CN109228900A - 一种车底式电动汽车无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
一种车底式电动汽车无线充电系统，包括动力部分、移动充电平台、气压控制部分、位于电动汽车底部的无线充电接收部分。所述无线充电接收部分包括无线充电接收线圈，无线充电接收线圈的四角设有永磁体；所述移动充电平台顶部设有无线充电发射线圈，其四角设有与所述永磁体相对应的磁场传感器。所述动力部分通过连杆与移动充电平台相连接，气压控制部分通过气压管路与移动充电平台相连接。所述无线充电接收线圈与无线充电发射线圈通过电磁感应交换能量，将充电站内的电能转移到汽车蓄电池中。本发明无线充电系统不仅为未来电动汽车的高效率无线充电提供新的技术参考，而且可预防电动汽车无线充电过程中对周边环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种车底式电动汽车无线充电系统，属于电力系统、新能源系统和交通运输系统的技术交叉领域。
背景技术
当前化石能源的大量使用，已造成了很多地方较为严重的环境问题，电动汽车相较于传统内燃机汽车更加环保。日前，电动汽车的市场保有量也呈现增加态势，也对电动汽车充电效率的提高提出了更高的要求。有线充电需要人工接线且电线磨损严重，所以操作灵活、使用寿命长且高效率的无线自动充电装置则可以给更好地符合未来市场和人们的需求。与此同时，目前现有的无线充电方式都有一定的辐射性和对周边环境的破坏性，因此开发一种高效率且可预防对周边环境破坏的智能化无线充电系统是非常有必要的。
发明内容
针对有线充电出现的一些问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种可预防对周边环境破坏的高效率智能化的车底式电动汽车无线充电系统。
本发明采取的技术方案为：
一种车底式电动汽车无线充电系统，包括动力部分、移动充电平台、气压控制部分、位于电动汽车底部的无线充电接收部分。所述无线充电接收部分包括无线充电接收线圈，无线充电接收线圈的四角设有永磁体；所述移动充电平台顶部设有无线充电发射线圈，其四角设有与所述永磁体相对应的磁场传感器。所述动力部分通过连杆与移动充电平台相连接，气压控制部分通过气压管路与移动充电平台相连接。
所述无线充电接收部分与移动充电平台构成系统的能量交换装置，所述无线充电接收线圈与无线充电发射线圈通过电磁感应交换能量，将充电站内的电能转移到汽车蓄电池中。
所述无线充电接收线圈四角的四块永磁体，与无线充电发射线圈四角的四个磁场传感器位置相对应，通过所探测的磁场大小信息反馈给动力部分和气压控制部分。
所述无线充电接收线圈置于电动汽车底盘平面以上，电动汽车底盘平面位置设有第一保护盖。
所述移动充电平台置于地平面以下，地平面对应位置有第二保护盖，移动充电平台上的无线充电发射线圈外有电磁屏蔽罩，电磁屏蔽罩顶部端面设有压力传感器，第二保护盖遮住未工作时的移动充电平台。
所述气压控制部分包括气压泵，气压泵通过气压管路连接到移动充电平台的吸盘上，气压控制部分与气压管路都置于地平面以下，与移动充电平台属于同一空间，气压控制部分对移动充电平台底部的吸盘进行抽气或者注气。
所述电磁屏蔽罩下半部连着吸盘，吸盘与所述不锈钢板平面相接触，当吸盘吸附在所述不锈钢板平面上，整个移动充电平台固定。
所述电磁屏蔽罩由高磁导率和高电导率的单元素金属材料或者合金材料制成。
所述电磁屏蔽罩为方形或者圆形，电磁屏蔽罩与汽车底盘电磁屏蔽隔板接触的端面上设有压力传感器。
本发明一种车底式电动汽车无线充电系统，有益效益在于：
1：当汽车开到充电站充电位时，移动充电平台可自动与汽车底部的无线充电接收线圈对准，方便灵活，节约人工成本，设备使用寿命增加。
2：接收线圈与发射线圈工作时，将置于高磁导率和高电导率的单元素金属材料或者合金材料制成的电磁保护罩内，抗干扰能力强，也可以防止充电产生的辐射影响周边。
3：移动充电平台采用传感器探测磁场的方式寻址而且可对准到电动汽车底部的无线充电接收线圈，能够有效避免各种污渍对传感器的污染。并且利用滑块加导轨机械式移动单元，其使用寿命长、不易受外界干扰、维护简单，能适应复杂气象条件。
4：采用液压推动滑块移动，能实现任意长度的移动，较之齿轮转动更加精准.
5：采用真空吸盘固定移动平台，减小器件磨损.
