CN108382262A - 一种电动汽车无线充电系统及充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种电动汽车无线充电系统及充电方法。充电系统包括发电单元和接收单元，发电单元向接收单元发送无线电能；发电单元包括发送感应器和电力发送板，电力发送板产生无线电能，电力发送板包括第一线圈模组、逆变器、第一整流滤波器和变压器，变压器与交流电源连接；发送感应器用于感应发电单元；接收单元包括接收感应器和电力接收板，电力接收板包括第二线圈模组、第二整流滤波器和DC‑DC转换器，第二线圈模组接收第一线圈模组产生的无线电能，DC‑DC转换器与待充电设备连接为待充电设备充电。本发明通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，有效避免了不必要危害的产生，省时省力，整体结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电领域，具体而言，涉及一种电动汽车无线充电系统及充电方法。
背景技术
随着经济的发展，人们生活水平的提高，汽车也走进了寻常百姓家，汽车工业的发展大幅提高了汽车的科技水平，使得汽车成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
作为当下最热的电动汽车，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、结构简单和保养成本低等优点，没有内燃机工作时产生的废气，对环境保护和空气的洁净十分有益。
目前，人们在给电动汽车充电时，大多依然选择充电桩来进行充电，这种方式无可厚非，但是每次充电时都需要靠人们来亲自拔插充电头，而且在拔插充电头的过程中很容易发生不必要的触电，同时由于操作较为繁琐，从而浪费了很多人力物力。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种电动汽车无线充电系统及充电方法，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车无线充电系统包括：发电单元和接收单元，所述发电单元向所述接收单元发送无线电能；
所述发电单元包括发送感应器和电力发送板，所述电力发送板用于产生所述无线电能，所述电力发送板包括依次连接的第一线圈模组、逆变器、第一整流滤波器和变压器，所述变压器与交流电源连接；所述发送感应器用于感应发电单元；
所述接收单元包括接收感应器和电力接收板，所述电力接收板包括依次连接的第二线圈模组、第二整流滤波器和DC-DC转换器，所述第二线圈模组用于接收所述第一线圈模组产生的所述无线电能，所述DC-DC转换器与待充电设备连接，为所述待充电设备充电。
进一步地，所述发电单元还包括第一对准器，所述接收单元还包括第二对准器，所述第一对准器和所述第二对准器通过互相发送对准信号进行对准定位。
进一步地，所述第一对准器和所述第二对准器均为激光对准器。
进一步地，所述电力发送板还包括第一透光盖板，所述电力接收板还包括第二透光盖板，所述第一透光盖板与所述第一线圈模组连接，所述第二透光盖板与所述第二线圈模组连接。
进一步地，所述接收感应器和所述发送感应器均为红外光电传感器。
第二方面，本发明实施例提供了一种电动汽车充电方法，包括：
若发送单元中的发送感应器检测到有待充电设备时，将启动信号发送至所述待充电设备对应的接收单元中的接收感应器；
启动接收单元中的电力接收板和发送单元中的电力发送板，交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板；
电力接收板将接收到的所述无线电能后，将所述无线电能转换为所述待充电设备对应的电能。
进一步地，在发送感应器检测到有待充电设备后，所述方法，还包括：
通过发送单元中的第一对准器和接收单元中的第二对准器之间互相发送校准信号，使得所述电力发送板和所述电力接收板进行对准。
进一步地，所述电力发送板包括依次连接的第一线圈模组、第一整流滤波器、逆变器和变压器，所述交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板，包括：
所述变压器接收第一交流电，并将所述第一交流电的电压进行转换；
所述变压器将变压后的第一交流电发送至所述第一整流滤波器，通过所述第一整流滤波器进行整流，获得第一直流电并将所述第一直流电发送至所述逆变器；
所述逆变器将所述第一直流电转化为第二交流电，并将所述第二交流电发送至所述第一线圈模组；
第一线圈模组在接收到所述第二交流电后产生电磁感应，并将所述无线电能发送至所述电力接收板。
进一步地，所述电力接收板包括依次连接的第二线圈模组、第二整流滤波器和DC-DC转换器，所述将所述无线电能转换为所述待充电设备能够接收的电能，包括：
所述第二线圈模组接收所述电力发送板发送的所述无线电能，并产生交变的感应电流；
所述第二线圈模组将所述感应电流发送至所述第二整流滤波器，通过所述第二整流滤波器进行整流，获得第二直流电，并将所述第二直流电发送至所述DC-DC转换器；
所述DC-DC转换器将所述第二直流电转换为所述待充电设备能够接收的电能。
进一步地，所述第一对准器和所述第二对准器均为激光对准器。
