CN203707844U - 基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，由能量发射系统和能量接收系统组成，能量发射系统设置有N段能量发射导轨，能量接收系统设置有拾取线圈，该拾取线圈拾取的能量通过次级电能变换装置为充电汽车的电机或电池组供电，其特征在于：每段能量发射导轨均设置有电压检测模块，该电压检测模块的输出端与比较判断模块的一个输入端连接，该比较判断模块的另一输入端设置有电压阈值生成电路，该比较判断模块的输出端与导轨切换控制模块相连，所述导轨切换控制模块用于实现该段能量发射导轨的供断电控制。其显著效果是：可以根据车辆的移动方向实现分段供电，有效减少导轨损耗，降低系统运维成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及到非接触式供电技术，具体地说，是一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统。
背景技术
近年来，为了解决电动汽车续航里程短和车载电池组笨重且成本高等问题。人们提出了基于非接触式电能传输原理的电动汽车动态感应供电技术，它可以为行驶过程中的电动汽车提供在线供电或充电功能，从而减少车载电池组的重量，同时降低了电动汽车的整体成本，延长了电动汽车的续航里程。
而在电动汽车动态感应供电系统中，发射导轨一般长达数公里或数十公里，其中的电流通常为数十千赫兹、数十安培的高频交流。导轨损耗比较严重，能量传输效率较低，为了减少导轨损耗，研究人员提出了一种基于多导轨切换的无线充电技术，通过缩短导轨的长度，根据充电汽车的行驶位置利用开关切换实现动态供电。
但现有技术存在的问题是，针对双向行驶的充电专用车道而言，系统难以坚持充电汽车的行驶方向，当汽车行驶在第i段导轨上时，下一时刻究竟控制第i+1段导轨通电还是第i-1段导轨通电，系统检测技术还不够成熟。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，通过对电动汽车的行驶方向进行检测，实现多导轨无线充电系统的合理控制，保证了充电汽车运行过程中的连续充电，减少导轨损耗，提高系统控制的可靠性。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，由设置在专用充电通道的能量发射系统和安装在充电汽车上的能量接收系统组成，所述能量发射系统设置有N段能量发射导轨，所述能量接收系统设置有拾取线圈，该拾取线圈拾取的能量通过次级电能变换装置为充电汽车的电机或电池组供电，其关键在于：
每段所述能量发射导轨均设置有电压检测模块，该电压检测模块的输出端与比较判断模块的一个输入端连接，该比较判断模块的另一输入端设置有电压阈值生成电路，该比较判断模块的输出端与导轨切换控制模块相连，所述导轨切换控制模块用于实现该段能量发射导轨的供断电控制。
基于上述设计，当充电汽车从第i段能量发射导轨向第i+1段能量发射导轨行驶时，一旦充电汽车靠近第i+1段能量发射导轨，第i段能量发射导轨通过电磁耦合向充电汽车上的拾取线圈传输电能，同时拾取线圈与第i+1段能量发射导轨之间也会形成耦合磁场，在第i+1段能量发射导轨不供电的情况上，第i+1段能量发射导轨对应的电压检测模块能够检测到一定的电压值，当第i+1段能量发射导轨对应的电压检测模块所检测的电压值超过预设的电压阈值时，即可认定充电汽车即将进入该段能量发射导轨，因此通过导轨切换控制模块控制该段能量发射导轨对应的开关元件工作，保证系统连续供电。相应地，如果充电汽车从第i段能量发射导轨向第i-1段能量发射导轨行驶时，也可以采用相应的工作原理对第i-1段能量发射导轨进行供断电控制。
为了便于实施，所述电压检测模块为霍尔电压传感器。
作为进一步描述，所述导轨切换控制模块包括供电开关、放电开关以及放电电阻，所述能量发射导轨设置有发射线圈和谐振电容，所述供电开关、谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在发射线圈与原级电能变换装置的输出端之间，所述导轨切换控制模块根据所述比较判断模块的输出信号控制所述供电开关和放电开关工作。
系统通过供电开关和放电开关的相互配合，当本段能量发射导轨通电时，按照充电汽车的行驶方向而言，上一段的能量发射导轨即可处于断电状态，因此其对应的供电开关断开，放电开关闭合，释放发射线圈上存在的电能，保证系统安全稳定。
为了保证开关的切换效率，所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
根据充电场景的布置需求，所述N段能量发射导轨中的发射线圈沿道路方向依次埋设在专用充电通道的路面下。
本实用新型的显著效果是：
在充电汽车行驶过程中，可以根据车辆的移动方向实现分段供电，通过合理的控制策略可以使充电汽车行驶到某一段能量发射导轨上时，该段能量发射导轨才实施电能无线传输，并且将其它导轨段保持在关断状态，从而有效减少导轨损耗，降低系统运维成本。