6：系统未工作时都被保护盖遮挡，有效避免雨水砂石对整个设备的影响。
7：动力部分是给移动充电平台的寻址移动及对准提供动力，气压控制部分可通过抽气吸附的方式固定完成寻址移动后的移动充电平台位置。
8：该无线充电系统不仅为未来电动汽车的高效率无线充电提供新的技术参考，而且可预防电动汽车无线充电过程中对周边环境的影响。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
图2为本发明系统的电动汽车车底接收部分结构示意图。
图3为本发明系统的移动充电平台的俯视结构示意图。
图4为本发明系统的移动充电平台的立体结构示意图。
图5为本发明系统的地平面发射部分结构示意图。
图6为本发明系统的移动充电平台上电磁屏蔽罩顶部结构示意图。
具体实施方式
如图1~图6所示，一种车底式电动汽车无线充电系统，包括动力部分1、移动充电平台2、气压控制部分3、位于电动汽车21底部的无线充电接收部分4。
所述无线充电接收部分4包括无线充电接收线圈19，无线充电接收线圈19的四角设有永磁体22。
所述移动充电平台2顶部设有无线充电发射线圈17，其四角设有与所述永磁体22相对应的磁场传感器16。
所述动力部分1通过连杆与移动充电平台2相连接，气压控制部分3通过气压管路与移动充电平台2相连接。
所述无线充电接收部分4与移动充电平台2构成系统的能量交换装置，所述无线充电接收线圈19与无线充电发射线圈17通过电磁感应交换能量，将充电站内的电能转移到汽车蓄电池中。
所述无线充电接收线圈19四角的四块永磁体22，与无线充电发射线圈17四角的四个磁场传感器16位置相对应，通过所探测的磁场大小信息反馈给动力部分1和气压控制部分3，保证移动充电平台2与无线充电接收部分4的精准对齐。
所述磁场传感器16通过信号采集处理模块连接主控装置。当无线充电发射线圈17在XY平面内移动时，磁场传感器16探测永磁体22产生的磁场，当四个探测器所探测的磁场同时达到最大值时，说明磁场传感器16与对应的永磁体22一一对齐。
所述主控装置的控制器可以采用依赖于电路电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令式组合逻辑控制器或者微程序控制器。
所述磁场传感器16可以采用磁阻式传感器、霍尔传感器、线圈式传感器、共振式传感器、阻抗式传感器等改变电路电阻值的传感装置。
所述无线充电接收线圈19置于电动汽车21底盘平面以上，电动汽车21底盘平面位置设有第一保护盖18。防止汽车在行驶过程中无无线充电接收线圈19沾着污物，也避免无线充电接收线圈19在行驶过程中被划伤。
所述移动充电平台2置于地平面以下，地平面对应位置有第二保护盖20，移动充电平台2上的无线充电发射线圈17外有电磁屏蔽罩9，电磁屏蔽罩9顶部端面设有压力传感器23，第二保护盖20遮住未工作时的移动充电平台2，防止雨水砂石进入地平面以下空间，保护构件。
所述压力传感器23可以采用压电式传感器、应变式传感器、形变式传感器。
所述压力传感器23通过信号采集处理模块连接主控装置。
移动充电平台2上的电磁屏蔽罩9在充电时，通过液压方式上升，当电磁屏蔽罩9端面的压力传感器23同时探测到压力的时候，表明电磁屏蔽罩9与电动汽车21底部的无线充电接收部分4完全接触，整个能量交换系统处于电磁屏蔽罩9内，最大程度保证磁场无外漏。
所述压力传感器23可以采用改变电路电阻值的压电式传感器装置。
所述气压控制部分3包括气压泵，气压泵通过气压管路连接到移动充电平台2的吸盘5上，气压控制部分3与气压管路都置于地平面以下，与移动充电平台2属于同一空间，气压控制部分3对移动充电平台2底部的吸盘5进行抽气或者注气，即可双向控制气流。
所述主控装置连接气压泵。
所述动力部分1包括三个液压泵、第一层导轨6、第二层导轨13；三个液压泵，三个液压泵置于地平面以下，与移动充电平台2属于同一空间；三个液压泵分别连接到移动充电平台2上的第一推杆8、第二推杆10、转向推动杆12上，通过液压伸缩分别控制无线充电发射线圈17在XY平面的移动。
所述主控装置分别连接三个液压泵。
第一层导轨6固定于光滑的不锈钢板平面上，第一层滑块7嵌在第一层导轨6内，第二层滑块11嵌在第二层导轨13内，第二层导轨13固定于第一层滑块7，第二层滑块11中心设有旋转台15，无线充电发射线圈17置于旋转台15之上；
第一推杆8、第二推杆10分别连接第一层滑块7、第二层滑块11；第一推杆8受力沿X方向移动第一层滑块7，第二推杆10受力沿Y方向移动第二层滑块11；
转向推动杆12受力沿轴向移动，转向推动杆12连接转向导轨14一侧，转向导轨14带动旋转台15绕旋转台的中心轴转动，转向导轨14另一侧连接复位弹簧24，转向导轨14不受力时，被压缩的复位弹簧24带动旋转台15复位。
所述电磁屏蔽罩9下半部连着吸盘5，吸盘5与所述不锈钢板平面相接触，当吸盘5吸附在所述不锈钢板平面上，整个移动充电平台2固定。电磁屏蔽罩9可通过液压系统进行升降。
当移动充电平台2移动时，通过气压控制部分3对移动充电平台2底部的吸盘5进行注气，使移动充电平台2整体气浮与不锈钢板平面之上并可以减小摩擦易于移动。当无线充电接收线圈19与无线充电发射线圈17精准对齐后，真空泵工作，吸盘5吸在不锈钢板平面上，整个移动充电平台2固定，保证充电过程的稳定。
