CN206297421U - 一种电动汽车无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电动汽车无线充电系统，解决了现有技术中电动汽车充电效率低且安全效率低的问题；包括用于与外部供电系统连接的充电部，置于电动汽车充电处；用于接收充电部传送的电能进行电动汽车充电的接收部，设置在电动汽车上，并与充电部无线连接；用于检测接收部电压并将检测结果发送的检测部，与接收部连接；用于接收检测部的检测结果，控制充电部与外部供电系统开端的控制部，与充电部连接，并与检测部无线连接；本实用新型提出的电动汽车无线充电系统能够快速的进行信号的传输，进而提高信号传输的效率，进而提高相应时间处理的速度。

Description

一种电动汽车无线充电系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是指一种电动汽车无线充电系统。

背景技术

电动汽车是指通过车垫电源为动力，通过电机驱动车轮形式的车辆；随着环境、能源等方面的需求，电动汽车越来越多的得到应用；

电动汽车的充电，一般采用有线充电的方式进行；然而此种方式需要充电站布设电源电缆，充电时通过导线与电动汽车的充电装置连接为电动汽车充电；然而由于一些恶劣天气（雨雪天气等）避免漏电问题的发生，则无法实现露天充电，而且在有线充电的过程中，整个充电过程需要人工操作使得充电过程变为复杂；

为提高充电效率，避免人工操作等问题，电动汽车无线充电方式的研究是业内各电动汽车研究者一直以来关注的重点；而现有技术中电动汽车的无线充电方式的研究主要关注在传输效率上，但是对于充电安全性还没有得到特别的关注；用于电动汽车的电压一般都在百伏以上，遇到开路或短路，电压瞬间可达上千伏，如此高的电压对车辆和操作者都会造成致命的危险；而现有技术中使用的谐振式无线充电器在充电中一旦接收端开路或者短路时，输出电压过高，造成系统损坏，甚至危及人身安全；另外，现有技术中的电动汽车无线充电装置接收端设置在车辆底部，与设置于地面上的发射端位置相对时才会进行充电，当停车位置出现偏差而导致发送与接收盘之间出现较大误差时，则会严重影响电力传送效率；使得充电效率降低。

实用新型内容

本实用新型提出一种电动汽车无线充电系统，解决了现有技术中电动汽车充电效率低且安全效率低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电动汽车无线充电系统，包括：

