CN109228901A - 一种电动汽车动态无线充电循环接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，包括有转动安装在电动汽车底盘前、后两端的伸缩杆，伸缩杆的活动端底部均固定有处于同一水平面的调节板，调节板的内侧均开有凹槽，两个凹槽中分别放置有驱动滚筒和从动滚筒，驱动滚筒和从动滚筒的两端分别固定有直杆，直杆外端均转动安装在对应凹槽上对应的端面上；驱动滚筒和从动滚筒之间套装有可循环转动的具有弹性的传送履带，传送履带的外表面上分布有若干间隔分布的接收线圈。通过传送履带产生电动汽车与接收线圈的相对速度，使接收线圈与发射线圈相对静止，并时刻保持正对，极大地提高动态无线充电效率，减少了能量损耗。

Description

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置

技术领域：

本发明涉及电动汽车动态无线充电效率提升领域，主要涉及一种电动汽车动态无线充电循环接收装置。

背景技术：

电动汽车可以很好地解决机动车污染排放和能源短缺问题，因此受到了很多国家和政府的鼓励。随着以特斯拉为首的电动汽车的成功，大多数汽车制造商加速了电动汽车产业的布局，同时也驱动了学术界对于电动汽车的研究，以电动汽车为代步工具的出行逐渐进入人们眼中，成为了未来人群出行的主流方式。对于电动汽车的充电方法，传统的站桩式静态有线充电已经逐渐不能满足人们日益增长的出行需求。因此，电动汽车在行驶过程中进行无线充电的动态充电模式成为理想的充电方法而被广泛研究。

就目前而言，电动汽车有线充电效率非常高，接近于100%，无线充电技术虽然在很多方面都有优势，但是理论上效率只有高于90%时，电网公司和汽车用户才有可能接受这种方式。因此，电动汽车在无线充电过程中如何高效充电成为了困扰大众的一个难题。对于无线充电来说，当电磁发射线圈与电磁接收线圈处于正对状态时，充电效率达到最高。如果发射线圈与接收线圈发生偏移，充电效率将大幅降低。

在人类日常的驾驶中，车辆转弯与车身扭动是不可避免的普遍现象，这与车身扭动时直线型以及车辆转弯弯道型的电磁发射线圈铺设方式有很大矛盾。而且由电磁楞次定律可知：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。将楞次定律应用于电动汽车的动态无线充电时，发现发射线圈固定在路面下，接收线圈安装于电动汽车车身，随着电动汽车一起运动，因此，不管汽车是靠近发射线圈，还是远离发射线圈，都会受到大的磁阻，造成大的损耗。

因此，为了能够让动态充电技术在电动汽车的充电领域得到进一步的发展，我们迫切需要研发新的装置，来减少在能量转换过程中的损耗，提高动态无线充电效率，并且更加符合人们的驾驶习惯，增大电动汽车动态无线充电技术应用于实际生活的可能性。

发明内容：

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种电动汽车动态无线充电的接收装置。通过传送履带产生电动汽车与接收线圈的相对速度，使接收线圈与发射线圈相对静止，并时刻保持正对，极大地提高动态无线充电效率，减少了能量损耗。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：包括有转动安装在电动汽车底盘前、后两端的伸缩杆，伸缩杆的活动端底部均固定有处于同一水平面的调节板，调节板的内侧均开有凹槽，两个凹槽中分别放置有驱动滚筒和从动滚筒，驱动滚筒和从动滚筒的两端分别固定有直杆，直杆外端均转动安装在对应凹槽上对应的端面上；驱动滚筒和从动滚筒之间套装有可循环转动的具有弹性的传送履带，传送履带的外表面上分布有若干间隔分布的接收线圈。

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述调节板底部安装有高度传感器。

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：伸缩杆上安装有角度传感器。

所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述驱动滚筒内安装有速度传感器。

所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述伸缩杆上安装有距离传感器。

所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述传送履带包括有若干环绕呈一周的PVC细长直板，相邻PVC细长直板之间通过弹性件连接，所述PVC细长直板外表面铺设有接收线圈。

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述电动汽车底盘上安装有控制伸缩杆转动的电机，调节板上安装有控制驱动滚筒转动的电机。