本发明实施例通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无线充电系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种充电方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
图1为本发明实施例提供的一种无线充电系统结构示意图，如图1所示，所述充电系统包括发电单元101和接收单元102，所述发电单元101向所述接收单元102发送无线电能；
所述发电单元101包括发送感应器1011和电力发送板1012，所述电力发送板1012用于产生所述无线电能，所述电力发送板1012包括依次连接的第一线圈模组10121、逆变器10122、第一整流滤波器10123和变压器10124，所述变压器10124与交流电源连接；所述发送感应器1011用于感应发电单元101；
所述接收单元102包括接收感应器1021和电力接收板1022，所述电力接收板1022包括依次连接的第二线圈模组10221、第二整流滤波器10222和DC-DC转换器10223，所述所述第二线圈模组10221用于接收所述第一线圈模组10121产生的所述无线电能，所述DC-DC转换器10223与待充电设备连接，为所述待充电设备充电。
在具体的实施过程中，对于电动汽车来说，在电动汽车的下护板上安装有接收单元102，在充电平台上安装有发电单元101，接收单元102和发电单元101构成了无线充电系统。其中，发电单元101包括发送感应器1011和电力发送板1012，发送感应器1011的作用是实时监测是否有电动汽车需要进行充电，如果检测到有待充电设备时，启动无线充电系统，并向接收单元102中的接收感应器1021发送启动信号。电力发送板1012包括依次连接的第一线圈模组10121、逆变器10122、第一整流滤波器10123和变压器10124，即变压器10124的输入端与交流电源连接，输出端与第一整流滤波器10123的输入端连接，第一整流滤波器10123的输出端与逆变器10122的输入端连接，逆变器10122的输出端与第一线圈模组10121的输入端连接。
其中，第一线圈模组10121用于产生电磁感应，逆变器10122用于将直流电变为交流电，第一整流滤波器10123用于将交流电变为直流电，变压器10124与交流电源连接，用于改变交流电的电压。
安装在电动汽车的下护板上的接收单元102包括接收感应器1021和电力接收板1022，接收感应器1021用于接收发送感应器1011发送的启动信号，在接收到启动信号后，启动接收单元102，准备充电。电力接收板1022包括依次连接的第二线圈模组10221、第二整流滤波器10222和DC-DC转换器10223，即第二线圈模组10221的输出端与第二整流滤波器10222的输入端连接，第二整流滤波器10222的输出端与DC-DC转换器10223的输入端连接，DC-DC转换器10223的输出端与电动汽车的蓄电池连接。
其中第二线圈模组10221接收第一线圈模组10121的无线电能，产生交变的感应电流，第二整流滤波器10222将交变的感应电流转换为直流电，DC-DC转换器10223是将直流电的电压进行转换，转换为适合电动汽车的电能。
本发明实施例安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
在上述实施例的基础上，所述发电单元101还包括第一对准器1013，所述接收单元102还包括第二对准器1023，所述第一对准器1013和所述第二对准器1023通过互相发送对准信号进行对准定位。
在具体的实施过程中，在发电单元101上设置有第一对准器1013，在接收单元102上设置有第二对准器1023，应当说明的是，第一对准器1013和第二对准器1023可以均为激光对准器，当然，能够实现对准功能的对准器均可用于本发明实施例，本发明实施例对此不作具体限定。当安装在充电平台上的发送感应器1011检测到有电动汽车停放在充电平台上时，分别安装在电力接收板1022和电力发送板1012上的两个激光对准器同时启动并互相发送信号进行对准定位。
本发明实施例通过第一对准器和第二对准器将电力发电板和电力接收板进行对准，从而能够将发送单元产生的无线电能最大程度的发送至接收单元，避免了电能的浪费。
在上述实施例的基础上，所述电力发送板1012还包括第一透光盖板10125，所述电力接收板1022还包括第二透光盖板10224，所述第一透光盖板10125与所述第一线圈模组10121连接，所述第二透光盖板10224与所述第二线圈模组10221连接。
在具体的实施过程中，在电力发送板1012上还设置有第一透光盖板10125，在电力接收板1022上设置与第二透光盖板10224，第一透光盖板10125的输入端与第一线圈模组10121的输出端连接，第二透光盖板10224的输入端与第二线圈模组10221的输出端连接。并且，第一透光盖板10125和第二透光盖板10224的作用是分别保护电力发送板1012和电力接收板1022。
在上述实施例的基础上，所述接收感应器1021和所述发送感应器1011均为红外光电传感器。
在具体的实施过程中，发送感应器1011和接收感应器1021可以为红外光电传感器，当然，也可以为其他电传感器，例如激光传感器等。
本发明实施例通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
图2为本发明实施例提供的一种充电方法流程示意图，如图2所示，所述方法包括：
步骤201：若发送单元中的发送感应器检测到有待充电设备时，将启动信号发送至所述待充电设备对应的接收单元中的接收感应器；
