CN112829609A - 一种车辆无线充电系统、车辆以及道路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种车辆无线充电系统车辆以及道路，所述系统包括地面原边子系统，实时检测车辆的运行信息，控制车辆下方的供电导轨的启闭；车载副边子系统，接收来自地面原边子系统的供能；本发明能够实现车辆行进时的无线充电，即行进式无线充电，相较静态无线充电方式本申请是通过地面电源端发射的一部分能量经转换后直接供给电机使用，通过合理的设计与配置，大幅减少动力电池的使用数量和容量，提升整车轻量化程度，减少电耗，从而降低整车成本；本发明可以实现车辆在道路上的移动式无线充电，识别车辆的位置和状态，控制相应的无线充电路段对车辆进行供电。

Description

一种车辆无线充电系统、车辆以及道路
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，具体涉及一种车辆无线充电系统车辆以及道路。
背景技术
当前地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境，减少温室气体排放量，遏制全球气候变暖已经成为各国面临的共同问题。以电动汽车为代表的新能源汽车具有零(低)污染物排放、低噪声、能源效率高、维修及运行成本低等特点，新能源电动汽车迎来了爆发式增长，随着计算机控制技术应用到电动汽车上以来,汽车的智能化趋势便得到了极大的发展。但受制于充电效率、充电电池的储存能力和充电场站等因素，电动汽车充电难问题也日益突出。
目前电动汽车充电方式主要为传导式充电，需要人工插拔充电枪并操作充电机对电动汽车进行充电。目前，电动汽车的电池组主要依靠充电桩，并通过有线的方式进行充电，然而有线充电的方式便利性以及通用性受到一定的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够在行驶中对车辆进行无线充电的车辆无线充电系统、车辆以及道路。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
一种车辆无线充电系统，包括
地面原边子系统，实时检测车辆的运行信息，控制车辆下方的供电导轨的启闭；以及
车载副边子系统，接收来自地面原边子系统的供能。
优选的，所述车辆无线充电系统还包括监控中心和云端服务器；
所述地面原边子系统将所述地面原边子系统的运行信息同步发送至监控中心和云端服务器；
所述车载副边子系统将车辆的运行信息发送至监控中心和云端服务器；
所述云端服务器实时显示车辆运行状态；
所述监控中心通过地面原边子系统以及车载副边子系统回传的数据自动进行系统故障诊断，若出现异常情况，则关断地面原边子系统和/或车载副边子系统。
优选的，所述地面原边子系统包括供电导轨和设置在供电导轨两端的雷达模块，所述雷达模块实时检测车辆的运行位置及运行方向。
优选的，所述车载副边子系统包括WPT(WirelessPowerTransfer)系统、整车控制器、车载监控板、人机界面、车载雷达、第一通讯模块和第二通讯模块；
所述车载监控板通过人机界面实现WPT系统的显示与控制；
所述整车控制器控制车载副边子系统的运行状态，并获得运行信息；
所述车载雷达实现车辆的位置检测；
所述车载副边子系统通过第一通讯模块与监控中心通讯连接，所述车载副边子系统通过第二通讯模块与云端服务器通讯连接。
优选的，所述WPT系统还包括进行固定位置磁场检测的车载磁场检测模块、对WPT系统的预定位置进行绝缘检测的车载绝缘模块、对WPT系统预定位置进行温度检测的车载测温系统；
所述车载监控板分别与车载磁场检测模块、车载绝缘模块、车载测温系统通讯连接。
优选的，所述车载磁场检测模块与车载监控板通过ZIGBEE接口对接；
所述车载绝缘模块与车载监控板通过CAN总线对接；
所述车载副边子系统还包括独立电源，所述车载磁场检测模块、车载绝缘模块以及车载监控板通过独立电源进行供电。
优选的，所述车载雷达包括雷达发射模块、雷达接收模块、动态无线供电导轨、切换组件、主控制单元；
所述雷达发射模块、雷达接收模块由射频电路组成，所述雷达发射模块位于车辆前端并在车辆行驶过程中持续发出射频信号；所述雷达接收模块位于动态无线供电导轨的前后两端，当车辆接近供电导轨上方附近时，雷达接收模块接收到供电导轨发出的射频信号并将该信号传输到主控制单元；所述主控制单元对雷达接收模块接收到的信号进行分析和判断，并控制切换组件执行开通与关断动作。
优选的，所述车载副边子系统还包括接收变换器。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
