CN107757400B - 一种汽车无线充电的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种无线充电技术领域,公开了一种汽车无线充电的方法及系统,设置有充电单元用于提供能源;充电发射单元,与充电单元连接用于发射充电单元提供的能源;汽车无线接收单元与充电发射单元无线连接,用于接收充电发射单元发射的能源信号;处理模块与汽车无线接收单元连接,用于对汽车无线接收单元接收的信号进行处理,转换为汽车利用的电能;当汽车行需要充电时,通过汽车内部设置的多个无线接收单元接收充电发射单元无线发射的电磁信号,并传入汽车无线接收单元、处理模块置中,然后处理模块将接收到的所述电磁信号转化为电信号;利用所述电信号为汽车内部的电池充电。本发明提供的无线充电方法能应用于汽车无线充电系统中。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术领域,尤其涉及一种汽车无线充电的方法及系统。
背景技术
为了节约能源和减少汽车废气的排放量,人们已研制出了使用电能来提供能量的汽车,即电动汽车。由于电动汽车的电池容量有限,需要经常充电,但多数采用连线充电方式,由于连接裸露在地面上,不仅有漏电等危险,而且会出现导线连接不良,易破损,定期更换等问题,因此带来很多安全隐患。
综上所述,现有技术存在的问题是:电动汽车采用连线充电方式,不仅有漏电等危险,而且会出现导线连接不良,易破损,定期更换等问题,因此带来很多安全隐患;而且输出的充电功率不能有效保证,可控性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种汽车无线充电的方法及系统。
本发明是这样实现的,一种汽车无线充电系统,包括:
充电单元,用于提供能源;
充电发射单元,与充电单元连接,用于发射充电单元提供的能源;所述充电发射单元通过内置的电能转换模块,对能源进行转换为调制电磁信号后,根据用户需要通过内置的充电发射模块发射不同功率的电磁信号;
若选择能够获得最大的端到端频谱效率的单中继ropt;在第一阶段,充电发射模块的发射端PT以功率广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1;若选择的中继节点为SR1,SR1分别恢复出sp与s1;若选择的中继节点为ST2,ST2对sp接收,SR1对s1接收;在第二阶段,ropt以功率向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,ropt协助主充电发射模块数据传输的发射功率计算如下,
若选择两个中继SR1和ST2;在第一阶段,充电发射模块发射端PT以发送功率向电磁接收用户广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1,ST2恢复sp并消除来自ST1的干扰,SR1分别恢复出sp与s1,SR2对sp接收;在第二阶段,SR1与ST2分别以功率和向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,SR2需要消除来自SR1与ST2的干扰,ST2设计发送方式,使其发送s2对PR不产生干扰;SR1和ST2协助主充电发射模块数据传输的总功率计算如下:
汽车无线接收单元,与充电发射单元无线连接,用于接收充电发射单元发射的能源信号;
处理模块,与汽车无线接收单元连接,用于对汽车无线接收单元接收的信号进行处理,转换为汽车利用的电能;
所述处理模块集成有用于对充电发射单元发射的能源信号功率进行控制的最大功率跟踪器,所述最大功率跟踪器的最大功率控制方法包括:
1)误差定义:
||ek||=||tk-yk||;
其中第k个时刻期望输出是tk;
如果ek>ke,则一条新的规则就增加;其中:
其中,emin指的是输出精度,emax指的是最大误差,k指的是学习的次数,β∈(0,1)指的是收敛常数,推导出:
edi(jn)≤kmf;
不用分配新的高斯函数,否则就需要产生一个新的高斯函数,它的宽度由下式决定,其中心的设置如下:
3)定义pi的误差减少率为:
此外定义:
其中误差减少率的矩阵为ρjΔ=(ρ1,ρ2,...,ρu),如果ηi<kerr,则就删去第j条规则;
马氏距离定义:
令:
如果:
mdk,min=mdk(J)>kd;
则表明增加一条新规则因为现有的系统不足以满足ε-完备性,其中kd这样变化:
上式中,r指的是衰减常数,由上式推导:
所述不高斯函数的高斯宽度修正;修正隶属函数的宽度σij如下:
σij new=ξ×σij old;
其中,衰减因子是ζ,由下式决定:
其中输入变量敏感性是Bij;
所述无线接收单元包括由导线螺旋缠绕而成的接收线圈。
进一步,所述最大功率跟踪器首先初始化系统的预定义参数;
以b1,c1为输入量,产生第一个规则;B1为第2个时刻与第1个时刻的功率差,c1为采样步长;
确定第一个规则的参数;
观测b(n),c(n)的到来,b(n)为第n个时刻与第n-1个时刻的功率差,c(n)为第n-1个时刻的采样步长;
计算马氏距离并找到mdkmin;
计算实际的输出误差确定对应的kd,并与马氏距离mdk进行比较;
如果mdk>kd,系统误差为ek,如果系统误差ek≤ck,则观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek>ck,则产生新规则,确定新参数,计算所有规则误差减少率ERR;如果误差减少率ERR小于阈值,则就删去这条规则观测控制是否完成,算法结束;如果误差减少率ERR不小于阈值,则继续产生新的规则,直到满足误差减少率ERR小于阈值;
如果mdk≤kd,系统误差为ek,如果系统误差ek>ke,则计算输入变量的敏感性Bij并调整宽度,调整结论参数,观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek≥ke,则满足要求,观测控制是否完成,算法结束。
所述无线接收单元包括由导线螺旋缠绕而成的接收线圈。
进一步,所述汽车无线接收单元为多个。
进一步,所述充电发射单元通过无线连接智能遥控器;所述智能遥控器通过无线连接充电单元。
进一步,所述汽车无线接收单元通过无线连接智能遥控钥匙;所述智能遥控钥匙通过无线连接处理模块。
本发明的另一目的在于提供一种汽车无线充电的方法,包括:
当汽车行需要充电时,通过汽车内部设置的多个无线接收单元接收充电发射单元无线发射的电磁信号,并传入汽车无线接收单元、处理模块置中,然后处理模块将接收到的所述电磁信号转化为电信号;利用所述电信号为汽车内部的电池充电。
本发明的优点及积极效果为:解决了采用连线充电方式,不仅有漏电等危险,而且会出现导线连接不良,易破损,定期更换等问题,本发明操作方便,更加安全。
本发明提供的充电发射单元的电能转换模块可转换为满足用户的不同的调制电磁信号的需要,保证了不同车型的充电需要。
本发明提供的处理模块的最大功率跟踪器控制方法,不仅可以对模糊规则重要性做出评价,而且也能对输入变量的重要性给出回应;这样就可以使每条规则的输入变量的宽度根据系统性能的需求来实施在线的实时的自适应调整。输出功率的曲线采用模糊控制,能快速输出最大功率点在0.01秒,并且最大功率点振荡影响输出的问题也得到了有效的克服了,鲁棒性和快速性也较好。
附图说明
图1为本发明提供的汽车无线充电的方法流程图。
图2为本发明实施例提供的汽车无线充电系统示意图。
图中:1、充电单元;2、充电发射单元;3、电能转换模块;4、充电发射模块;5、汽车无线接收单元;6、处理模块;7、智能遥控器;8、智能遥控钥匙。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
如图1所示,本发明实施例提供的汽车无线充电的方法,包括:
S101:当汽车行需要充电时,通过汽车内部设置的多个无线接收单元接收充电发射单元无线发射的电磁信号,并传入汽车无线接收单元、处理模块中;
S102:然后处理模块将接收到的所述电磁信号转化为电信号;利用所述电信号为汽车内部的电池充电。
如图2所示,示出了本发明提供的汽车无线充电系统一种汽车无线充电系统,包括:
充电单元1,用于提供能源;
充电发射单元2,与充电单元连接,用于发射充电单元提供的能源;所述充电发射单元通过内置的电能转换模块3,对能源进行转换为调制电磁信号后,根据用户需要通过内置的充电发射模块4发射不同功率的电磁信号;具体包括:
若选择能够获得最大的端到端频谱效率的单中继ropt;在第一阶段,充电发射模块的发射端PT以功率广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1;若选择的中继节点为SR1,SR1分别恢复出sp与s1;若选择的中继节点为ST2,ST2对sp接收,SR1对s1接收;在第二阶段,ropt以功率向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,ropt协助主充电发射模块数据传输的发射功率计算如下,
