CN105958606A - 一种电动汽车无线充电控制系统 - Google Patents

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于同双
林伯连
钟启仲
钟其水
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Abstract

本发明提供一种电动汽车无线充电控制系统，所述发射装置包括发射端主控电路、功率调节模块和发射端充电电路；所述功率调节模块与发射端主控电路连接；所述发射端充电电路与功率调节模块电连接；所述接收装置包括接收端从控电路和接收端充电电路；所述接收端充电电路与接收端从控电路连接；所述发射端充电电路与接收端充电电路通过线圈互感传能。可以根据电池端电压的变化情况选择不同的充电方式，实现充电过程的高效充电，并且对充电过程进行远程监控。

Description

一种电动汽车无线充电控制系统
技术领域
本发明涉及无线充电领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电控制系统。
背景技术
当今世界，环境问题日益突出，特别是在汽车领域，化石燃料的消耗不断上升，使得空气污染越来越严重。因此，许多国家都加大了对电动汽车的研发工作。然而，随着电动汽车产业的不断发展，如何使得电动汽车能够高效、安全、便捷的充电也日益成为现代研究的热门话题。电动汽车主要有接触式和非接触式两种充电方式。接触式的充电方式，由于其存在着成本较大、便捷性差、安全性不高和维护困难等问题，使得无线充电方式受到了各政府部门、研发工作者乃至用户的欢迎。目前，市面上的无线充电方式还存在着控制性不强、充电方式单一、电池寿命损耗较大、便捷性差以及效率不高等诸多问题，随着科技的不断进步和汽车产业的不断发展，电动汽车的无线充电方式必将更加高效、安全和便捷。
发明内容
为了解决上述背景技术中所述无线充电存在的问题，本发明提供一种电动汽车无线充电控制系统；可以根据电池端电压的变化情况选择不同的充电方式，实现充电过程的高效充电，并且对充电过程进行远程监控。
本发明通过以下方式实现：
一种电动汽车无线充电控制系统，包括发射装置和接收装置；所述发射装置包括发射端主控电路、功率调节模块和发射端充电电路；所述功率调节模块与发射端主控电路连接；所述发射端充电电路与功率调节模块电连接；所述接收装置包括接收端从控电路和接收端充电电路；所述接收端充电电路与接收端从控电路连接；所述发射端充电电路与接收端充电电路通过线圈互感传能。
进一步的，所述功率调节模块包括Buck电路和高频逆变电路；所述Buck电路和高频逆变电路分别和发射端主控电路连接。
进一步的，所述接收装置设置有检测电路；所述检测电路与接收端从控电路连接。
进一步的，所述检测电路包括电压检测电路、电流采集电路和温度采集电路；所述电压检测电路、电流采集电路和温度采集电路分别与接收端从控电路连接。
进一步的，所述接收装置还设有充电控制电路；所述充电控制电路与接收端从控电路连接。
进一步的，所述无线充电控制系统还包括通讯电路；所述通讯电路包括发射端通信电路和接收端通信电路；所述发射端通信电路设置在无线充电发射装置上，与发射端主控电路数据连接；所述接收端通信电路设置在无线充电接收装置上，与接收端从控电路数据连接。
进一步的，所述无线充电控制系统还包括服务中心和移动终端；所述服务中心与发射端通信电路通信连接；所述移动终端与服务中心通信连接。
进一步的，所述发射装置设有电能输入电路；所述电能输入电路、功率调节模块和发射端充电电路依次电连接；所述接收装置设有电能接收转换电路；所述接收端充电电路与电能接收转换电路电连接。
进一步的，所述电能输入电路包括发射端高频整流电路和开关控制电路；高频整流电路、开关控制电路、功率调节模块和发射端充电电路依次电连接；所述电能接收转换电路设有接收端高频整流电路，所述接收端高频整流电路与接收端充电电路电连接。
进一步的，发射装置设有原边线圈；所述原边线圈串接有发射端补偿电容；所述接收装置设有副边线圈；所述副边线圈串接有接收端补偿电容。
本发明的有益效果是，提供一种电动汽车无线充电控制系统，设有功率调节模块，可以更加精确有效的控制输入功率；包括Buck电路和高频逆变电路，整流过后的直流电压通过Buck电路使电压可调，再经过高频逆变电路将直流电压变为高频交流电压；设有检测电路，可以监测电路充电状况；检测电路包括电压检测电路、电流采集电路和温度采集电路，可以检测电路的电压、电流和温度；保证电路安全；设有通讯电路，可以将充电状况及时反馈到服务中心和移动客户端，让用户实时监控到电池充电状况；设有充电控制电路，根据检测到的端电压的变化情况，可以选择不同的充电方式，始终保持电路在不同阶段以高效率的方式进行充电；设有发射端补偿电容和接收端补偿电容；提高功率传输效率。
附图说明
图 1 为发射装置和接收装置结构示意图；
图 2 为充电过程示意图；
图 3 为无线充电控制系统结构示意图。
具体实施方式