一种车辆，包括权上述的车载副边子系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
一种道路，设置有若干个上述的地面原边子系统；所述地面原边子系统包含若干组的发射导轨，所述发射导轨由多段分立导轨单元组成。
本发明的有益效果在于：本申请的车辆无线充电系统，能够实现车辆行进时的无线充电，即行进式无线充电，相较静态无线充电方式本申请是通过地面电源端发射的一部分能量经转换后直接供给电机使用，通过合理的设计与配置，大幅减少动力电池的使用数量和容量，提升整车轻量化程度，减少电耗，从而降低整车成本，所以行进式无线充电除了给电池充电的功能外，还需要满足给整车动力系统进行供电的功能，现有的充电控制策略无法满足行进式无线充电的需求，所以地面原边子系统的控制、车辆的位置和状态(通过地面原边子系统的雷达模块与车载雷达配合)，整车的能量需求、电池的充放电状态都需要统筹考虑；本发明可以实现车辆在道路上的移动式无线充电，识别车辆的位置和状态，控制相应的无线充电路段对车辆进行供电。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种车辆无线充电系统的结构框图；
图2为本发明具体实施方式的一种车辆无线充电系统的车载副边子系统框图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
实施例一
一种车辆无线充电系统，包括
地面原边子系统，实时检测车辆的运行信息，控制车辆下方的供电导轨的启闭；以及
车载副边子系统，接收来自地面原边子系统的供能。
所述车辆无线充电系统还包括监控中心和云端服务器；
所述地面原边子系统将所述地面原边子系统的运行信息同步发送至监控中心和云端服务器；
所述车载副边子系统将车辆的运行信息发送至监控中心和云端服务器；
所述云端服务器实时显示车辆运行状态；
所述监控中心通过地面原边子系统以及车载副边子系统回传的数据自动进行系统故障诊断，若出现异常情况，则关断地面原边子系统和/或车载副边子系统。
所述地面原边子系统包括供电导轨和设置在供电导轨两端的雷达模块，所述雷达模块实时检测车辆的运行位置及运行方向。
所述车载副边子系统包括WPT系统、整车控制器、车载监控板、人机界面、车载雷达、第一通讯模块和第二通讯模块；
所述车载监控板通过人机界面实现WPT系统的显示与控制；
所述整车控制器控制车载副边子系统的运行状态，并获得运行信息；
所述车载雷达实现车辆的位置检测；
所述车载副边子系统通过第一通讯模块与监控中心通讯连接，所述车载副边子系统通过第二通讯模块与云端服务器通讯连接。
所述WPT系统还包括进行固定位置磁场检测的车载磁场检测模块、对WPT系统的预定位置进行绝缘检测的车载绝缘模块、对WPT系统预定位置进行温度检测的车载测温系统；
所述车载监控板分别与车载磁场检测模块、车载绝缘模块、车载测温系统通讯连接。
所述车载磁场检测模块与车载监控板通过ZIGBEE接口对接；
所述车载绝缘模块与车载监控板通过CAN总线对接；
所述车载副边子系统还包括独立电源(车载电瓶)，所述车载磁场检测模块、车载绝缘模块以及车载监控板通过独立电源进行供电(DC12V)。
所述车载雷达包括雷达发射模块、雷达接收模块、动态无线供电导轨、切换组件、主控制单元；
所述雷达发射模块、雷达接收模块由射频电路组成，所述雷达发射模块位于车辆前端并在车辆行驶过程中持续发出射频信号；所述雷达接收模块位于动态无线供电导轨的前后两端，当车辆接近供电导轨上方附近时，雷达接收模块接收到供电导轨发出的射频信号并将该信号传输到主控制单元；所述主控制单元对雷达接收模块接收到的信号进行分析和判断，并控制切换组件执行开通与关断动作。
所述车载副边子系统还包括能量变换器，所述能量变换器由总体结构为不控整流级联DC/DC，其中含有2套整流器和2套DC/DC变换器，一套整流器含4个整流二极管模块和1组直流滤波电容，一套DC/DC含2个接触器和2个IGBT模块。
所述车载副边子系统还包括BMS、接收端线圈以及接收端电容组；所述BMS包括电机控制器和车载电池组，所述电机控制器、车载电池组和整车控制器集成，所述接收端线圈通过接收端电容组与能量变换器电性连接，所述能量变换器将能量通过BMS进行分配给电机控制器以及车载电池组；
所述车载测温系统对接收端线圈以及接收端电容组进行温度检测。
所述人机界面采用单独人机界面显示，可与车辆的仪表集成也可使用外挂触控PAD，内置专用APP，功能为数据显示和手动充电控制；与车载控制板通过蓝牙对接，显示内容包括车辆行驶信息，WPT系统信息，手动充电按钮等。
所述第一通讯模块和第二通讯模块集成为数传电台，实现与监控中心和云端服务器的无线传输；与车载控制板通过RS232接口进行对接，独立电源进行供电(DC12V)。
