CN107985103A - 电动汽车智能无线充电系统 - Google Patents

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王中照
刘叶峰
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Abstract

一种电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：包括车载部分和充电桩部分，充电桩部分包括控制系统、固定在停车位上的轨道、安装在轨道上的位置探测装置、安装在轨道上的基座，安装在基座上的机械臂、安装在机械臂顶部的无线充电板；车载部分包括：固定在电动车底盘上的无线充电器和固定在无线充电器上的位置反馈装置；本发明的电动汽车智能无线充电系统通过主动判断无线充电接收端的位置，使机械臂通过在轨道上的移动和本身自由度，将无线充电板移动至最贴近无线充电器的位置，这样可以对电动汽车的停车位置精度要求降低，同时也能减少能量损失，提高能量传输效率，加快充电速度，无须在电动车底部添加大面积的无线充电器，且不会破坏电动车底部结构的整体性。

Description

电动汽车智能无线充电系统
技术领域
本发明属于无线充电领域，具体涉及一种电动汽车智能无线充电系统。
背景技术
电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的汽车。电动汽车使用蓄电池提供动能，与传统的内燃机汽车相比具有节约能源、噪音低、动力强、结构简单、保养成本低等优点：它没有内燃机汽车工作时产生的废气，不产生排气污染，对环境保护和空气的洁净十分有益，直接造成的污染几乎为零。
当蓄电池电力不足时，需要及时充电，目前主流的充电方式都是采用有线充电桩、充电器的方式来为电动车充电，采用有线的充电方式不仅操作麻烦，部分充电装置笨重费力，且往往具有较大的安全隐患，容易发生漏电、触电事故，而且维护麻烦，故障率高，目前无线充电技术已经逐渐成熟，采用无线充电的方式来为电动汽车充电，不仅方便迅捷，且安全性提高，便于维护，故障率减小。目前的问题之一是，现有的电动车无线充电器的电能发射端与接收端的距离不可调，两者之间的距离没有尽可能缩短，能量损失大，能量传输效率低，充电速度慢。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车智能无线充电系统，包括车载部分和充电桩部分，充电桩部分包括控制系统、固定在停车位上的轨道、安装在轨道上的位置探测装置、安装在轨道上的基座，安装在基座上的机械臂、安装在机械臂顶部的抓取装置，以及与抓取装置相匹配的无线充电板和安装在充电板上的磁力吸附装置；车载部分包括：固定在电动车底盘上的无线充电器和固定在无线充电器上的位置反馈装置。
优选的，所述的电动汽车智能无线充电系统，其中：所述轨道为环形轨道或直线形轨道。
所述基座和机械臂可根据控制系统发出的指令沿轨道运动。
所述机械臂有向轨道两侧和上下伸展的自由度。
所述抓取装置在无线充电板与无线充电器吸附后可松开无线充电板，等待2-3秒钟，确认无线充电板不会掉下，抓取装置可完全脱离无线充电板而去执行其他任务，此时充电开始。
所述机械臂在执行完在一次充电匹配任务后可抓取另一块无线充电板再次执行新的充电匹配任务；而当充电完成时，机械臂可将吸附在无线充电器上的无线充电板摘下，放回指定位置。
所述无线充电板包括无线充电板壳体、安装在无线充电板内的发射线圈。
所述无线充电器包括无线充电器壳体、固定在无线充电器壳体内的接收线圈。
所述发射线圈依次通过高频逆变电路、第一整流电路与供电网络连接，所述接收线圈通过第二整流电路与电动车的蓄电池连接。
优选的，所述的电动汽车智能无线充电系统，其中：所述控制系统可以是设置于轨道上的微型处理器，也可以是设置于云端的管理后台。
有益效果：
与现有技术相比，本发明的无线充电系统通过主动判断无线充电接收端的位置，通过控制中心发出指令，使机械臂通过在轨道上的移动和本身自由度，将电能的发射端，即无线充电板，移动至最贴近无线充电接收端，即无线充电器的位置，这样可以对电动汽车的停车位置精度要求降低，同时也能减少能量损失，提高能量传输效率，加快充电速度，无须在电动车底部添加大面积的无线充电器，且不会破坏电动车底部结构的整体性，使电动汽车在设计时有更大的自由度，无须考虑统一设置无线充电器的位置和面积，不会对汽车底盘以及整体性能造成不良影响，在将来可能出现的具有多个独立电源的电动汽车，本发明也可通过增加轨道上机械臂的数量，实现不同位置电源的同步快速充电。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明作进一步描述。
