一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置及無(wú)線充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，屬于電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前應(yīng)用于市場(chǎng)的電動(dòng)汽車的充電方式主要是有線充電方式，但是常規(guī)的有線充電方式存在很多不足之處，充電站需要布設(shè)電源電纜，充電時(shí)通過導(dǎo)線與電動(dòng)汽車的充電裝置連接為電動(dòng)汽車充電，在遇到惡劣天氣時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)露天充電，而且整個(gè)充電過程需要人工操作，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線充電方式的研究是業(yè)內(nèi)各電動(dòng)汽車研究者一直以來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。目前電動(dòng)汽車的無(wú)線充電方式的研究主要關(guān)注在傳輸效率上，但是對(duì)于充電安全性還沒有得到特別的關(guān)注。用于電動(dòng)汽車的電壓一般都在百伏以上，遇到開路或短路，電壓瞬間可達(dá)上千伏，如此高的電壓對(duì)車輛和操作者都會(huì)造成致命的危險(xiǎn)。傳統(tǒng)的諧振式無(wú)線充電器，沒有反饋回路，輸出端設(shè)置有二級(jí)穩(wěn)壓裝置，用于充電保護(hù)。但是充電中一旦接收端開路或者短路時(shí)，輸出電壓過高，造成系統(tǒng)損壞，甚至危及人身安全；另一方面，現(xiàn)有的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置接收端設(shè)置在車輛底部，與設(shè)置于地面上的發(fā)射端位置相對(duì)時(shí)才會(huì)進(jìn)行充電，當(dāng)停車位置出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致發(fā)送與接收盤之間出現(xiàn)較大誤差時(shí)，則會(huì)嚴(yán)重影響電力傳送效率。通信方面，目前采用的無(wú)線通訊用于分別檢測(cè)電動(dòng)汽車是否駛?cè)氤潆娬疽约半姵厥欠癯錆M，一般采用WIFI等無(wú)線通訊，但該類通訊方式受限于通訊網(wǎng)絡(luò)速度，一般反應(yīng)較慢，不能第一時(shí)間控制電動(dòng)汽車蓄電池與電網(wǎng)的連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在利用無(wú)線通訊裝置在充電過程中對(duì)電池電壓、充電器發(fā)射線圈和接收線圈進(jìn)行同步檢測(cè)，一方面保證蓄電池在充電回路中的安全連接，保障充電系統(tǒng)的安全性，另一方面檢測(cè)發(fā)射線圈和接收線圈的位置關(guān)系，提高系統(tǒng)的充電效率。
[0004]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供
[0005]本發(fā)明的有益效果在于:
[0006]1.只有電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到蓄電池輸出端電壓在正常設(shè)定范圍內(nèi)，才激活無(wú)線發(fā)射裝置，發(fā)射關(guān)聯(lián)信號(hào)，無(wú)線信號(hào)接收端接收到關(guān)聯(lián)信號(hào)后激活控制電路，充電裝置開始充電，有效防止了蓄電池端開路、短路以及蓄電池的過充，提高了系統(tǒng)的安全性能。
[0007]2.無(wú)線通信距離可調(diào)節(jié)，只有電磁波接收線圈與電磁波發(fā)射線圈在正常距離范圍內(nèi)，控制電路控制接通充電系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，一旦汽車駛離電磁波發(fā)射線圈或出現(xiàn)偏離正常距離范圍能第一時(shí)關(guān)斷裝置，進(jìn)一步提高充電系統(tǒng)安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)的原理圖；
[0009]I是電磁波發(fā)射線圈，2是電磁波接收線圈，3是無(wú)線信號(hào)接收線圈，4是無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈，5是蓄電池。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面，參照形成本說(shuō)明書的一部分的附圖來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。具體地，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，包括蓄電池5、第一濾波整流電路、第二濾波整流電路、電磁波發(fā)射線圈I和電磁波接收線圈2，所述電磁波發(fā)射線圈I通過第一濾波整流電路與電網(wǎng)相連接，用于將交流電(附圖1中用U、V、W表示)以電磁場(chǎng)的形式發(fā)射至所述電磁波接收線圈；所述電磁波接收線圈通過第二濾波整流電路與蓄電池相連接，用于在所述電磁波發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以接收來(lái)自所述電磁波發(fā)射線圈的電能；還包括無(wú)線通訊裝置，所述無(wú)線通訊裝置包括發(fā)射端與接收端，所述發(fā)射圈與所述接收線圈相對(duì)固定安裝；所述接收端與所述發(fā)射線圈相對(duì)固定安裝。