当需要移动充电平台2固定时，通过气压控制部分3对移动充电平台2底部的吸盘5进行抽气，使吸盘5牢牢地吸附于不锈钢板面之上，而不易于移动。
所述电磁屏蔽罩9由高磁导率和高电导率的单元素金属材料或者合金材料制成。电磁屏蔽罩9可液压升降，保证在能量交换过程中无漏磁，同时避免其他信号干扰，
所述电磁屏蔽罩9为方形或者圆形，电磁屏蔽罩9与汽车底盘电磁屏蔽隔板接触的端面上设有压力传感器23。
本发明一种车底式电动汽车无线充电系统，不仅为未来电动汽车的高效率无线充电提供新的技术参考，而且可预防电动汽车无线充电过程中对周边环境的影响。
Claims (9)
1.一种车底式电动汽车无线充电系统，包括动力部分（1）、移动充电平台（2）、气压控制部分（3）、位于电动汽车（21）底部的无线充电接收部分（4）；其特征在于：所述无线充电接收部分（4）包括无线充电接收线圈（19），无线充电接收线圈（19）的四角设有永磁体（22）；
所述移动充电平台（2）顶部设有无线充电发射线圈（17），其四角设有与所述永磁体（22）相对应的磁场传感器（16）；
所述动力部分（1）通过连杆与移动充电平台（2）相连接，气压控制部分（3）通过气压管路与移动充电平台（2）相连接；
所述无线充电接收部分（4）与移动充电平台（2）构成系统的能量交换装置，所述无线充电接收线圈（19）与无线充电发射线圈（17）通过电磁感应交换能量，将充电站内的电能转移到汽车蓄电池中。
2.根据权利要求1所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述无线充电接收线圈（19）四角的四块永磁体（22），与无线充电发射线圈（17）四角的四个磁场传感器（16）位置相对应，通过所探测的磁场大小信息反馈给动力部分（1）和气压控制部分（3）。
3.根据权利要求1所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述无线充电接收线圈（19）置于电动汽车（21）底盘平面以上，电动汽车（21）底盘平面位置设有第一保护盖（18）。
4.根据权利要求1所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述移动充电平台（2）置于地平面以下，地平面对应位置有第二保护盖（20），移动充电平台（2）上的无线充电发射线圈（17）外有电磁屏蔽罩（9），电磁屏蔽罩（9）顶部端面设有压力传感器（23），第二保护盖（20）遮住未工作时的移动充电平台（2）。
5.根据权利要求1所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述气压控制部分（3）包括气压泵，气压泵通过气压管路连接到移动充电平台（2）的吸盘（5）上，气压控制部分（3）与气压管路都置于地平面以下，与移动充电平台（2）属于同一空间，气压控制部分（3）对移动充电平台（2）底部的吸盘（5）进行抽气或者注气。
6.根据权利要求1所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述动力部分（1）包括三个液压泵及液压管路；
三个液压泵，三个液压泵置于地平面以下，与移动充电平台（2）属于同一空间；三个液压泵分别连接到移动充电平台（2）上的第一推杆（8）、第二推杆（10）、转向推动杆（12）上，通过液压伸缩控制无线充电发射线圈（17）在xy平面的平动和转动
第一层导轨（6）固定于光滑的不锈钢板平面上，第一层滑块（7）嵌在第一层导轨（6）内，第二层滑块（11）嵌在第二层导轨（13）内，第二层导轨（13）固定于第一层滑块（7），第二层滑块（11）中心设有旋转台（15），无线充电发射线圈（17）置于旋转台（15）之上；
第一推杆（8）、第二推杆（10）分别连接第一层滑块（7）、第二层滑块（11）；第一推杆（8）受力沿X方向移动第一层滑块（7），第二推杆（10）受力沿Y方向移动第二层滑块（11）；
转向推动杆（12）受力沿轴向移动，转向推动杆（12）连接转向导轨（14）一侧，转向导轨（14）带动旋转台（15）绕旋转台的中心轴转动；
转向导轨（14）另一侧连接复位弹簧（24），转向导轨（14）不受力时，被压缩的复位弹簧（24）带动旋转台（15）复位。
7.根据权利要求4所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述电磁屏蔽罩（9）下半部连着吸盘（5），吸盘（5）与所述不锈钢板平面相接触，当吸盘（5）吸附在所述不锈钢板平面上，整个移动充电平台（2）固定。
8.根据权利要求7所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述电磁屏蔽罩（9）由高磁导率和高电导率的单元素金属材料或者合金材料制成。
9.根据权利要求7所述一种车底式电动汽车无线充电系统，其特征在于：所述电磁屏蔽罩（9）为方形或者圆形，电磁屏蔽罩（9）与汽车底盘电磁屏蔽隔板接触的端面上设有压力传感器（23）。
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