CN106877519A - 一种无线充电公路系统及无线充电汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线充电公路系统及无线充电汽车。其中，无线充电公路系统包括无线充电车道(10)，该无线充电车道(10)设置有连接电网(11)或大型储能系统(15)的电缆(12)和地下能量发射机构；该地下能量发射机构包括发射线圈(13)，发射线圈(13)用于传递能量；无线充电电动汽车包括：能量拾取机构(23)、整流稳压模块(21)、电池管理系统BMS(22)和无线充电电池组(24)；其中，能量拾取机构(23)包括无线接收线圈(23)，无线接收线圈(23)用于接收感生电压；整流稳压模块(21)，用于对感生电压进行全波整流和降压、稳压处理，输出恒定电压到电池管理系统BMS(22)；通过电池管理系统BMS(22)对所述无线充电电池组(24)进行充电。

Description

一种无线充电公路系统及无线充电汽车
技术领域
本发明涉及移动充电技术领域，特别涉及一种无线充电公路系统及无线充电汽车。
背景技术
当前的电动汽车，主要采用传导的充电方式，这种充电方式需要使用充电电缆连接充电机和电动汽车，存在以下缺点：1、充电电流大，使得插件大而笨重，影响美观；2、充电时，需要先停车，再将充电机上的充电电缆，连接至电动汽车上的充电接口，操作繁琐；3、由于插座和插座之间存在机械摩擦，长时间使用后可靠性变差，影响充电效果；4、在电缆出现老化，雨雪天气，充完电后忘记拔插座后容易引起漏电，从而引发安全事故；5、受目前电池技术限制，受目前电池技术的限制，电动汽车本身还存在价格昂贵、车身笨重、电池组所占空间大、续航里程短、一次充电时间长以及充电频繁等问题。
随着电动车的使用越来越多，电动汽车的充电问题将会是长期困扰人们的一个问题，如何实现灵活地给电动汽车实时充电延长电动汽车的使用里程，已经成为社会上亟待解决的技术问题。无线充电技术利用电磁感应原理为电动汽车电池进行充电，是未来解决当前电动汽车充电问题的一个方向和思路。
发明内容
本发明的目的在于，解决现有电动汽车存在的上述充电问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种无线充电公路系统，该无线充电公路系统包括无线充电车道，无线充电车道设置有连接电网或大型储能系统的电缆和地下能量发射机构；地下能量发射机构包括无线充电装置，无线充电装置包括发射线圈，发射线圈用于传递能源。
优选地，该无线充电公路系统还包括光耦隔离电路、整形电路、差分电路、功率变换电路和全桥电路；所述光耦隔离电路、差分电路分别与整形电路连接；所述功率变换电路分别与整形电路、全桥电路连接；功率变换电路采用IR211O实现；所述全桥电路采用MOSFET管实现。
优选地，发射线圈可以是矩形、圆形或小圆形线圈阵。
优选地，电网可采用太阳能供电，还包括储能电站、电网交换设备、在水泥板里嵌入晶体太阳能电池板和透明坚固的保温玻璃层。
优选地，太阳能电池板为多晶硅太阳能板，其厚度为7毫米、宽度为15厘米；所述太阳能电池板表明覆盖上以树脂与聚合物组成的多层基板。
优选地，无线充电装置还包括无线发射单元，通过所述无线发射单元和电动汽车中的无线接收模块进行匹配和通讯，匹配和通讯成功后，所述无线充电装置对所述电动汽车进行充电。
另一方面，本发明提供了一种无线充电电动汽车，其包括：能量拾取机构、整流稳压模块、电池管理系统BMS和无线充电电池组；其中，能量拾取机构包括无线接收线圈，所述无线接收线圈用于接收感生电压；所述整流稳压模块用于对所述感生电压进行全波整流和降压、稳压处理，输出恒定电压到所述电池管理系统BMS；通过电池管理系统BMS可以对所述无线充电电池组进行充电。
优选地，所述无线充电电池组包括：电池组壳体及设于电池组壳体中的电池组和无线充电电路，所述的电池组包括多个串联或并联连接的单体电池，所述的无线充电电路包括单片机模块。
优选地，所述电池组壳体包括无线充电管理系统，该无线充电管理系统设有单体电池电压采集电路、电流采集电路和声光报警电路，单体电池电压采集电路的输入端分别和所述的单体电池相连，电池采集电路串联连接在所述的电池组的放电电路中，单体电池电压采集电路及电流采集电路的输出端分别和所述的单片机模块相连，单片机模块的输出端和声光报警电路的控制端相连；所述单体电池电压采集电路用于采集所述电池组中每个单体电池的电压并输送给所述单片机模块：当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压低于预设过放保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的放电控制电路使电池组停止放电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户及时给电池组充电；当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压高于预设过充保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的充电控制电路使电池组停止充电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户电池组已停止充电。所述电流采集电路，用于采集所述电池组的放电电流并输送给所述单片机模块，当放电电流超过预设电池组的最大放电电流时，单片机模块发出信号启动所述的声光报警电路进行报警，提醒用户及时作出处理。