在具体的实施过程中，当安装在充电平台上的发送感应器检测到有电动汽车停放在充电平台上时，便启动无线充电系统，发送感应器将启动信号发送至安装在电动汽车上的接收感应器。可以理解的是，发送感应器和接收感应器可以为红外电感应器，因此，启动信号为红外光信号。
步骤202：启动接收单元中的电力接收板和发送单元中的电力发送板，交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板；
在具体的实施过程中，接收感应器在接收到启动信号后，电力接收板和电力发送板同时启动，此时，交流电源通过电力发送板产生电磁感应，将感应出的无线电能发送至电力接收板。
步骤203：电力接收板将接收到的所述无线电能后，将所述无线电能转换为所述待充电设备能够接收的电能。
在具体的实施过程中，电力接收板在接收到电力发送板发送的无线电能后，对无线电能进行相应的处理，处理成符合电动汽车充电要求的电能，从而完成最终的充电作业。
本发明实施例通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
在上述实施例的基础上，在发送感应器检测到有待充电设备后，所述方法，还包括：
通过发送单元中的第一对准器和接收单元中的第二对准器之间互相发送校准信号，使得所述电力发送板和所述电力接收板进行对准。
在具体的实施过程中，在发送感应器检测到有电动汽车停放在充电平台后，并启动无线充电系统后，分别安装在电力接收板的第二对准器和电力发送板上的第一对准器同时启动并互相发送信号进行对准定位，将电力接收板和电力发送板进行对准。应当说明的是，第一对准器和第二对准器可以均为激光对准器，当然，能够实现对准功能的对准器均可用于本发明实施例，本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例通过第一对准器和第二对准器将电力发电板和电力接收板进行对准，从而能够将发送单元产生的无线电能最大程度的发送至接收单元，避免了电能的浪费。
在上述实施例的基础上，所述电力发送板包括依次连接的第一线圈模组、第一整流滤波器、逆变器和变压器，所述交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板，包括：
所述变压器接收第一交流电，并将所述第一交流电的电压进行转换；
所述变压器将变压后的第一交流电发送至所述第一整流滤波器，通过所述第一整流滤波器进行整流，获得第一直流电并将所述第一直流电发送至所述逆变器；
所述逆变器将所述第一直流电转化为第二交流电，并将所述第二交流电发送至所述第一线圈模组；
第一线圈模组在接收到所述第二交流电后产生电磁感应，并将所述无线电能发送至所述电力接收板。
在具体的实施过程中，在进行充电过程中，发送单元的工作过程为：首先交流电源将第一交流电经过变压器的输入端发送至变压器，变压器接收到第一交流电后，对第一交流电的电压进行转换；变压器将变压后的第一交流电通过变压器输出端输送到第一整流滤波器的输入端，第一整流滤波器接收到变压后的第一交流电后，对该第一交流电进行整流，获得第一直流电，并将第一直流电发送至逆变器的输入端；逆变器接收到第一直流电后再将其转换为第二交流电，然后将第二交流电发送至第一线圈模组的输入端；第一线圈模组在接收到第二交流电后产生电磁感应，并将电磁感应对应的无线电能发送至电力接收板。
应当说明的是，在电力发送板上还可以设置有第一透光盖板，将第一透光盖板的输入端与第一线圈模组的输出端连接，第一线圈模组可以通过第一透光盖板将无线电能发送至接收单元。
本发明实施例通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
在上述实施例的基础上，所述电力接收板包括依次连接的第二线圈模组、第二整流滤波器和DC-DC转换器，所述将所述无线电能转换为所述待充电设备能够接收的电能，包括：
所述第二线圈模组接收所述电力发送板发送的所述无线电能，并产生交变的感应电流；
所述第二线圈模组将所述感应电流发送至所述第二整流滤波器，通过所述第二整流滤波器进行整流，获得第二直流电，并将所述第二直流电发送至所述DC-DC转换器；
所述DC-DC转换器将所述第二直流电转换为所述待充电设备能够接收的电能。
在具体的实施过程中，当接收单元接收到发送单元发送的无线电能后，其具体工作原理为：第二线圈模组接收第一线圈模组发送的无线电能，电磁感应驱动第二线圈模组产生感应电流，第二线圈模组将感应电流发送至第二整流滤波器的输入端，第二蒸馏滤波器对感应电流进行整流处理，获得第二直流电，并将第二直流电发送至DC-DC转换器的输入端，DC-DC转换器将第二直流电的电压进行转换，转换为符合电动汽车充电要求的电压，转换完成后将转换后的电能输入到电动汽车的蓄电池，从而完成最终的充电作业。
应当说明的是，电力接收板上还可以设置有第二透光盖板，第二透光盖板的输出端与第二线圈模组的输入端连接，发送单元可以通过第二透光盖板将无线电能发送至第二线圈模组。
本发明实施例通过安装在充电平台上的发电单元和待充电设备上的接收单元实现无线充电，不仅有效避免了不必要危害的产生，而且省时省力，整体结构简单。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于，包括：发电单元和接收单元，所述发电单元向所述接收单元发送无线电能；
