CN105305661A - 一种汽车供电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车供电系统，属于汽车动力领域。所述汽车供电系统包括：发射模块、接收模块及增强模块；发射模块埋设于汽车运行轨道下方，且发射模块与电源连接；接收模块设置在汽车的底部，且接收模块与汽车的电机或电池组电连接，电源提供的高频电流通过发射模块产生交变磁场，接收模块与发射模块发生磁场耦合将交变磁场的磁场能转化为电能，通过增强模块减少漏磁，保证能量的传输效率，从而驱动汽车或为汽车的电池组充电，避免使用导线及接头等设备连接电源及汽车的电池组，实现汽车的无线供电，进而避免了使用导线及接头等设备连接电源及电池组带来的一系列问题。

Description

一种汽车供电系统

技术领域

本发明涉及汽车动力领域，特别涉及一种汽车供电系统。

背景技术

汽车是一种用于载运人员或货物的交通运输工具，目前的汽车通过燃烧汽油或柴油，将汽油或柴油燃烧产生的热能转化为机械能，从而实现汽车的驱动。但是汽油和柴油均是由不可再生的石油提炼而成，石油资源消耗量大，且汽油或柴油燃烧均会产生大量的空气污染物，不能满足国家可持续发展的方针，为了缓解能源与环境的问题，电动汽车凭借其电力可以从煤、核能、水力、风力、光、热等多种一次能源获得且大大减少污染物的排放的优势，发展前景越来越被看好。

目前的电动汽车通过车载的电池组为电动汽车供电，电动汽车工作之前，先通过充电设备如导线和接头等将电动汽车的电池组与电源连接起来，通过电源对电动汽车的电池组进行充电，汽车工作过程中，电池组储存的电能转化为机械能，从而实现电动汽车的驱动。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

由于目前的电动汽车充电过程中使用导线和接头等充电设备连接电源和电动汽车的电池组，为了保证电动汽车的电池组与电源接触良好，且保证充电过程的安全，电动汽车充电过程中必须驻车，而充电过程所需的时间较长，导致电动汽车的使用效率较低；且由于硫化现象的存在，随着电动汽车使用年限的增加，电动汽车的电池组能储存的电量会不断减小，需要驻车充电的频率会随着电动汽车的使用年限不断提高，进一步降低电动汽车的使用效率，且若用户使用过程中电动汽车的电池组中储存的电量耗尽，则会给用户使用电动汽车带来困难。

发明内容

为了解决现有技术的电动汽车充电过程中使用导线和接头等充电设备连接电源和电动汽车电池组，导致电动汽车的使用效率较低，且若用户使用过程中电动汽车的电池组中储存的电量耗尽，则会给用户使用电动汽车带来困难的问题，本发明实施例提供了一种汽车供电系统。所述技术方案如下：

一种汽车供电系统，所述汽车供电系统包括发射模块、接收模块及增强模块；

所述发射模块埋设于汽车运行轨道下方，且所述发射模块与电源连接；

所述接收模块设置在所述汽车的底部，且所述接收模块与所述汽车的电机或电池组电连接；

所述电源提供的高频电流通过所述发射模块产生交变磁场，所述接收模块与所述发射模块发生磁场耦合，将所述交变磁场的磁场能转化为电能，通过所述电能驱动所述汽车或为所述汽车的电池组充电；

所述增强模块设置在所述发射模块与所述接收模块之间，通过所述增强模块减少所述交变磁场漏磁。

进一步地，所述发射模块包括发射线圈和第一电容，所述发射线圈与所述第一电容串联；

所述接收模块包括接收线圈和第三电容，所述接收线圈与所述第三电容串联；

所述增强模块包括至少一个增强线圈和至少一个第二电容，所述至少一个增强线圈与所述至少一个第二电容一一对应，且所述至少一个增强线圈中的每个增强线圈分别和与之对应的第二电容串联。