若选择两个中继SR1和ST2;在第一阶段,充电发射模块发射端PT以发送功率向电磁接收用户广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1,ST2恢复sp并消除来自ST1的干扰,SR1分别恢复出sp与s1,SR2对sp接收;在第二阶段,SR1与ST2分别以功率和向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,SR2需要消除来自SR1与ST2的干扰,ST2设计发送方式,使其发送s2对PR不产生干扰;SR1和ST2协助主充电发射模块数据传输的总功率计算如下:
汽车无线接收单元5,与充电发射单元无线连接,用于接收充电发射单元发射的能源信号;
处理模块6,与汽车无线接收单元连接,用于对汽车无线接收单元接收的信号进行处理,转换为汽车利用的电能;
所述处理模块集成有用于对充电发射单元发射的能源信号功率进行控制的最大功率跟踪器,所述最大功率跟踪器的最大功率控制方法包括:
1)误差定义:
||ek||=||tk-yk||
其中第k个时刻期望输出是tk;
如果ek>ke,则一条新的规则就增加;其中:
其中,emin指的是输出精度,emax指的是最大误差,k指的是学习的次数,β∈(0,1)指的是收敛常数,推导出:
edi(jn)≤kmf;
不用分配新的高斯函数,否则就需要产生一个新的高斯函数,它的宽度由下式决定,其中心的设置如下:
3)定义pi的误差减少率为:
此外定义:
其中误差减少率的矩阵为ρj△=(ρ1,ρ2,…,ρu),如果ηi<kerr,则就删去第j条规则;
马氏距离定义:
令:
如果:
mdk.min=mdk(J)>kd;
则表明增加一条新规则因为现有的系统不足以满足ε-完备性,其中kd这样变化:
上式中,r指的是衰减常数,由上式推导:
所述不高斯函数的高斯宽度修正;修正隶属函数的宽度σij如下:
σij new=ξ×σij old;
其中,衰减因子是ζ,由下式决定:
其中输入变量敏感性是Bij;
所述无线接收单元包括由导线螺旋缠绕而成的接收线圈。
所述最大功率跟踪器首先初始化系统的预定义参数;
以b1,c1为输入量,产生第一个规则;B1为第2个时刻与第1个时刻的功率差,c1为采样步长;
确定第一个规则的参数;
观测b(n),c(n)的到来,b(n)为第n个时刻与第n-1个时刻的功率差,c(n)为第n-1个时刻的采样步长;
计算马氏距离并找到mdkmin;
计算实际的输出误差确定对应的kd,并与马氏距离mdk进行比较;
如果mdk>kd,系统误差为ek,如果系统误差ek≤ck,则观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek>ck,则产生新规则,确定新参数,计算所有规则误差减少率ERR;如果误差减少率ERR小于阈值,则就删去这条规则观测控制是否完成,算法结束;如果误差减少率ERR不小于阈值,则继续产生新的规则,直到满足误差减少率ERR小于阈值;
如果mdk≤kd,系统误差为ek,如果系统误差ek>ke,则计算输入变量的敏感性Bij并调整宽度,调整结论参数,观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek≥ke,则满足要求,观测控制是否完成,算法结束。
所述无线接收单元包括由导线螺旋缠绕而成的接收线线圈;
所述汽车无线接收单元为多个。
所述充电发射单元通过无线连接智能遥控器7;所述智能遥控器通过无线连接充电单元。
所述汽车无线接收单元通过无线连接智能遥控钥匙8;所述智能遥控钥匙通过无线连接处理模块。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,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、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种汽车无线充电系统,其特征在于,所述汽车无线充电系统包括:
充电单元,用于提供能源;
充电发射单元,与充电单元连接,用于发射充电单元提供的能源;所述充电发射单元通过内置的电能转换模块,对能源进行转换为调制电磁信号后,根据用户需要通过内置的充电发射模块发射不同功率的电磁信号;具体包括:
若选择能够获得最大的端到端频谱效率的单中继ropt;在第一阶段,充电发射模块的发射端PT以功率广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1;若选择的中继节点为SR1,SR1分别恢复出sp与s1;若选择的中继节点为ST2,ST2对sp接收,SR1对s1接收;在第二阶段,ropt以功率向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,ropt协助主充电发射模块数据传输的发射功率计算如下,
若选择两个中继SR1和ST2;在第一阶段,充电发射模块发射端PT以发送功率向电磁接收用户广播消息sp,电磁接收用户ST1以功率向SR1发送数据s1,ST2恢复sp并消除来自ST1的干扰,SR1分别恢复出sp与s1,SR2对sp接收;在第二阶段,SR1与ST2分别以功率和向PR转发充电发射模块数据sp,ST2以功率向SR2发送数据s2,SR2需要消除来自SR1与ST2的干扰,ST2设计发送方式,使其发送s2对PR不产生干扰;SR1和ST2协助主充电发射模块数据传输的总功率计算如下:
汽车无线接收单元,与充电发射单元无线连接,用于接收充电发射单元发射的能源信号;
处理模块,与汽车无线接收单元连接,用于对汽车无线接收单元接收的信号进行处理,转换为汽车利用的电能;
所述处理模块集成有用于对充电发射单元发射的能源信号功率进行控制的最大功率跟踪器,所述最大功率跟踪器的最大功率控制方法包括:
1)误差定义:
||ek||=||tk-yk||;
其中第k个时刻期望输出是tk;
如果ek>ke,则一条新的规则就增加;其中:
其中,emin指的是输出精度,emax指的是最大误差,k指的是学习的次数,β∈(0,1)指的是收敛常数,推导出:
edi(jn)≤kmf;
不用分配新的高斯函数,否则就需要产生一个新的高斯函数,它的宽度由下式决定,其中心的设置如下:
ci(u+1)=xi k;
3)定义pi的误差减少率为:
此外定义:
其中误差减少率的矩阵为ρjΔ=(ρ1,ρ2,…,ρu),如果ηi<kerr,则就删去第j条规则;
马氏距离定义:
令:
如果:
mdk,min=mdk(J)>kd;
则表明增加一条新规则因为现有的系统不足以满足ε-完备性,其中kd这样变化:
上式中,r指的是衰减常数,由上式推导:
所述高斯函数的高斯宽度修正;修正隶属函数的宽度σij如下:
σij new=ξ×σij old;
其中,衰减因子是ζ,由下式决定:
其中输入变量敏感性是Bij;
所述无线接收单元包括由导线螺旋缠绕而成的接收线圈。
2.如权利要求1所述的汽车无线充电系统,其特征在于,所述最大功率跟踪器首先初始化系统的预定义参数;
以b1,c1为输入量,产生第一个规则;B1为第2个时刻与第1个时刻的功率差,c1为采样步长;
确定第一个规则的参数;
观测b(n),c(n)的到来,b(n)为第n个时刻与第n-1个时刻的功率差,c(n)为第n-1个时刻的采样步长;
计算马氏距离并找到mdkmin;
计算实际的输出误差确定对应的kd,并与马氏距离mdk进行比较;
如果mdk>kd,系统误差为ek,如果系统误差ek≤ck,则观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek>ck,则产生新规则,确定新参数,计算所有规则误差减少率ERR;如果误差减少率ERR小于阈值,则就删去这条规则观测控制是否完成,算法结束;如果误差减少率ERR不小于阈值,则继续产生新的规则,直到满足误差减少率ERR小于阈值;
如果mdk≤kd,系统误差为ek,如果系统误差ek>ke,则计算输入变量的敏感性Bij并调整宽度,调整结论参数,观测控制是否完成,算法结束;如果系统误差ek≥ke,则满足要求,观测控制是否完成,算法结束。
3.如权利要求1所述的汽车无线充电系统,其特征在于,所述汽车无线接收单元为多个。
4.如权利要求1所述的汽车无线充电系统,其特征在于,所述充电发射单元通过无线连接智能遥控器;所述智能遥控器通过无线连接充电单元。
5.如权利要求1所述的汽车无线充电系统,其特征在于,所述汽车无线接收单元通过无线连接智能遥控钥匙;所述智能遥控钥匙通过无线连接处理模块。
6.一种如权利要求1所述的汽车无线充电系统的汽车无线充电的方法,其特征在于,所述汽车无线充电的方法,包括:
当汽车行需要充电时,通过汽车内部设置的多个无线接收单元接收充电发射单元无线发射的电磁信号,并传入汽车无线接收单元、处理模块中,然后处理模块将接收到的所述电磁信号转化为电信号;利用所述电信号为汽车内部的电池充电。
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