用于与外部供电系统连接的充电部，置于电动汽车充电处；

用于接收充电部传送的电能进行电动汽车充电的接收部，设置在电动汽车上，并与充电部无线连接；

用于检测接收部电压并将检测结果发送的检测部，与接收部连接；

用于接收检测部的检测结果，控制充电部与外部供电系统开端的控制部，与充电部连接，并与检测部无线连接。

作为进一步的技术方案，充电部包括：

用于与外部供电系统连接的供电端，与接收部连接；

用于接收供电段所提供的电能，并对该电能进行电能转换并控制充电部连通的控制组，一端与供电端连接；

用于接收控制单元转换后的电能与接收部配合进行充电的充电发送端，与控制组另一端连接。

作为进一步的技术方案，控制组包括：

第一滤波整流单元，一端与外部供电系统连接；

控制单元，一端与第一滤波整流单元另一端连接，另一端与充电发送端连接。

作为进一步的技术方案，接收部包括：

用于接收充电部发送的电能的充电接收端，与充电部无线连接；

第二滤波整流单元，一端与充电接收端连接；

充电单元，与第二滤波整流单元另一端连接。

作为进一步的技术方案，检测部包括：

电压检测组，一端与接收部连接；

第一信号调整组，一端与电压加测组另一端连接；

信号传送端，与第一信号调整组另一端连接；并与控制部无线连接。

作为进一步的技术方案，电压检测组包括：

电压检测单元，一端与接收部连接；

电压判断单元，一端与电压检测单元另一端连接。

作为进一步的技术方案，第一信号调整组包括：

频率振荡单元，一端与信号开启组连接；

功率放大单元，与频率振荡单元另一端连接。

作为进一步的技术方案，控制部包括：

用于接收检测部发送的信号的信号接收端，与检测部无线连接；

第二信号调整组，一端与信号接收端连接；

充电开启组，一端与第二信号调整组连接，另一端与充电部连接。

作为进一步的技术方案，第二信号调整组包括：

谐振单元，一端与信号接收端连接；

信号处理单元，与谐振单元的另一端连接。

作为进一步的技术方案，充电开启组包括：

逻辑判断使能单元，一端与第二信号调节组连接；

充电开启单元，一端与逻辑判断使能单元连接，另一端与充电部连接。

本实用新型技术方案在通过充电部想接收部进行充电时，通过检测部检测充电部的状态，当不符合充电状态时，通过检测部能够向控制部或外部终端发送信息，进行相应的后续操作，而当通过检测部检测充电部状态符合充电时，检测部会向控制部发送信号，并在控制部检测充电部无问题的情况下控制充电部对接收部充电，提高充电的安全性，且能够自动进行充电，无需人工的介入；且在本实用新型的技术方案中，充电部与接收部无线连接，进而能够满足电动汽车的无线充电；而在本实用新型中检测部与控制部无线连接，进而能够快速的进行信号的传输，进而提高信号传输的效率，进而提高相应时间处理的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型一种电动汽车无线充电系统的结构框图；

图2为第一滤波整流单元的电路图；

图3为控制单元的电路图；

图4为第二滤波整流单元的电路图；

图5为充电开启单元的电路图。

图中：

1、充电部；11；供电端；12、控制组；121、第一滤波整流单元；122、控制单元；13、充电发送端；2、接收部；21、充电接收端；22、第二滤波整流单元；23、充电单元；3、检测部；31、电压检测组；311、电压检测单元；312、电压判断单元；32、第一信号调整组；321、频率振荡单元；322、功率放大单元；33、信号传送端；4、控制部；41、信号接收端；42、第二信号调整组；421、谐振单元；422、信号处理单元；43、充电开启组；431、逻辑判断使能单元；432、充电开启单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型提出的一种电动汽车无线充电系统，包括：

充电部1置于置于电动汽车充电处，且需要与外部供电系统连接，在本实用新型中外部供电系统优选为电网，这样充电部1优选的与电网进行连接，其中，

充电部1包括供电端11、控制组12和充电发送端13，该供电端11与接收部2连接；控制组12一端与供电端11连接；充电发送端13与控制组12另一端连接；

在使用阶段，通过供电端11与外部供电系统连接，并获取外部供电系统提供的电能，并经控制组12将电能发送到充电发送端13，其中，控制组12包括第一滤波整流单元121和控制单元122，该第一滤波整流单元121一端与外部供电系统连接；控制单元122一端与第一滤波整流单元121另一端连接，另一端与充电发送端13连接；这样通过供电端11接收的电能首先会进入到第一滤波整流单元121，通过第一滤波整流单元121将电能（交流电）形成磁场形式，并以电磁场的形式通过控制单元122发送充电发送端13；其中，第一滤波整流单元121优选为滤波整流电路；

在本实用新型中，控制单元122为高频逆变电路，而在本实用新型中高频逆变电路优选为全桥逆变电路，其开关管为功率 MOSFET 开关管；而在本实用新型中充电发送端13优选为电磁波发射线圈，电能通过第一滤波整流单元121转换后，形成电磁场形式，并将形成的电磁场形式的电能经控制单元122发送到电器波发射线圈；以便其将能量发送到接收部2；

接收部2设置在电动汽车上，并与充电部1无线连接；当接收到充电部1的能力后进行存储；其中，

接收部2包括充电接收端21、第二滤波整流单元22和充电单元23，该充电接收端21与充电部1无线连接；第二滤波整流单元22一端与充电接收端21连接；充电单元23与第二滤波整流单元22另一端连接；这样当充电部1发送能量后通过充电接收端21接收能量，实际上是通过充电发送端13向充电接收端21发送能量，并在通过充电接收端21接收到能量后通过第二滤波整流单元22调整后传送到充电单元23；

其中，充电单元23优选为蓄电池，在使用的过程中设置在电动汽车上；第二滤波整流单元22优选为滤波整流电路，充电接收端21为电池波接收线圈，这样当通过充电部1中的电磁波发射线圈发送能量后，通过电磁波接收线圈结构该能量，并将接收的能量（电磁形式的能量）传送到第二滤波整流单元22中，通过电量的形式转换后，将能量传送到充电单元23，并通过充电单元23储存；