附图说明
图1是多导轨无线充电系统的电路原理图；
图2是本实用新型的电路原理框图；
图3是图2中电压检测模块和比较判断模块的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1，图2所示，一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，由设置在专用充电通道的能量发射系统和安装在充电汽车上的能量接收系统组成，所述能量发射系统设置有N段能量发射导轨，如图1中Lp1……Lpn所示，N的数量可以根据专用充电通道的铺设长度以及每段能量发射导轨的长度而定，实施时，所述N段能量发射导轨中的发射线圈沿道路方向依次埋设在专用充电通道的路面下，所述能量接收系统设置有拾取线圈，该拾取线圈拾取的能量通过次级电能变换装置为充电汽车的电机或电池组供电，在本方案中：
原级电能变换装置包括整流滤波电路、功率调节电路和高频逆变电路，次级电能变换装置包括谐振补偿电路、整流滤波电路以及功率调节电路，每段所述能量发射导轨均设置有电压检测模块，该电压检测模块的输出端与比较判断模块的一个输入端连接，该比较判断模块的另一输入端设置有电压阈值生成电路，该比较判断模块的输出端与导轨切换控制模块相连，所述导轨切换控制模块用于实现该段能量发射导轨的供断电控制。
为了实现能量发射导轨的供断电控制，所述导轨切换控制模块包括供电开关、放电开关以及放电电阻，所述能量发射导轨设置有发射线圈和谐振电容，所述供电开关、谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在发射线圈与原级电能变换装置的输出端之间，所述导轨切换控制模块根据所述比较判断模块的输出信号控制所述供电开关和放电开关工作。
为了快速的实现开关切换，所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
通常情况，每段能量发射导轨的供电开关处于断开状态，放电开关处于闭合状态，在不供电的情况下，如果电压检测模块检测到该段导轨上的电压值超过预设的电压阈值时，则认定此时充电汽车即将靠近该段能量发射导轨，导轨切换控制模块控制对应的供电开关闭合，放电开关断开，该段能量发射导轨获得高频的交变电流，当充电汽车行驶到该段能量发射导轨时，拾取线圈即可与能量发射导轨进行电磁耦合，实现对充电汽车连续性的无线供电，当充电汽车驶出该段能量发射导轨时，该段能量发射导轨对应的供电开关断开，放电开关闭合，此时发射线圈上剩余的电能通过放电电阻消耗，减少发射线圈的发热，延长系统使用寿命。
如图3所示，所述电压检测模块为霍尔电压传感器，并通过电压比较器实现与电压阈值的比较判断。
最后需要说明的是，尽管以上结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不限于上述具体实施方式，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，由设置在专用充电通道的能量发射系统和安装在充电汽车上的能量接收系统组成，所述能量发射系统设置有N段能量发射导轨，所述能量接收系统设置有拾取线圈，该拾取线圈拾取的能量通过次级电能变换装置为充电汽车的电机或电池组供电，其特征在于：
每段所述能量发射导轨均设置有电压检测模块，该电压检测模块的输出端与比较判断模块的一个输入端连接，该比较判断模块的另一输入端设置有电压阈值生成电路，该比较判断模块的输出端与导轨切换控制模块相连，所述导轨切换控制模块用于实现该段能量发射导轨的供断电控制。
2.根据权利要求1所述的基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，其特征在于：所述电压检测模块为霍尔电压传感器。
3.根据权利要求1所述的基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，其特征在于：所述导轨切换控制模块包括供电开关、放电开关以及放电电阻，所述能量发射导轨设置有发射线圈和谐振电容，所述供电开关、谐振电容和发射线圈依次相连形成高频谐振回路，所述放电电阻与放电开关串联形成放电支路，该放电支路的一端连接在供电开关与谐振电容的公共端上，该放电支路的另一端连接在发射线圈与原级电能变换装置的输出端之间，所述导轨切换控制模块根据所述比较判断模块的输出信号控制所述供电开关和放电开关工作。
4.根据权利要求3所述的基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，其特征在于：所述供电开关和放电开关为电控高频开关。
5.根据权利要求3所述的基于车辆移动方向检查的电动汽车无线充电控制系统，其特征在于：所述N段能量发射导轨中的发射线圈沿道路方向依次埋设在专用充电通道的路面下。
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