所述的角度传感器，在汽车行驶过程中会感应车头转动的角度并进行判定。当感应角度未达到一定角度时判定为车身摆动状态，伸缩杆上的距离传感器感应车头偏移距离，电机控制前后伸缩杆左右平移。当感应角度达到一定角度时判定为车辆转弯状态，伸缩杆上的角度传感器感应汽车扭动角度，电机控制使伸缩杆转动，使PVC细长直板在平面内转动。

所述的传送履带中，靠近地面一侧的履带产生相对于电动汽车大小一致，方向相反的速度，使接收线圈与发射线圈时刻相对静止并保持正对。

所述的传送履带中的弹性材料，其初始状态处于应变弹性阶段，可拉伸也可收缩。

所述的驱动滚筒、从动滚筒均采用长方体滚轴，滚轴两侧为圆形滚轮。

所述的调节板采用“凹”字型板，“凹”字两翼设有空腔，空腔为圆柱体。空腔圆柱体的母线长度略长于旋转轴长度，空腔直径略大于旋转轴直径，并嵌套在两个旋转轴上，“凹”字另一侧在中点连接向上垂直于板平面的伸缩杆。

旋转轴始终垂直于滚筒滚轮，伸缩杆始终向上垂直于调节板板面并相对静止，伸缩杆绕其杆的轴线转动。

所述的速度传感器位于驱动滚筒内，感应汽车行驶速度，并给驱动滚筒提供动力或阻力使其加速或减速。

所述的高度传感器位于调节板内，感应靠近地面一侧的履带与路面的距离，确定好充电效率最佳的距离值后，通过调整伸缩杆长度使接收线圈与发射线圈始终处于充电效率的最佳距离。

所述的整流装置位于连接电磁接收线圈的线路上，将线圈上感应到的交流电流转化为直流电流。

所述的充电过程是一个循环性，稳定性，周期性过程。在汽车行驶过程中，履带靠近地面一侧上的接收线圈始终与路面上的发射线圈相对静止且保持正对。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

1、本发明通过传送带产生电动汽车与接收线圈的相对速度，使接收线圈与发射线圈相对静止，并时刻保持正对，极大地提高动态无线充电效率。

2、发明的两个接收线圈可以在皮带的带动下进行周期性运动，在连续的无线充电路面上，形成连续，完整的充电过程。在整个充电过程中，接收线圈与发射线圈始终相对静止且时刻正对。因此，可以很好地避免由于楞次定律产生磁阻的能量消耗，使能量利用最大化。

3、驱动滚筒和从动滚筒“长方体滚轴，滚轴两侧连接圆形滚轮”的设计较圆柱形滚筒，截面圆直径减小的同时又增大了单位线圈的面积。既节省了车身内所占体积，又保证了履带速度与汽车行驶速度大小的一致。

4、传致送履带的弹性化设计与PVC细长直板的牵引摆动和平移移动使装置也能随着车身的转弯而弯曲或随着车头的偏移而移动，消除了车辆转弯与车身扭动对于发射线圈与接收线圈正对充电的影响，更加满足了驾驶过程中对车辆转弯与车身扭动的需求，更加贴近人类日常的驾驶行为。

5、伸缩杆与高度传感器的设置使得接收线圈与发射线圈垂直距离始终一致，并时刻保持最佳距离，使充电效率始终最大化，并且避免了路况与路面障碍物对于充电进程的影响。

6、本发明构造了一种更加便利，高效的电动车充电装置，积极地响应未来出行方式的发展，对于电动汽车的充电方式提供一种有力的支持。

附图说明：

图1为充电过程示意图。

图2为传送履带俯视图。

图3为汽车转弯时的传送履带弯曲示意图。

图4为驱动滚筒以及从动滚筒模型示意图。

图5为模型力学结构模型示意图。

具体实施方式：

参见附图。

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施示例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，包括有转动安装在电动汽车底盘前、后两端的伸缩杆4，伸缩杆4的活动端底部均固定有处于同一水平面的调节板8，调节板8的内侧均开有凹槽，两个凹槽中分别放置有驱动滚筒2和从动滚筒3，驱动滚筒2和从动滚筒3的两端分别固定有直杆5，直杆5外端均转动安装在对应凹槽上对应的端面上；驱动滚筒2和从动滚筒3之间套装有可循环转动的具有弹性的传送履带1，传送履带1的外表面上分布有若干间隔分布的接收线圈9。