检测部3与接收部2连接，使用阶段用于检测接收部2电压并将检测结果发送；控制部4与充电部1连接，并与检测部3无线连接；使用阶段用于接收检测部3的检测结果，控制充电部1与外部供电系统开端；具体的在使用阶段，需要先通过检测部3检测接收部2的电压情况，当不符合充电情况则向终端发送信号，告知终端接收部2存在问题，不能够正常充电；当检测接收部2符合充电，则会向控制部4发送信号，进而通过控制部4检测充电部1的充电情况，当符合条件是充电部1导通，进而实现充电部1向接收部2的供电；而当通过控制部4检测检测充电部1不符合充电条件时，则会向终端发送信号，告知终端充电部1存在问题；

其中，

检测部3包括电压检测组31、第一信号调整组32和信号传送端33；该电压检测组31一端与接收部2连接；第一信号调整组32一端与电压加测组另一端连接；信号传送端33与第一信号调整组32另一端连接；并与控制部4无线连接；

充电启动后，通过电压检测组31检测接收部2（具体的为充电单元23）的电压信号是否处于正常范围内，若不在正常范围内，则判断蓄电池可能存在短路或者断路，并向终端发送信号，提示使用者检查蓄电池状态；若接收部2电压正常，通过第一信号调整组32激活信号传送端33，发出可充电信号；

本实用新型中，电压检测组31包括电压检测单元311和电压判断单元312，该电压检测单元311一端与接收部2连接，本实用新型中电压检测单元311优选为磁共振独立线圈，特定位置独立线圈在校正电动汽车停放位置上起到位置偏离检测，正对位置电压最高 位置偏离电压逐渐降低；电压判断单元312一端与电压检测单元311另一端连接；通过过压检测单元检测接收部2的电压，并将检测的电压发送至电压判断单元312进行判断，其中，电压判断单元312优选为过欠压判断电路，通过判断获知接收部2的电压情况；

第一信号调整组32包括频率振荡单元321和功率放大单元322，该频率振荡单元321一端与信号开启组连接；功率放大单元322与频率振荡单元321另一端连接；在本实用新型中，频率振荡单元321优选为频率振荡电路，功率放大单元322优选为功率放大电路，频率振荡单元321包含一颗卫星通讯芯片，通过该通讯芯片定位和手机app的网络连接，每个发射端有唯一的识别码，在手机app里面输入相应无线发射端的识别码之后，开启电动汽车充电模式，手机app上自动显示充电时间 充电电量，自动计价和主服务器的数据采集；

控制部4包括信号接收端41、第二信号调整组42和充电开启组43，该信号接收端41与检测部3无线连接，使用时用于接收检测部3发送的信号；第二信号调整组42一端与信号接收端41连接；充电开启组43一端与第二信号调整组42连接，另一端与充电部1连接；这样当激活信号发送端后，信号发送端会向信号接收端41发送信号，该信号表明接收部2电压检测正常，能够接受充电，此时，信号接收端41接收到信号后，通过第二信号调整组42进行信号处理后，将处理后的信号发送至充电开启组43，并通过充电开启组43进行判断后，选择控制充电部1的导通，进而通过充电部1的导通与否决定对接收部2的充电；

其中，

第二信号调整组42包括谐振单元421和信号处理单元422；该谐振单元421一端与信号接收端41连接；信号处理单元422与谐振单元421的另一端连接；本实用新型中，谐振单元421优选为谐振电路，信号处理单元422优选为信号处理电路；

充电开启组43包括逻辑判断使能单元431和充电开启单元432，该逻辑判断使能单元431，一端与第二信号调节组连接；充电开启单元432，一端与逻辑判断使能单元431连接，另一端与充电部1连接；

这样通过信号接收端41获取充电信号后，通过网络连接的处理后，将处理后的信号发送至充电开启单元432，且充电开启单元432将开启信号发送至控制单元122，控制单元122收到指令，开启充电模式给电源控制电路（控制单元122），却诶控制单元122将充电电压数据上传到网络服务器，同步到手机app上进行实时监控，进而实现充电部1向接收部2的供电；

通过上述技术方案能够实现在电动汽车充电前进行相应的检测，确保充电的安全性，且整体充电过程启动后均通过自动完成无需人工的介入，使得充电效率得到提高；

在本实用新型中，信号发送端和信号接收端41均为电磁线圈；而两者之间的通讯依赖于两者之间的距离；两者之间的距离为d’；而在使用阶段优选的将信号发送端和信号接收端41别固设于充电接收端21和充电发送端13，而本实用新型中充电发送端13与充电接收端21的距离为d，设置时，为提高效果d’越趋近于d充电发送端13与充电接收端21时，越能够保证充电接收端21和充电发送端13达到可充电距离时充电电路才接通，有效保证充电效率；