进一步地，所述发射模块、所述接收模块及所述增强模块的谐振频率相同。

进一步地，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈的轴线共线。

具体地，所述至少一个增强线圈的数量为两个；

两个增强线圈中的一个增强线圈固定在所述汽车上，另一个固定在所述汽车运行轨道下方。

具体地，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈均为励磁线圈。

具体地，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈均为圆形或方形。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过发射模块埋设在汽车运行轨道下方，且发射模块与电源连接，接收模块设置在汽车底部，接收模块与汽车的电机或电池组电连接，电源提供的高频电流通过发射模块产生交变磁场，接收模块与发射模块发生磁场耦合将交变磁场的磁场能转化为电能，通过增强模块减少漏磁，保证能量的传输效率，从而驱动汽车或为汽车的电池组充电，避免使用导线及接头等设备连接电源及汽车的电池组，实现汽车的无线供电，进而避免了使用导线及接头等设备连接电源及电池组带来的一系列问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的汽车供电系统的使用状态示意图；

图2是本发明实施例提供的汽车供电系统的电路结构示意图；

图3是本发明实施例提供的汽车供电系统的工作原理图；

图4是本发明实施例提供的带一个增强线圈的汽车供电系统的发射线圈、增强线圈及接收线圈的位置示意图；

图5是本发明实施例提供的带两个增强线圈的汽车供电系统的发射线圈、增强线圈及接收线圈的位置示意图。

其中：

1电源，

2发射线圈，

3增强线圈，

4接收线圈，

5电机或电池组，

6第一电容，

7第二电容，

8第三电容。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车供电系统，汽车供电系统包括发射模块、接收模块及增强模块；

发射模块埋设于汽车运行轨道下方，且发射模块与电源1连接；

接收模块设置在汽车的底部，且接收模块与汽车的电机或电池组5电连接；

电源1提供的高频电流通过发射模块产生交变磁场，接收模块与发射模块发生磁场耦合，将交变磁场的磁场能转化为电能，通过电能驱动汽车或为汽车的电池组充电；

增强模块设置在发射模块与接收模块之间，通过增强模块减少交变磁场漏磁。

本发明通过发射模块埋设在汽车运行轨道下方，且发射模块与电源1连接，接收模块设置在汽车底部，接收模块与汽车的电机或电池组5电连接，电源1提供的高频电流通过发射模块产生交变磁场，接收模块与发射模块发生磁场耦合将交变磁场的磁场能转化为电能，通过增强模块减少漏磁，保证能量的传输效率，从而驱动汽车或为汽车的电池充电，避免使用导线及接头等设备连接电源1及汽车的电池组，实现汽车的无线供电，进而避免了使用导线及接头等设备连接电源1及电池组带来的一系列问题。

其中，在本发明实施例中，由于汽车行驶过程中需要的能量较多，且汽车底盘与地面之间的距离往往大于20厘米，通过发射模块与接收模块之间的磁场耦合传递能量的效率并不足以驱动汽车，因此在发射模块与接收模块之间设置增强模块，减少发射模块与接收模块之间漏磁，保证能量的传输效率，增大能量传输距离，从而确保本发明能够有效地驱动汽车或为汽车的电池组充电，且减少能源浪费。

在本发明实施例中，电源1可以采用市电，并进行高频逆变以产生高频电流。发射模块可沿着汽车运行轨道全线埋设，也可只在一定路段埋设，当发射模块沿着汽车运行轨道全线埋设时，可直接通过本发明实施例提供的汽车供电系统驱动汽车，则无须在汽车内部设置电池组，减轻汽车车身的重量，减少汽车能耗；而当汽车只在一定路段埋设发射模块时，汽车内部设置电池组，汽车可在行驶的过程中通过本发明提供的汽车供电系统为汽车内部的电池组进行充电，也可在驻车时通过本发明提供的汽车供电系统为汽车内部的电池组充电，在未埋设发射模块的路段，通过汽车内部的电池组为汽车供电。

如图2所示，在本发明实施例中，发射模块包括发射线圈2和第一电容6，发射线圈2与第一电容6串联；

接收模块包括接收线圈4和第三电容8，接收线圈4与第三电容8串联；

增强模块包括至少一个增强线圈3和至少一个第二电容7，至少一个增强线圈3与至少一个第二电容7一一对应，且至少一个增强线圈3中的每个增强线圈3分别和与之对应的第二电容7串联。