所述发电单元包括发送感应器和电力发送板，所述电力发送板用于产生所述无线电能，所述电力发送板包括依次连接的第一线圈模组、逆变器、第一整流滤波器和变压器，所述变压器与交流电源连接；所述发送感应器用于感应发电单元；
所述接收单元包括接收感应器和电力接收板，所述电力接收板包括依次连接的第二线圈模组、第二整流滤波器和DC-DC转换器，所述第二线圈模组用于接收所述第一线圈模组产生的所述无线电能，所述DC-DC转换器与待充电设备连接，为所述待充电设备充电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发电单元还包括第一对准器，所述接收单元还包括第二对准器，所述第一对准器和所述第二对准器通过互相发送对准信号进行对准定位。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一对准器和所述第二对准器均为激光对准器。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力发送板还包括第一透光盖板，所述电力接收板还包括第二透光盖板，所述第一透光盖板与所述第一线圈模组连接，所述第二透光盖板与所述第二线圈模组连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述接收感应器和所述发送感应器均为红外光电传感器。
6.一种电动汽车充电方法，其特征在于，包括：
若发送单元中的发送感应器检测到有待充电设备时，将启动信号发送至所述待充电设备对应的接收单元中的接收感应器；
启动接收单元中的电力接收板和发送单元中的电力发送板，交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板；
电力接收板将接收到的所述无线电能后，将所述无线电能转换为所述待充电设备对应的的电能。
7.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，在发送感应器检测到有待充电设备后，所述方法，还包括：
通过所述发送单元中的第一对准器和接收单元中的第二对准器之间互相发送校准信号，使得所述电力发送板和所述电力接收板进行对准。
8.根据权利要求6所述的充电方法，其特征在于，所述电力发送板包括依次连接的第一线圈模组、第一整流滤波器、逆变器和变压器，所述交流电源通过所述电力发送板产生电磁感应，并将无线电能发送至电力接收板，包括：
所述变压器接收第一交流电，并将所述第一交流电的电压进行转换；
所述变压器将变压后的第一交流电发送至所述第一整流滤波器，通过所述第一整流滤波器进行整流，获得第一直流电并将所述第一直流电发送至所述逆变器；
所述逆变器将所述第一直流电转化为第二交流电，并将所述第二交流电发送至所述第一线圈模组；
所述第一线圈模组在接收到所述第二交流电后产生电磁感应，并将所述无线电能发送至所述电力接收板。
9.根据权利要求6-8任一项所述的充电方法，其特征在于，所述电力接收板包括依次连接的第二线圈模组、第二整流滤波器和DC-DC转换器，所述将所述无线电能转换为所述待充电设备能够接收的电能，包括：
所述第二线圈模组接收所述电力发送板发送的所述无线电能，并产生交变的感应电流；
所述第二线圈模组将所述感应电流发送至所述第二整流滤波器，通过所述第二整流滤波器进行整流，获得第二直流电，并将所述第二直流电发送至所述DC-DC转换器；
所述DC-DC转换器将所述第二直流电转换为所述待充电设备能够接收的电能。
10.根据权利要求7所述的充电方法，其特征在于，所述第一对准器和所述第二对准器均为激光对准器。
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|---|---|---|---|
| CN201810463753.4A CN108382262A (zh) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | 一种电动汽车无线充电系统及充电方法 |
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|---|---|
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| CN201810463753.4A Pending CN108382262A (zh) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | 一种电动汽车无线充电系统及充电方法 |
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| CN (1) | CN108382262A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112104034A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-18 | 北京理工大学 | 一种非接触式动力电池充电、加热与均衡装置 |
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- 2018-05-15 CN CN201810463753.4A patent/CN108382262A/zh active Pending
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