当然实际使用的过程中，距离 d 和距离 d’可以设置为一距离范围，在该范围内可以认为都属于可以充电的安全距离；充电发送端13和充电接收端21与信号发送端和信号接收端41的设置，可以将信号发送端设置在充电接收端21的外围，信号接收端41设置在充电发送端13的外围，当然如果工艺允许的情况下，可以将信号发送端和充电接收端21共同缠绕与铁氧体磁芯上，信号接收端41和充电发送端13共同缠绕于铁氧体磁芯上。

通过上述技术方案在进行电动汽车充电时：

接收部2可以设置于电动汽车顶部或底部；当电动汽车驶近接收部2时，启动充电功能，检测部3检测接收部2的电压（电压检测组31检测到充电单元23输出端电压在正常设定范围内，激活信号发送端；电动汽车行驶至合适的位置，若电动汽车上的充电接收端21和设置于充电处的充电发送端13之间距离 d 在设定的范围内，设置于充电处的信号接收端41与设置于电动汽车上的信号发送端距离 d’亦到达合适的范围，能够接收到关联信号，则控制充电部1与外部供电系统（电网）接通，实现给电动汽车充电；

充电中若电动汽车突然驶离或者误操作偏离原位置，充电站的信号接收端41与设置于电动汽车上的信号发送端的距离 d’大于通讯距离，则控制充电发送端13与电网断开，以保护充电效率，或者车辆安全。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车无线充电系统，其特征在于，包括：

用于与外部供电系统连接的充电部（1），置于电动汽车充电处；

用于接收所述充电部（1）传送的电能进行电动汽车充电的接收部（2），设置在电动汽车上，并与所述充电部（1）无线连接；

用于检测接收部（2）电压并将检测结果发送的检测部（3），与所述接收部（2）连接；

用于接收所述检测部（3）的检测结果，控制所述充电部（1）与外部供电系统开端的控制部（4），与所述充电部（1）连接，并与所述检测部（3）无线连接。

2.如权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述充电部（1）包括：

用于与外部供电系统连接的供电端（11），与所述接收部（2）连接；

用于接收所述供电段所提供的电能，并对该电能进行电能转换并控制充电部（1）连通的控制组（12），一端与所述供电端（11）连接；

用于接收所述控制单元（122）转换后的电能与所述接收部（2）配合进行充电的充电发送端（13），与所述控制组（12）另一端连接。

3.如权利要求2所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述控制组（12）包括：

第一滤波整流单元（121），一端与外部供电系统连接；

控制单元（122），一端与所述第一滤波整流单元（121）另一端连接，另一端与所述充电发送端（13）连接。

4.如权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述接收部（2）包括：

用于接收所述充电部（1）发送的电能的充电接收端（21），与所述充电部（1）无线连接；

第二滤波整流单元（22），一端与所述充电接收端（21）连接；

充电单元（23），与所述第二滤波整流单元（22）另一端连接。

5.如权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述检测部（3）包括：

电压检测组（31），一端与所述接收部（2）连接；

第一信号调整组（32），一端与所述电压加测组另一端连接；

信号传送端（33），与所述第一信号调整组（32）另一端连接；并与所述控制部（4）无线连接。

6.如权利要求5所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述电压检测组（31）包括：

电压检测单元（311），一端与所述接收部（2）连接；

电压判断单元（312），一端与所述电压检测单元（311）另一端连接。

7.如权利要求5所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述第一信号调整组（32）包括：

频率振荡单元（321），一端与所述信号开启组连接；

功率放大单元（322），与所述频率振荡单元（321）另一端连接。

8.如权利要求1所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述控制部（4）包括：

用于接收所述检测部（3）发送的信号的信号接收端（41），与所述检测部（3）无线连接；

第二信号调整组（42），一端与所述信号接收端（41）连接；

充电开启组（43），一端与所述第二信号调整组（42）连接，另一端与所述充电部（1）连接。

9.如权利要求8所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述第二信号调整组（42）包括：

谐振单元（421），一端与所述信号接收端（41）连接；

信号处理单元（422），与所述谐振单元（421）的另一端连接。

10.如权利要求8所述的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述充电开启组（43）包括：

逻辑判断使能单元（431），一端与所述第二信号调节组连接；

充电开启单元（432），一端与所述逻辑判断使能单元（431）连接，另一端与所述充电部（1）连接。