一种电动汽车无线充电控制系统，包括发射装置和接收装置；所述发射装置包括发射端主控电路11、功率调节模块12和发射端充电电路13；所述功率调节模块12与发射端主控电路11连接；所述发射端充电电路13与功率调节模块12电连接；所述接收装置包括接收端从控电路21和接收端充电电路22；所述接收端充电电路22与接收端从控电路21连接；所述发射端充电电路13与接收端充电电路22通过线圈互感传能。
输入电能通过功率调节模块12和发射端充电电路13，向接收端充电电路21传能，实现无线充电，设有调节电路，发射端主控电路11可以更加精确有效的控制输入功率。
所述功率调节模块12包括Buck电路121和高频逆变电路122；所述Buck电路121和高频逆变电路122分别和发射端主控电路11连接。
整流过后的直流电压通过Buck电路121使电压可调，再经过高频逆变电路122将直流电压变为高频交流电压。
所述接收装置2设置有检测电路23；所述检测电路23与接收端从控电路21连接。
检测电路23用于监测接收端电路的数据情况。
所述检测电路23包括电压检测电路231、电流采集电路232和温度采集电路233；所述电压检测电路231、电流采集电路232和温度采集电路233分别与接收端从控电路21连接。
通过对电压、电流、温度等信息的实时采集，使得充电过程安全进行。
所述接收装置2还设有充电控制电路24；所述充电控制电路24与接收端从控电路21连接。
接收装置2中加入了充电控制电路24，接收端从控电路21根据检测到的端电压的变化情况，控制充电控制电路24选择不同的充电方式，始终保持电路在不同阶段以高效率的方式进行充电。
所述无线充电控制系统还包括通讯电路3；所述通讯电路3包括发射端通信电路31和接收端通信电路32；所述发射端通信电路31设置在无线充电发射装置1上，与发射端主控电路11数据连接；所述接收端通信电路32设置在无线充电接收装置2上，与接收端从控电路21数据连接。
所述无线充电控制系统还包括服务中心4和移动终端5；所述服务中心4与发射端通信电路31通信连接；所述移动终端5与服务中心4通信连接。
无线充电过程中充电情况，电压变化情况，电流、温度等信息均可以通过通讯电路3发送到服务中心，之后服务中心再实时反馈到移动终端。
所述发射装置1设有电能输入电路14；所述电能输入电路14、功率调节模块12和发射端充电电路13依次电连接；所述接收装置2设有电能接收转换电路；所述接收端充电电路22与电能接收转换电路25电连接。
发射端主控电路11通过网络将充电过程中的实时数据上传到后台服务中心，用户通过手机移动终端5能够查看充电过程的实时情况，可实现充电过程的远程监控。
进一步的，所述电能输入电路14包括发射端高频整流电路141和开关控制电路142；高频整流电路141、开关控制电路142、功率调节模块12和发射端充电电路13依次电连接；所述电能接收转换电路设有接收端高频整流电路251，所述接收端高频整流电路251与接收端充电电路22电连接。
整流电路能把交流电能转换为直流电能的电路。
进一步的，发射装置1设有原边线圈；所述原边线圈串接有发射端补偿电容；所述接收装置2设有副边线圈；所述副边线圈串接有接收端补偿电容。
设有补偿电容，可以提高功率传输效率。
使用时，所述发射装置1设置于地面上，所述接收装置2置于汽车底部。发射端主控电路11可以通过通讯电路3从接收端从控电路21获取用户个人信息，个人用户信息包括车型、电池类型、电池容量等，之后，根据不同的用户信息调节整个系统的输入功率。输入功率主要通过功率调节模块12进行调节，在充电过程中，电压监测电路231、电流采集电路232和温度采集电路233实时监测充电电路的电压、电流和温度，监测其是否在正常范围之内，从而对整个电路进行保护。同时，根据用户信息，根据检测到的用户个人信息，如车型、电池类型、电池容量等以及采集到的电池的端电压的变化情况，接收端从控电路21通过对充电控制电路24的控制，设置充电过程中不同阶段的电压和电流阈值，从而选择不同的充电方式，始终保持电路在不同阶段都以高效的方式进行充电。其充电控制方式如下：
当充电开始后，电压检测电路检测电池的端电压，当电压小于预先设置的电压阈值U1时，接收端从控电路控制充电控制电路，进行涓流充电，若电压值大于预先设置的电压阈值U1，则调节充电控制电路进行恒电流n1C充电，此时端电压持续上升，直至端电压大于Un+U时，然后调节充电控制电路以恒电压U2充电。之后，电流采样电路对电流进行采样，随着充电过程的进行，电流值不断减小，当检测到电流值小于n2C时，发射端主控电路控制开关控制电路关断整个电路，此时充电结束，此充电控制方式能够始终使电路保持高效充电，同时还可减少对电池寿命的损耗。所述U1、U2、Un、U、n1、n2均可通过电路进行设置，其实际值根据电池类型、电池容量的不同而进行不同的设置。
同时，发射端主控电路11通过通讯电路3与后台服务中心4建立通讯连接，将充电过程的实时数据上传，用户通过登录移动终端5可以查看当前充电过程的相关信息，如是否有异常，预计剩余充电时间，消费额等，实现对充电过程的远程监控。

