[发明专利]一种层叠式电动汽车动态无线充电系统及其控制方法

说明书

本发明属于电动汽车动态无线充电技术领域，公开了一种层叠式电动汽车动态无线充电系统及其控制方法。系统包括移动侧子系统和供电侧子系统；供电侧子系统包括分段式导轨和控制组件，分段式导轨铺设在路面的下方，控制组件与分段式导轨连接；移动侧子系统包括接收线圈，接收线圈安置在电动汽车的底部；分段式导轨包括多个发射线圈导轨，多个发射线圈导轨采用交替层叠的方式布设，位于下层的发射线圈导轨设置在位于上层的两个相邻的发射线圈导轨的切换处。发射线圈导轨包括关机模式、待机模式和功率输出模式，控制组件根据监测信息调控发射线圈导轨的工作模式。本发明能够解决电动汽车动态无线充电系统在导轨切换处功率跌落、效率跌落的问题。

技术领域

本发明属于电动汽车动态无线充电技术领域，更具体地，涉及一种层叠式电动汽车动态无线充电系统及其控制方法。

背景技术

近年来，电动汽车保有量逐渐增加，但目前其续航里程短和充电时间长的问题成为了制约其发展的重要瓶颈。在道路下铺设能进行无线充电的导轨，让电动汽车在这种道路上边充电边行驶，可解决电动汽车续航里程短这一瓶颈。根据发射线圈结构与铺设方式的差别，可将充电跑道分为长导轨式和分段导轨式。长导轨式方案抗偏移能力强，但同时也带来了电磁泄漏、能量损耗严重等问题，故现阶段动态无线充电导轨多采用分段式导轨结构。

分段式导轨结构采用局域供电方式，电磁泄漏和能量损耗会大大降低。但在实际使用中，为减少分段式发射导轨之间的交叉耦合，相邻的两发射线圈导轨之间会存在一定的间距。在电动汽车动态充电过程中，发射系统依据电动汽车实时位置进行导轨切换，而导轨切换时刻通常为原、副线圈偏移量最大的时刻，此时系统会产生较大的漏磁，进而引发漏感现象，导致导轨切换处互感跌落，使得无线充电系统输出功率最小，传输效率最低。

发明内容

本发明通过提供一种层叠式电动汽车动态无线充电系统及其控制方法，解决现有技术中电动汽车动态无线充电系统在导轨切换处功率跌落、效率跌落的问题。

本发明提供一种层叠式电动汽车动态无线充电系统，包括：移动侧子系统和供电侧子系统；

所述供电侧子系统包括分段式导轨和控制组件，所述分段式导轨铺设在路面的下方，所述控制组件与所述分段式导轨连接；所述移动侧子系统包括接收线圈，所述接收线圈安置在电动汽车的底部；

所述分段式导轨包括多个发射线圈导轨，多个所述发射线圈导轨采用交替层叠的方式布设，位于下层的发射线圈导轨设置在位于上层的两个相邻的发射线圈导轨的切换处。

优选的，所述分段式导轨包括第一发射线圈导轨阵列和第二发射线圈导轨阵列；所述第一发射线圈导轨阵列包括若干个沿行车方向排布的第一发射线圈导轨，所述第一发射线圈导轨与路面之间的垂直距离为第一距离；所述第二发射线圈导轨阵列包括若干个沿行车方向排布的第二发射线圈导轨，所述第二发射线圈导轨与路面之间的垂直距离为第二距离；所述第二距离大于所述第一距离；相邻的两个所述第一发射线圈导轨之间留有第一间距，并构成上层导轨切换区域；所述第二发射线圈导轨的布设位置对应所述上层导轨切换区域，所述第二发射线圈导轨的长度大于所述第一间距。

优选的，所述第一发射线圈导轨和所述第二发射线圈导轨的尺寸相同。

优选的，所述控制组件包括负载监控单元和发射控制单元；

所述负载监测单元用于获得电流监测信息；所述发射控制单元用于根据所述电流监测信息调控发射线圈导轨的发射功率。

优选的，所述供电子系统还包括：供电电源、电源逆变单元和第一补偿网络单元；

所述供电电源、所述电源逆变单元、所述第一补偿网络单元和所述发射线圈导轨依次连接，所述第一补偿网络单元与所述负载监控单元连接，所述发射控制单元分别与所述负载监控单元、所述电源逆变单元连接。

优选的，所述移动侧子系统还包括：第二补偿网络单元、整流单元和输出负载；