实施例1
使用时，将电动汽车随意停泊在停车位上，安装在轨道上的位置探测装置发出探测信号，确定无线充电器上位置反馈装置的方位，根据探测到的位置信号将基座和机械臂移至无线充电器附近，机械臂将无线充电板送至无线充电器正下方，无线充电板通过磁力吸附装置与无线充电器紧密贴合，抓取装置松开无线充电板，但仍然在无线充电板正下方等待3秒，如果在此期间无线充电板松动脱落，抓取装置再次调整位置，将无线充电板水平旋转90度，重新将无线充电板送至无线充电器正下方，使无线充电板通过磁力吸附装置与无线充电器再次吸附，松开抓取装置，等待3秒，确保无线充电板不掉下，抓取装置完全脱离无线充电板，此时充电开始。
实施例2
并列的五个停车位中部横贯安装有一条轨道，轨道面与地面齐平，轨道一端安装有控制系统和位置探测装置，以及放有5个独立的无线充电板的放置架，将5辆电动汽车停泊在停车位上，安装在轨道上的位置探测装置发出探测信号，确定每一个无线充电器上的位置反馈装置的位置，机械臂将无线充电板送至无线充电器正下方，无线充电板通过磁力吸附装置与无线充电器紧密贴合，抓取装置松开无线充电板，但仍然在无线充电板正下方等待3秒，确保无线充电板不掉下，然后抓取装置完全脱离无线充电板，此时充电开始；机械臂回到放置架附近再抓取另一个充电板重复以上操作，直至5辆电动车全部开始充电。
实施例3
实施例2中的任意一辆电动汽车充电完成时，控制系统发出信号，机械臂移动至充电完成的无线充电板下将其取回置于放置架上，待有新的充电任务时，重复实施例2的操作开始充电。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：包括车载部分和充电桩部分，充电桩部分包括控制系统、固定在停车位上的轨道、安装在轨道上的位置探测装置、安装在轨道上的基座，安装在基座上的机械臂、安装在机械臂顶部的抓取装置，以及与抓取装置相匹配的无线充电板和安装在充电板上的磁力吸附装置；车载部分包括：固定在电动车底盘上的无线充电器和固定在无线充电器上的位置反馈装置。
2.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述轨道为环形轨道或直线形轨道。
3.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述基座和机械臂可根据控制系统发出的指令沿轨道运动。
4.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述机械臂有向轨道两侧和上下伸展的自由度。
5.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述抓取装置在无线充电板与无线充电器吸附后可松开无线充电板，等待2-3秒钟，确认无线充电板不会掉下，抓取装置可完全脱离无线充电板而去执行其他任务，此时充电开始。
6.如权利要求5所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述机械臂在执行完在一次充电匹配任务后可抓取另一块无线充电板再次执行新的充电匹配任务；而当充电完成时，机械臂可将吸附在无线充电器上的无线充电板摘下，放回指定位置。
7.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述无线充电板包括无线充电板壳体、安装在无线充电板内的发射线圈。
8.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述无线充电器包括无线充电器壳体、固定在无线充电器壳体内的接收线圈。
9.如权利要求6和7所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述发射线圈依次通过高频逆变电路、第一整流电路与供电网络连接，所述接收线圈通过第二整流电路与电动车的蓄电池连接。
10.如权利要求1所述的电动汽车智能无线充电系统，其特征在于：所述控制系统可以是设置于轨道上的微型处理器，也可以是设置于云端的管理后台。
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