调节板8底部安装有高度传感器10。

伸缩杆4上安装有角度传感器7。

伸缩杆4上安装有距离传感器14。

驱动滚筒2内安装有速度传感器6。

传送履带1包括有若干环绕呈一周的PVC细长直板，相邻PVC细长直板之间通过弹性件13连接，所述PVC细长直板外表面铺设有接收线圈9。

传送履带1由多片铺设电磁接收线圈9的PVC细长直板和中间连接的处于应变弹性阶段的弹性材料构成。速度传感器6位于驱动滚筒2内，感应汽车行驶速度，并给驱动滚筒2提供动力或阻力使其加速或减速。此种设计通过传送履带产生电动汽车与接收线圈的相对速度，使接收线圈与发射线圈相对静止，并时刻保持正对。请见图5，驱动滚筒2两侧分别连接两个旋转轴5。调节板8位于传送履带1中心水平面，采用“凹”字型板，“凹”字两翼设有空腔，空腔为圆柱体。空腔圆柱体的母线长度略长于旋转轴5长度，空腔直径略大于旋转轴5直径，并嵌套在两个旋转轴5上。此种结构摆脱了旋转轴5的旋转对于整体模型的影响。请见图3，角度传感器7，距离传感器14位于伸缩杆4内，感应汽车扭动角度并进行判定，结合算法，计算出传送履带1需转动的角度或移动的距离，并给伸缩杆4提供弯矩和力，使伸缩杆4绕其杆的轴线转动或左右平移移动。各构件间的垂直的位置关系始终固定；此种结构设计通过位置关系的固定对传送履带1间的弹性材料进行拉伸或压缩，使装置也能随着车身的摆动而摆动，消除了车辆转弯与车身摆动对于发射线圈与接收线圈正对充电的影响，更加满足了驾驶过程中对车辆转弯与车身扭动的需求。从动滚筒3同驱动滚筒2连接相同的构件，呈对称分布。

驱动滚筒2，从动滚筒3采用长方体滚轴，滚轴两侧连接圆形滚轮。此种设计方式既节省了车身内所占体积，又在最大程度上保证了履带速度与汽车行驶速度的一致。请见图5高度传感器10位于调节板8内，感应靠近地面一侧的履带与路面的距离，确定好充电效率最佳的距离值后，通过调整伸缩杆长度使接收线圈与发射线圈始终处于充电效率的最佳距离。此结构使得接收线圈与发射线圈垂直距离始终一致，并时刻保持最佳距离，使充电效率始终最大化，并且避免了路况与路面障碍物对于充电进程的影响。

尽管本说明书较多地使用了传送履带1，驱动滚筒2，从动滚筒3，伸缩杆4，旋转轴5，速度传感器6，角度传感器7，调节板8，接收线圈9，高度传感器10，整流装置11，发射线圈12，弹性结构13，距离传感器14等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把他们解释成任何一种附加的限制都是与本发明的精神相违背的。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述对于本发明的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：包括有转动安装在电动汽车底盘前、后两端的伸缩杆，伸缩杆的活动端底部均固定有处于同一水平面的调节板，调节板的内侧均开有凹槽，两个凹槽中分别放置有驱动滚筒和从动滚筒，驱动滚筒和从动滚筒的两端分别固定有直杆，直杆外端均转动安装在对应凹槽上对应的端面上；驱动滚筒和从动滚筒之间套装有可循环转动的具有弹性的传送履带，传送履带的外表面上分布有若干间隔分布的接收线圈。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述调节板底部安装有高度传感器。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：伸缩杆上安装有角度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述驱动滚筒内安装有速度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述伸缩杆上安装有距离传感器。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述传送履带包括有若干环绕呈一周的PVC细长直板，相邻PVC细长直板之间通过弹性件连接，所述PVC细长直板外表面铺设有接收线圈。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：所述电动汽车底盘上安装有控制伸缩杆运动的电机，调节板上安装有控制驱动滚筒转动的电机。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车动态无线充电循环接收装置，其特征在于：驱动滚筒和从动滚筒均包括有长方体滚轴，长方体滚轴两端均连接有与长方体滚轮相对静止的圆形滚轮。