[发明专利]一种电动汽车无线充电电能发射系统和方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及无线充电领域，尤其是一种电动汽车无线充电电能发射系统和方法。

背景技术

发展电动汽车，是世界公认的缓解能源短缺和环境污染的有效策略，而对于我国又显得至关重要。以我国的石油消耗为例，2009 年石油净进口量约2.04 亿吨，进口依存度达52% ，远超过国际警戒线标准35% 。其中车用燃油消耗占总石油消耗的1/3 强。因此，开发、推广汽车代用燃料和电动汽车，降低燃料消耗，对缓解我国环境污染、保障能源安全和供给以及国家可持续发展具有重要的战略意义

随着环保理念的深入人心和石油价格的上涨，电动汽车也随之飞速发展，未来使用的前景将非常广泛。但受制于充电效率、充电电池的存储能力，电动汽车没有得到足够的发展。无线充电的原理就是闻名于世的特斯拉磁性谐振电感耦合技术，即电磁效应。当电动汽车驶过铺设在高速公路车道中央的磁性线圈时，车载线圈便首先获得电力，随即输入电池中，为汽车提供源源不断的动力。无线充电技术意味着不再受限于电线、连接器或接触点，电能和数据就能够有效在电器设备间传递。将无线充电技术应用于电动汽车，并解决实际使用中存在的技术问题，成为当务之急。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供了一种电动汽车无线充电电能发射系统和方法，为电动汽车无线充电，解决了电动汽车不能边走边充电的问题。

本发明提供了一种电动汽车无线充电电能发射系统，包括直流电源、交流电源、发射电路、无线电能发射器2和驱动电池5，所述直流电源、交流电源、发射电路、无线电能发射器2和驱动电池5依次串联连接，其中，所述驱动电池5的输入正极与所述无线电能接收器4的正极连接，所述驱动电池5的输入负极与无线电能接收器4的负极连接。

进一步，所述无线电能发射器2与所述无线电能接收器4有共同的共振频率，当所述无线电能发射器2提供的电磁波能量的频率与所述无线电能接收器4的共振频率相同时，能够实现最高的转换效率。。

进一步，所述系统还包括通信单元，用于和无线电能接收系统通信，所述通信单元包括通信电路和通信协议，通信电路包括模拟和数字声脉冲发射模块，身份识别和配置模块和电能发射判断模块；通信协议用于所述模拟和数字声脉冲发射模块、身份识别和配置模块和电能发射判断模块之间的通信。

本发明还提供了一种电动汽车无线充电电能发射方法，包括无线电能发射器2、无线电能接收器4和通信单元，所述通信单元包括模拟和数字声脉冲发射模块，身份识别和配置模块和电能发射判断模块，其特征在于： 

S1、无线电能发射器2的通过模拟脉冲检测到无线电能接收器4；

S2、无线电能发射器2的数字脉冲为模拟脉冲的加长版，并使得无线电能接收器4在一定时间内回复一个信号强度包，如果该信息强度包有效，则无线电能发射器2会保持通电并进行下一步骤S3；

S3、无线电能接收器4发送包含特定信息的数据包，对无线电能发射器2进行身份识别，并向无线电能发射器2提供身份识别和配置信息；

S4、无线电能接收器4向无线电能发射器2发送误差数据包，以增加或者减少电力。正常运行期间，每隔约 250ms 便发送所述误差数据包，而在大信号变化期间会每隔 32ms 发送一次；另外，在正常运行期间，无线电能发射器2会每隔 5 秒钟便发送一次电力包；

S5、无线电能接收器4会发送一条“终止充电”消息，或者 1.25 秒时长内都不进行通信。两种事件中的任何一个都会让无线电能发射器2停止发射电力包，进入低功耗状态，从而实现无线电能发射和中断。

与现有技术相比，本发明提供的电动汽车无线充电电能发射系统弥补了电动汽车有线充电的不足。如果将电动汽车无线充电电能发射系统与道路建设结合，可实现电动汽车边走边充电的功能，极大地缓解了电动汽车动力电池不足，行驶距离短的缺陷，将极大地推动电动汽车的推广应用。

 

附图说明

图1为电动汽车及充电结构示意图；

图2为图1中无线电能发射器放大示意图；

图3为图1中无线电能接收器放大示意图；

图4为电能发射电路的结构框图；

图5为供电交流电路的电路示意图；

图6为发射电路的电路示意图；

图7为电能接收电路的结构框图；

图8为电能接收转换电路的电路结构示意图；

图9为充电电路的电路结构示意图；

图10 为城市道路中边走边充电专用道路示意图；