[0011]參照?qǐng)D1，本發(fā)明電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)包括與電網(wǎng)連接的電能供應(yīng)端和與電動(dòng)汽車連接的電能接收端，其中電能供應(yīng)端包括第一濾波整流電路、高頻逆變電路、電磁波發(fā)射線圈I依次相連接，還包括無(wú)線信號(hào)接收端，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中為無(wú)線信號(hào)接收線圈3，與無(wú)線信號(hào)接收線圈3相連接有諧振電路:用于處于無(wú)線信號(hào)接收線圈3接收到的諧振信號(hào)；信號(hào)處理電路:將諧振信號(hào)邏輯信號(hào)；邏輯判斷使能斷，通過控制電路與高頻逆變電路相連接，用于判斷邏輯信號(hào)以控制高頻逆變電路通斷。其中，高頻逆變電路可以采用全橋逆變電路，其開關(guān)管為功率MOSFET開關(guān)管。電能接收端包括電磁波接收線圈、第二濾波整流電路、蓄電池依次連接，與蓄電池連接的電壓檢測(cè)裝置，功率放大電路、頻率振蕩電路、過欠壓判斷電路、依次設(shè)置于無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4與蓄電池之間。
[0012]電能接收端(車輛方面):啟動(dòng)充電功能后，通過電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)蓄電池電壓，將電壓信號(hào)輸出至過欠壓判斷模塊，判斷蓄電池電壓信號(hào)是否處于正常范圍內(nèi)，若不在正常范圍內(nèi)，判斷蓄電池可能存在短路或者斷路，提示使用者檢查蓄電池狀態(tài)；若蓄電池電壓正常，通過頻率振蕩電路、功率放大電路激活無(wú)線信號(hào)發(fā)射端4，發(fā)出可充電信號(hào)；電能發(fā)射端(電網(wǎng)方面):無(wú)線信號(hào)接收端3接收到可充電信號(hào)，通過諧振電路、信號(hào)處理電路、邏輯判斷使能端及控制電路控制高頻逆變電路開關(guān)功率管通斷，以控制電磁波發(fā)射線圈與電網(wǎng)的通斷。其中，無(wú)線信號(hào)發(fā)射端4與無(wú)線信號(hào)接收端3的通信依賴于二者的距離，當(dāng)無(wú)線信號(hào)發(fā)射端4與無(wú)線信號(hào)接收端3分別為線圈時(shí)，則二者是否通信取決于無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4和無(wú)線信號(hào)接收線圈3的距離d’，本發(fā)明優(yōu)選將無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4和無(wú)線信號(hào)接收線圈3分別固定設(shè)置于電磁波接收線圈2和電磁波發(fā)射線圈I上，最好是充電時(shí)電磁波接收線圈2和電磁波發(fā)射線圈I的距離d與無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4和無(wú)線信號(hào)接收線圈3的距離d’相等，這樣就能保證電磁波發(fā)射線圈I和電磁波接收線圈2達(dá)到可充電距離時(shí)充電電路才接通，有效保證充電效率。
[0013]上述的距離d和距離d’可以設(shè)置為一距離范圍，在該范圍內(nèi)可以認(rèn)為都屬于可以充電的安全距離。對(duì)于充電線圈(電磁波接收線圈2和電磁波發(fā)射線圈I)與通訊線圈(無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4和無(wú)線信號(hào)接收線圈3)的設(shè)置方式，可以選擇將通訊線圈相應(yīng)地設(shè)置于充電線圈的邊緣，即無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4設(shè)置于電磁波接收線圈2的外圍，無(wú)線信號(hào)接收線圈3設(shè)置于電磁波發(fā)射線圈I的外圍，甚至將無(wú)線信號(hào)發(fā)射線圈4與電磁波接收線圈2共同纏繞于鐵氧體磁芯上，無(wú)線信號(hào)接收線圈3與電磁波發(fā)射線圈I共同纏繞于鐵氧體磁芯上。
[0014]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，于電動(dòng)汽車上設(shè)置有電磁波接收線圈2，通過整流濾波電路與蓄電池連接，其中電磁波接收線圈2用于產(chǎn)生交變磁場(chǎng)以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所述電動(dòng)汽車還設(shè)置有無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置4，所述無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置4通過一電壓檢測(cè)裝置與蓄電池5相連接。作為一種優(yōu)選的方式，所述無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射線圈，所述信號(hào)發(fā)射線圈與所述電磁波接收線圈相對(duì)固定設(shè)置。
[0015]本發(fā)明中信號(hào)發(fā)射線圈4與電磁波接收線圈2纏繞于鐵氧體磁芯上，或者信號(hào)發(fā)射線圈設(shè)置于所述電磁波接收線圈邊緣，可以設(shè)置于車輛頂部或底部。當(dāng)電動(dòng)汽車駛近充電裝置時(shí)，啟動(dòng)充電功能，電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到蓄電池輸出端電壓在正常設(shè)定范圍內(nèi)，激活無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置，發(fā)射關(guān)聯(lián)信號(hào)；電動(dòng)汽車行駛至合適的位置，若電動(dòng)汽車上的電磁波接收線圈2和設(shè)置于充電站的電磁波發(fā)射線圈I之間距離d在設(shè)定的范圍內(nèi)，設(shè)置于充電站的無(wú)線信號(hào)接收裝置與設(shè)置于電動(dòng)汽車上的無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置距離d’亦到達(dá)合適的范圍，能夠接收到關(guān)聯(lián)信號(hào)，則控制電路控制電磁波發(fā)射線圈4與電網(wǎng)接通，實(shí)現(xiàn)給電動(dòng)汽車蓄電池充電。充電中若電動(dòng)汽車突然駛離或者誤操作偏離原位置，充電站的無(wú)線信號(hào)接收裝置與設(shè)置于電動(dòng)汽車上的無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置距離d’大于通訊距離，控制電路將控制電磁波發(fā)射線圈4與電網(wǎng)斷開，以保護(hù)充電效率，或者車輛安全。
