前的充電效率。
[0018]所述無線充電發(fā)射裝置還包括第一無線收發(fā)模塊，所述電動(dòng)汽車無線充電接收裝置還包括第二無線收發(fā)模塊；所述第一無線收發(fā)模塊與所述第二無線收發(fā)模塊集成短距離通信和無線通信模塊；所述整流輸出配電管理模塊通過電流采集電路實(shí)時(shí)采集當(dāng)前電池的充電電量需求信息，并將所述信息通過第二無線收發(fā)模塊發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊。
[0019]有益效果:
[0020]本發(fā)明的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)，通過控制無線充電發(fā)射裝置的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車無線充電接收裝置和無線充電發(fā)射裝置的準(zhǔn)確對準(zhǔn)，節(jié)省了駕駛者每次充電都需要將車輛準(zhǔn)確?？吭跓o線充電裝置正上方的麻煩，節(jié)省了能源，保障了充電安全。同時(shí)，在大多停車區(qū)可不做任何改動(dòng)下，輕松實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車無線充電，駕駛者可通過手機(jī)即可控制和監(jiān)測當(dāng)前電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)，具有非常廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
:
[0021]圖1為與本發(fā)明實(shí)施例一致的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖中，1、電力輸送控制柜；2、電力線；3、無線充電發(fā)射裝置；4、電動(dòng)汽車無線充電接收裝置。
[0023]圖2為與本發(fā)明實(shí)施例一致的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)的原理圖。
[0024]圖中，5、AC市電；6、電力輸送控制模塊；7、電源管理模塊；8、通訊及控制模塊；9、高頻能量轉(zhuǎn)換模塊；10、線圈電流電壓采集模塊；11、第一無線收發(fā)模塊；12、橫向、縱向移動(dòng)及垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊；13、存儲模塊；14、自動(dòng)避障檢測模塊；15、定位檢測收發(fā)模塊；16、發(fā)射線圈；17、接收線圈；18、定位標(biāo)簽；19、整流輸出配電管理模塊；20、第二無線收發(fā)模塊；21、電動(dòng)車電池。
【具體實(shí)施方式】
:
[0025]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
[0026]如圖1所示，本發(fā)明的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)主要包括電力輸送控制柜1，電力線2，無線充電發(fā)射裝置3以及電動(dòng)汽車無線充電接收裝置4。電力輸送控制柜I與無線充電發(fā)射裝置3通過電力線2相連接，用于交流市電的輸送；電動(dòng)汽車無線充電接收裝置4安裝在汽車前、后端底部的兩輪之間。
[0027]如圖2所示，電力輸送控制柜I包括AC市電5、電力輸送控制模塊6、通信模塊；無線充電發(fā)射裝置3包括電源管理模塊7、通訊及控制模塊8、高頻能量轉(zhuǎn)換模塊9、線圈電流電壓采集模塊10、第一無線收發(fā)模塊11、橫向、縱向移動(dòng)及垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊12、存儲模塊13、自動(dòng)避障檢測模塊14、定位檢測收發(fā)模塊15以及發(fā)射線圈16 ;電動(dòng)汽車無線充電接收模塊4包括接收線圈17、定位標(biāo)簽18、整流輸出配電管理模塊19以及第二無線收發(fā)模塊20。
[0028]以上發(fā)射裝置、接收裝置、電力輸送控制柜和電力線共同組成一套完整的電動(dòng)汽車自動(dòng)無線充電收發(fā)系統(tǒng)。
[0029]電力輸送控制模塊6由AC市電開關(guān)控制模塊和通信模塊組成，電力輸送控制模塊6根據(jù)通信模塊接收到的駕駛者手機(jī)端發(fā)送開啟充電NFC (Near Field Communicat1n)請求后，通過電力輸送控制模塊6上的繼電器吸合，接通AC市電5與無線充電發(fā)射裝置3的連接，實(shí)現(xiàn)AC市電的輸送；其開啟信號不限于NFC(Near Field Communicat1n)信號；接通AC市電5與無線充電發(fā)射裝置3的連接不限于繼電器連接。通信模塊采用短距離無線通信技術(shù)和4G通信技術(shù)，接收手機(jī)發(fā)出的用于開啟充電的短距離通信信號，并將充電狀態(tài)通過4G通信網(wǎng)絡(luò)傳送至駕駛者手機(jī)中，用于提醒當(dāng)前電動(dòng)汽車的充電狀態(tài)。駕駛者可通過手機(jī)發(fā)送信息至電力輸送控制模塊6實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車充電控制，主要用于切斷電力輸送控制模塊6上的市電接入開關(guān)，以在電動(dòng)汽車充滿之后的斷電。
[0030]電源管理模塊7通過電力線2連接電力輸送控制柜1，采用全橋整流濾波穩(wěn)壓電路結(jié)構(gòu)，用于給無線充電發(fā)射裝置3內(nèi)的通訊及控制模塊8、高頻能量轉(zhuǎn)換模塊9、第一無線收發(fā)模塊11、橫向、縱向移動(dòng)及垂直升降控制驅(qū)動(dòng)模塊12、存儲模塊13、自避障檢測模塊14和定位檢測收發(fā)模塊15等提供相應(yīng)的供電電源。
[0031]經(jīng)電源管理模塊7的全橋整流濾波穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換后的直流輸入通訊及控制模塊8，產(chǎn)生頻率范圍為1KHz?90KHz的高頻方波信號；高頻能量轉(zhuǎn)換模塊9采用高頻振蕩電路、功率放大電路和諧振調(diào)諧電路構(gòu)成，用于將通訊及控制模塊8輸入的高頻方波轉(zhuǎn)換成高頻電磁能量，之后輸送給發(fā)射線圈16 ;發(fā)射線圈16采用絕緣導(dǎo)線環(huán)繞形成線圈，通過導(dǎo)線與無線充電發(fā)射裝置3內(nèi)的高頻能量轉(zhuǎn)換模塊9相連接，用于發(fā)射來自高頻能量轉(zhuǎn)換模塊9的高頻能量。電動(dòng)汽車無線充電接收裝置4中的接收線圈17采用絕緣導(dǎo)線環(huán)繞形成線圈，通過導(dǎo)線與整流輸出配電管理模塊19相連接；用于接收來自無線充電發(fā)射裝置3的發(fā)射線圈16發(fā)射的高頻能量；整流輸出配電管理模塊19由電容串并構(gòu)成的諧振電路、橋式整流電路和電流采樣電路構(gòu)成，電容與接收線圈17構(gòu)成串并諧振電路，將電磁能量轉(zhuǎn)換成高頻AC電能，采用了高頻整流橋電路將來自接收線圈17上的高頻AC整流穩(wěn)壓成電動(dòng)汽車電池21充電所需的電壓，電流采樣電路采用AD檢測電路用于采集經(jīng)高頻整流橋電路輸出至汽車電池21的充電電流檢測。