所述车载测温系统与车载控制板通过RS485接口进行对接，独立电源进行供电(DC12V)。
实施例二
一种车辆，包括实施例一种所述的车载副边子系统。
实施例三
一种道路，设置有若干个实施例一中所述的地面原边子系统；所述地面原边子系统包含五组的发射导轨，所述发射导轨由多段分立导轨单元组成。
综上所述，本发明提供的车辆无线充电系统可根据车辆的运行方向和状态，开启对应道路的充电功能，根据车辆电池SOC和电机用电需求，控制车辆利用无线充电接收装置对电池充电或给车辆动力系统供电。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车辆无线充电系统，其特征在于，包括
地面原边子系统，实时检测车辆的运行信息，控制车辆下方的供电导轨的启闭；以及
车载副边子系统，接收来自地面原边子系统的供能。
2.根据权利要求1所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述车辆无线充电系统还包括监控中心和云端服务器；
所述地面原边子系统将所述地面原边子系统的运行信息同步发送至监控中心和云端服务器；
所述车载副边子系统将车辆的运行信息发送至监控中心和云端服务器；
所述云端服务器实时显示车辆运行状态；
所述监控中心通过地面原边子系统以及车载副边子系统回传的数据自动进行系统故障诊断，若出现异常情况，则关断地面原边子系统和/或车载副边子系统。
3.根据权利要求1所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述地面原边子系统包括供电导轨和设置在供电导轨两端的雷达模块，所述雷达模块实时检测车辆的运行位置及运行方向。
4.根据权利要求2所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述车载副边子系统包括WPT系统、整车控制器、车载监控板、人机界面、车载雷达、第一通讯模块和第二通讯模块；
所述车载监控板通过人机界面实现WPT系统的显示与控制；
所述整车控制器控制车载副边子系统的运行状态，并获得运行信息；
所述车载雷达实现车辆的位置检测；
所述车载副边子系统通过第一通讯模块与监控中心通讯连接，所述车载副边子系统通过第二通讯模块与云端服务器通讯连接。
5.根据权利要求4所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述WPT系统还包括进行固定位置磁场检测的车载磁场检测模块、对WPT系统的预定位置进行绝缘检测的车载绝缘模块、对WPT系统预定位置进行温度检测的车载测温系统；
所述车载监控板分别与车载磁场检测模块、车载绝缘模块、车载测温系统通讯连接。
6.根据权利要求5所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述车载磁场检测模块与车载监控板通过ZIGBEE接口对接；
所述车载绝缘模块与车载监控板通过CAN总线对接；
所述车载副边子系统还包括独立电源，所述车载磁场检测模块、车载绝缘模块以及车载监控板通过独立电源进行供电。
7.根据权利要求4所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述车载雷达包括雷达发射模块、雷达接收模块、动态无线供电导轨、切换组件、主控制单元；
所述雷达发射模块、雷达接收模块由射频电路组成，所述雷达发射模块位于车辆前端并在车辆行驶过程中持续发出射频信号；所述雷达接收模块位于动态无线供电导轨的前后两端，当车辆接近供电导轨上方附近时，雷达接收模块接收到供电导轨发出的射频信号并将该信号传输到主控制单元；所述主控制单元对雷达接收模块接收到的信号进行分析和判断，并控制切换组件执行开通与关断动作。
8.根据权利要求4所述的车辆无线充电系统，其特征在于，所述车载副边子系统还包括接收变换器。
9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的车载副边子系统。
10.一种道路，其特征在于，设置有若干个权利要求1-8任意一项所述的地面原边子系统；所述地面原边子系统包含若干组的发射导轨，所述发射导轨由多段分立导轨单元组成。
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CN114559826A (zh) * 2022-03-17 2022-05-31 北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司 一种行进式车辆无线充电系统
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