[0016]本申請(qǐng)描述了電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)及相關(guān)的電動(dòng)汽車，以上描述僅代表本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的優(yōu)選實(shí)施方式，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案思想的改進(jìn)都將屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，設(shè)置電磁波接收線圈，所述電磁波接收線圈通過整流濾波電路與蓄電池連接，其中所述電磁波接收線圈用于產(chǎn)生交變磁場(chǎng)以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其特征在于，所述電動(dòng)汽車還設(shè)置有無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置，所述無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置通過一電壓檢測(cè)裝置與蓄電池相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，其特征在于，所述無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置包括信號(hào)發(fā)射線圈，所述信號(hào)發(fā)射線圈與所述電磁波接收線圈相對(duì)固定設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)射線圈與所述電磁波接收線圈設(shè)置于車輛頂部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，其特征在于，所述電磁波接收線圈纏繞于鐵氧體磁芯上，所述信號(hào)發(fā)射線圈設(shè)置于所述電磁波接收線圈邊緣。5.一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，包括蓄電池、第一濾波整流電路、第二濾波整流電路、電磁波發(fā)射線圈和電磁波接收線圈，所述電磁波發(fā)射線圈通過第一濾波整流電路與電網(wǎng)相連接，用于將交流電以電磁場(chǎng)的形式發(fā)射至所述電能接收裝置；所述電磁波接收線圈通過第二濾波整流電路與蓄電池相連接，用于在所述電磁波發(fā)射線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)以接收來(lái)自所述電磁波發(fā)射線圈的電能；其特征在于， 還包括無(wú)線通訊裝置，所述無(wú)線通訊裝置包括發(fā)射端與接收端，所述發(fā)射端與所述接收線圈相對(duì)固定安裝；所述接收端與所述發(fā)射線圈相對(duì)固定安裝。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端與所述蓄電池之間設(shè)置有電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)蓄電池電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線通訊裝置的接收端和發(fā)射端分別設(shè)置在所述發(fā)射線圈和接收線圈的外側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車無(wú)線充電系統(tǒng)，其特征在于，充電時(shí)所述發(fā)射線圈和接收線圈之間的距離與所述無(wú)線通訊裝置接收端與發(fā)射端之間的距離相等。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車無(wú)線充電裝置，包括電磁波接收線圈，所述電磁波接收線圈通過整流濾波電路與蓄電池連接，其中所述電磁波接收線圈用于產(chǎn)生交變磁場(chǎng)以產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所述電動(dòng)汽車還設(shè)置有無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置，所述無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置通過一電壓檢測(cè)裝置與蓄電池相連接；只有電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到蓄電池輸出端電壓在正常設(shè)定范圍內(nèi)，才激活無(wú)線發(fā)射裝置，發(fā)射關(guān)聯(lián)信號(hào)，無(wú)線信號(hào)接收端接收到關(guān)聯(lián)信號(hào)后激活控制電路，充電裝置開始充電，有效防止了蓄電池端開路、短路以及蓄電池的過充，提高了系統(tǒng)的安全性能。
【IPC分類】H02J7/00, H02J17/00, B60L11/18, H01M10/48
【公開號(hào)】CN105071554
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510536522
【發(fā)明人】寧國(guó)寶, 賈海江, 蔣平
【申請(qǐng)人】天津市松正電動(dòng)汽車技術(shù)股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日