其中，通过第一电容6、第三电容8和第二电容7储存电场能量，通过发射线圈2、增强线圈3和接收线圈4储存磁场能量，发射模块、接收模块和增强模块中电场能量和磁场能量分别相等，发射线圈2与第一电容6发生谐振，接收线圈4与第三电容8发生谐振，至少一个增强线圈3中的每个增强线圈3分别和与之对应的第二电容7发生谐振，从而通过发射线圈2与第一电容6、接收线圈4与第三电容8、至少一个增强线圈3中的每个增强线圈3分别和与其对应的第二电容7分别形成LC振荡电路，且发射模块、接收模块及增强模块的谐振频率相同，保证能量的传输效率。

如图3所示为本发明的工作原理图，电源1为发射模块提供电场能量，通过第一电容6与发射线圈2发生谐振产生交变磁场，从而将电源1提供的电场能量转化为磁场能量。发射线圈2产生的磁场能量通过磁场耦合转换成增强模块中的磁场能量，最后，接收模块通过磁场耦合接收磁场能量，且接收模块中的接收线圈4和第三电容8发生谐振，电场能量在接收线圈4与第三电容8之间相互交换，从而将电场能量提供给汽车的电机或者汽车内部的电池组。通过至少一个增强线圈3中的每个增强线圈3分别于发射线圈2及接收线圈4进行磁场耦合，减少漏磁，保证能量传输效率。

在本发明实施例中，当汽车驻车充电时，发射线圈2、接收线圈4及每个增强线圈3的轴线共线，使得能量传输效率最大。

其中，至少一个增强线圈3的数量为两个；

两个增强线圈3中的一个增强线圈3固定在汽车上，另一个固定在汽车运行轨道下方。

如图4所示，当增强线圈3的数量为一个时，增强线圈3的位置靠近发射线圈2。

如图5所示，当增强线圈3的数量为两个时，两个增强线圈3分别靠近发射线圈2和接收线圈4，保证增强线圈3的防漏磁效果，且便于设置。当然，本领域技术人员可知，增强线圈3的数量还可为多个。

在本发明实施例中，优选发射线圈2、接收线圈4及每个增强线圈3均为励磁线圈，增强磁场耦合效果。

在本发明实施例中，发射线圈2、接收线圈4及每个增强线圈3均为圆形或方形，当然，本领域技术人员可知，发射线圈2还可为沿汽车运行轨道的跑道形。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车供电系统，其特征在于，所述汽车供电系统包括发射模块、接收模块及增强模块；

所述发射模块埋设于汽车运行轨道下方，且所述发射模块与电源连接；

所述接收模块设置在所述汽车的底部，且所述接收模块与所述汽车的电机或电池组电连接；

所述电源提供的高频电流通过所述发射模块产生交变磁场，所述接收模块与所述发射模块发生磁场耦合，将所述交变磁场的磁场能转化为电能，通过所述电能驱动所述汽车或为所述汽车的电池组充电；

所述增强模块设置在所述发射模块与所述接收模块之间，通过所述增强模块减少所述交变磁场漏磁。

2.根据权利要求1所述的汽车供电系统，其特征在于，所述发射模块包括发射线圈和第一电容，所述发射线圈与所述第一电容串联；

所述接收模块包括接收线圈和第三电容，所述接收线圈与所述第三电容串联；

所述增强模块包括至少一个增强线圈和至少一个第二电容，所述至少一个增强线圈与所述至少一个第二电容一一对应，且所述至少一个增强线圈中的每个增强线圈分别和与之对应的第二电容串联。

3.根据权利要求2所述的汽车供电系统，其特征在于，所述发射模块、所述接收模块及所述增强模块的谐振频率相同。

4.根据权利要求3所述的汽车供电系统，其特征在于，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈的轴线共线。

5.根据权利要求2所述的汽车供电系统，其特征在于，所述至少一个增强线圈的数量为两个；

两个增强线圈中的一个增强线圈固定在所述汽车上，另一个固定在所述汽车运行轨道下方。

6.根据权利要求2所述的汽车供电系统，其特征在于，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈均为励磁线圈。

7.根据权利要求2所述的汽车供电系统，其特征在于，所述发射线圈、所述接收线圈及所述每个增强线圈均为圆形或方形。