本发明可以直接供给电机驱动电动汽车，而无需车载电池，也可以为车载电池充电，实现了边走边充。车辆安装了无线充电装置，只要沿着指定位置行驶，就可以实现自动识别，使用无线充电的方式为汽车电池进行车载充电。另外本发明采用小型线圈对人和生物辐射作用小，具有良好的安全性，易操作性和实用性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种无线充电公路结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种无线充电汽车结构示意图；
图3为图1所示无线充电公路充和图2所示无线充电汽车的充电原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1是本发明实施例提供的一种无线充电公路结构示意图。如图1所示，该无线充电公路系统包括无线充电车道10，该无线充电车道10设置有连接电网11或大型储能系统15的电缆12和地下能量发射机构；该地下能量发射机构包括无线充电装置，无线充电装置包括发射线圈13，发射线圈13用于传递能源。优选地，发射线圈13可以是矩形、圆形或小圆形线圈阵。电网11可以采用太阳能供电，该无线充电公路还包括储能电站、电网交换设备、在水泥板里嵌入太阳能电池板和透明坚固的保温玻璃层。太阳能电池板可以为多晶硅太阳能板；太阳能电池板表明覆盖上以树脂与聚合物组成的多层基板。
无线充电装置还包括无线发射单元，通过所述无线发射单元和电动汽车中的无线接收模块进行匹配和通讯，匹配和通讯成功后，所述无线充电装置对所述电动汽车进行充电。
图2是本发明实施例提供的一种无线充电汽车结构示意图。如图2所示，该无线充电汽车包括：能量拾取机构23、整流稳压模块21、电池管理系统BMS22和无线充电电池组24和直流电机25；其中，能量拾取机构23包括无线接收线圈23，该无线接收线圈23靠近发射线圈13时会产生感生电压；所述整流稳压模块21用于对所述感生电压进行全波整流和降压、稳压处理，输出恒定电压到电池管理系统BMS22；通过充电管理系统BMS22再对所述无线充电电池组24进行充电。直流电机25由无线充电电池组24进行供电并对电动汽车进行驱动。
无线充电电池组包括：电池组壳体及设于电池组壳体中的电池组和无线充电电路，电池组包括多个串联或并联连接的单体电池，无线充电电路包括单片机模块。电池组壳体中的单片机模块发送数据和控制命令控制所述无线接收模块，实现无线接收模块和无线充电装置中的无线发射单元进行匹配和通讯，匹配和通讯成功后，无线接收线圈靠近发射线圈时会产生感生电压；整流稳压模块对所述感生电压进行全波整流和降压、稳压处理，输出恒定电压到电池管理系统BMS；通过电池管理系统BMS再对所述无线充电电池组进行充电。
电池组壳体包括无线充电管理系统，该无线充电管理系统设有单体电池电压采集电路、电流采集电路和声光报警电路，单体电池电压采集电路的输入端分别和所述的单体电池相连，电池采集电路串联连接在所述的电池组的放电电路中，单体电池电压采集电路及电流采集电路的输出端分别和所述的单片机模块相连，单片机模块的输出端和声光报警电路的控制端相连。
单体电池电压采集电路，用于采集所述电池组中每个单体电池的电压并输送给所述单片机模块：当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压低于预设过放保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的放电控制电路使电池组停止放电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户及时给电池组充电；当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压高于预设过充保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的充电控制电路使电池组停止充电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户电池组已停止充电。
电流采集电路，用于采集所述电池组的放电电流并输送给所述单片机模块，当放电电流超过预设电池组的最大放电电流时，单片机模块发出信号启动所述的声光报警电路进行报警，提醒用户及时作出处理。