Claims (10)

1.一种电动汽车无线充电控制系统，所述发射装置包括发射端主控电路、功率调节模块和发射端充电电路；所述功率调节模块与发射端主控电路连接；所述发射端充电电路与功率调节模块电连接；所述接收装置包括接收端从控电路和接收端充电电路；所述接收端充电电路与接收端从控电路连接；所述发射端充电电路与接收端充电电路通过线圈互感传能。
2.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，所述功率调节模块包括Buck电路和高频逆变电路；所述Buck电路和高频逆变电路分别和发射端主控电路连接。
3.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，所述接收装置设置有检测电路；所述检测电路与接收端从控电路连接。
4.根据权利要求3所述无线充电控制系统，其特征在于，所述检测电路包括电压检测电路、电流采集电路和温度采集电路；所述电压检测电路、电流采集电路和温度采集电路分别与接收端从控电路连接。
5.根据权利要求4所述无线充电控制系统，其特征在于，所述接收装置还设有充电控制电路；所述充电控制电路与接收端从控电路连接。
6.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，所述无线充电控制系统还包括通讯电路；所述通讯电路包括发射端通信电路和接收端通信电路；所述发射端通信电路设置在无线充电发射装置上，与发射端主控电路数据连接；所述接收端通信电路设置在无线充电接收装置上，与接收端从控电路数据连接。
7.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，所述无线充电控制系统还包括服务中心和移动终端；所述服务中心与发射端通信电路通信连接；所述移动终端与服务中心通信连接。
8.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，所述发射装置设有电能输入电路；所述电能输入电路、功率调节模块和发射端充电电路依次电连接；所述接收装置设有电能接收转换电路；所述接收端充电电路与电能接收转换电路电连接。
9.根据权利要求8所述无线充电控制系统，其特征在于，所述电能输入电路包括发射端高频整流电路和开关控制电路；高频整流电路、开关控制电路、功率调节模块和发射端充电电路依次电连接；所述电能接收转换电路设有接收端高频整流电路，所述接收端高频整流电路与接收端充电电路电连接。
10.根据权利要求1所述无线充电控制系统，其特征在于，发射装置设有原边线圈；所述原边线圈串接有发射端补偿电容；所述接收装置设有副边线圈；所述副边线圈串接有接收端补偿电容。
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