本发明实施例可以直接供给直流电机驱动电动汽车，而无需车载电池，也可以为车载电池充电，实现了边走边充。车辆安装了无线充电装置，只要沿着无线充电公路指定位置行驶，就可以实现自动识别，使用无线充电的方式为汽车电池进行车载充电。另外本发明采用小型线圈对人和生物辐射作用小，具有良好的安全性，易操作性和实用性。
以上对本发明进行了详细介绍，并结合具体实施例对本发明做了进一步阐述，必须指出，以上实施例的说明不用于限制而只是用于帮助理解本发明的核心思想，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，对本发明进行的任何改进以及与本产品等同的替代方案，也属于本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种无线充电公路系统，其特征在于：包括无线充电车道(10)，
所述无线充电车道(10)设置有连接电网(11)或大型储能系统(15)的电缆(12)和地下能量发射机构；所述地下能量发射机构包括无线充电装置，所述无线充电装置包括发射线圈(13)，所述发射线圈(13)用于传递能源。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括光耦隔离电路、整形电路、差分电路、功率变换电路和全桥电路；所述光耦隔离电路、差分电路分别与整形电路连接；所述功率变换电路分别与整形电路、全桥电路连接；功率变换电路采用IR211O实现；所述全桥电路采用MOSFET管实现。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射线圈(13)是矩形、圆形或小圆形线圈阵。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电网(11)采用太阳能供电，还包括储能电站、电网交换设备、在水泥板里嵌入晶体太阳能电池板和透明坚固的保温玻璃层。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述太阳能电池板为多晶硅太阳能板；所述太阳能电池板表明覆盖上以树脂与聚合物组成的多层基板。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无线充电装置还包括无线发射单元，通过所述无线发射单元和电动汽车中的无线接收模块进行匹配和通讯，匹配和通讯成功后，所述无线充电装置对所述电动汽车进行充电。
7.一种无线充电电动汽车，其特征在于，包括：能量拾取机构(23)、整流稳压模块(21)、充电管理系统BMS(22)和无线充电电池组(24)；其中，
所述能量拾取机构(23)包括无线接收线圈(23)，所述无线接收线圈(23)用于接收感生电压；所述整流稳压模块(21)，用于对所述感生电压进行全波整流和降压、稳压处理，输出恒定电压到所述电池管理系统BMS(22)；通过所述电池管理系统BMS(22)对所述无线充电电池组(24)进行充电。
8.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，所述无线充电电池组(24)包括：电池组壳体及设于电池组壳体中的电池组和无线充电电路，所述的电池组包括多个串联或并联连接的单体电池，所述的无线充电电路包括单片机模块。
9.根据权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，所述电池组壳体包括无线充电管理系统，该无线充电管理系统设有单体电池电压采集电路、电流采集电路和声光报警电路，单体电池电压采集电路的输入端分别和所述的单体电池相连，电池采集电路串联连接在所述的电池组的放电电路中，单体电池电压采集电路及电流采集电路的输出端分别和所述的单片机模块相连，单片机模块的输出端和声光报警电路的控制端相连；
所述单体电池电压采集电路，用于采集所述电池组中每个单体电池的电压并输送给所述单片机模块：当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压低于预设过放保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的放电控制电路使电池组停止放电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户及时给电池组充电；当单片机模块检测到电池组中有任何一个单体电池的电压高于预设过充保护值时，则单片机模块发出信号控制所述的充电管理模块中的充电控制电路使电池组停止充电，同时发出信号启动所述的声光报警电路，提醒用户电池组已停止充电。
所述电流采集电路，用于采集所述电池组的放电电流并输送给所述单片机模块，当放电电流超过预设电池组的最大放电电流时，单片机模块发出信号启动所述的声光报警电路进行报警，提醒用户及时作出处理。
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