無線充電方法、設(shè)備及電動汽車與流程

本發(fā)明涉及充電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種無線充電方法、設(shè)備及電動汽車。

背景技術(shù)：

電動汽車產(chǎn)業(yè)是適應(yīng)未來能源資源枯竭和環(huán)境危機問題的朝陽產(chǎn)業(yè)，然而電動汽車面臨著充電難、充電樁建設(shè)用地少、電動汽車?yán)m(xù)航里程短等一系列問題。

無線電能傳輸技術(shù)始于1889年的美籍克羅地亞裔物理學(xué)家特斯拉的研究。近幾年，電磁感應(yīng)式無線電能傳輸技術(shù)作為一種新興的無線電能傳輸技術(shù)迅速發(fā)展起來，并在無線電能傳輸領(lǐng)域引起巨大的反響，使無線電能傳輸技術(shù)成為國內(nèi)外學(xué)者研究的又一熱點問題。

相關(guān)技術(shù)提供了一種電動汽車無線充電樁，包括：無線發(fā)送端，充電樁電網(wǎng)能量輸出端依次與主MCU、高頻軟開關(guān)、變頻器、高頻升壓變壓器連接輸出高頻電磁功率，然后加載到非對稱發(fā)射線圈上，所述非對稱諧振線圈固定在非對稱發(fā)射線圈上方以加強該方向上的無線傳輸效果；無線接收端，包括協(xié)同工作線圈，所述協(xié)同工作線圈設(shè)置在電動汽車底盤和輪胎車轂上，將接收到的高頻電磁信號經(jīng)高頻降壓變壓器降壓、整流器整流后輸出至電動汽車工作電池，所述無線發(fā)送端的變頻器設(shè)有自動調(diào)頻電路以檢測協(xié)同工作線圈位置。雖然無線充電樁不占用地面用地，但已然占用地下用地，有些場所和設(shè)備因積水等原因不宜裝設(shè)無線充電樁，并且存在長時間占用充電車位等問題。

針對相關(guān)技術(shù)中的無線充電技術(shù)需要長時間占用車位進行充電的技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種無線充電方法、設(shè)備及電動汽車，以至少解決相關(guān)技術(shù)中的無線充電技術(shù)需要長時間占用車位進行充電的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種無線充電設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備用于為行駛中的汽車提供無線電能，該設(shè)備包括：電源；轉(zhuǎn)換電路，用于將電源轉(zhuǎn)換為交變電流；送電線圈，鋪設(shè)在公路下，與轉(zhuǎn)換電路相連接，用于將交變電流轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場。

進一步地，轉(zhuǎn)換電路包括：降壓電路，連接在電源和送電線圈之間，用于對電源執(zhí)行降壓并供給送電線圈。

進一步地，電源為交流電源，轉(zhuǎn)換電路還包括：整流電路，與降壓電路相連接，用于將降壓后的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電；逆變電路，與整流電路和送電線圈相連接，用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

進一步地，轉(zhuǎn)換電路還包括：穩(wěn)壓電路，連接在逆變電路和送電線圈之間，用于對流入送電線圈的電壓執(zhí)行穩(wěn)壓。

進一步地，轉(zhuǎn)換電路還包括：濾波電路，與電源和送電線圈相連接，用于對流入送電線圈的電流執(zhí)行濾波。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種無線充電電動汽車，該電動汽車包括：蓄電池；接收線圈，設(shè)置在電動汽車的底部，用于感應(yīng)電動汽車所處磁場的變化生成感應(yīng)電流并將感應(yīng)電流提供給蓄電池。

進一步地，該電動汽車還包括：穩(wěn)壓電路，連接在接收線圈和蓄電池之間，用于對感應(yīng)電流執(zhí)行穩(wěn)壓。

進一步地，該電動汽車還包括：整流電路，與穩(wěn)壓電路相連接，用于將穩(wěn)壓后的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電。

進一步地，該電動汽車還包括：濾波電路，連接在整流電路和蓄電池之間，用于對直流電執(zhí)行濾波。

根據(jù)本發(fā)明實施例的另一方面，還提供了一種無線充電方法，該方法包括：通過預(yù)先設(shè)置在電動汽車底部的接收線圈感應(yīng)交變磁場以產(chǎn)生感應(yīng)電流，其中，交變磁場為預(yù)先鋪設(shè)在公路下的送電線圈所發(fā)射的預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場；將感應(yīng)電流存儲在電動汽車的蓄電池中。

在本發(fā)明實施例中，通過預(yù)先設(shè)置在電動汽車底部的接收線圈感應(yīng)交變磁場以產(chǎn)生感應(yīng)電流，其中，交變磁場為預(yù)先鋪設(shè)在公路下的送電線圈所發(fā)射的預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場；將感應(yīng)電流存儲在電動汽車的蓄電池中，解決了相關(guān)技術(shù)中的無線充電技術(shù)需要長時間占用車位進行充電的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了無需長時間占用車位即可對電動汽車進行充電的技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電設(shè)備的示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電電動汽車的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電系統(tǒng)的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電方法的流程圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

根據(jù)本申請實施例，提供了一種無線充電設(shè)備。該實施例提供的無線充電設(shè)備用于為行駛中的汽車提供無線電能。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電設(shè)備的示意圖，如圖1所示，該無線充電設(shè)備包括電源11、轉(zhuǎn)換電路12和送電線圈13。

電源是用于為送電線圈供電的電源，送電線圈通過電源提供的電能產(chǎn)生磁場。電源可以是直流電源或交流電源，也可以是混合供電的電源。在電源進入送電線圈之前，可以經(jīng)過穩(wěn)壓電路、濾波電路等電路的作用，以確保電源提供給送電線圈穩(wěn)定的交流電。

轉(zhuǎn)換電路用于將電源轉(zhuǎn)換為送電線圈所需的交變電流，轉(zhuǎn)換電路可以包括多個電路模塊，例如，穩(wěn)壓電路、濾波電路等。

送電線圈鋪設(shè)在公路下，與電源相連接，線圈是指環(huán)形的導(dǎo)線繞組，送電線圈由于是線圈，可以由交變電流產(chǎn)生交變磁場，因此，送電線圈可以將交變電流轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場。交變磁場是交變電流產(chǎn)生的磁場，轉(zhuǎn)換電路將電源轉(zhuǎn)換為交變電流，并將交變電流提供給送電線圈。可選地，送電線圈在公路下鋪設(shè)可以是套在非金屬的外殼內(nèi)，以防止公路滲水、變形等缺陷對送電線圈造成損壞?？蛇x地，送電線圈可以是分節(jié)地鋪設(shè)在公路下，例如，設(shè)計幾種通用的外殼形狀，將線圈設(shè)置在外殼內(nèi)，然后將外殼鋪設(shè)在公路下，每節(jié)外殼之間互相連接。

將送電線圈鋪設(shè)在公路下，可以使公路上行駛的電動汽車處于交變的磁場中，與本發(fā)明提供的無線充電設(shè)備配套的電動汽車的底部安裝有接收線圈，當(dāng)電動汽車行駛時，電動汽車底部的接收線圈切割交變磁場，接收線圈感應(yīng)到的磁場發(fā)生變化，因此產(chǎn)生感應(yīng)電流，接收線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流可以注入到電動汽車的蓄電池中以向蓄電池充電。

該實施例提供的無線充電設(shè)備，通過轉(zhuǎn)換電路將電源轉(zhuǎn)換為交變電流；通過鋪設(shè)在公路下且與轉(zhuǎn)換電路相連接的送電線圈將交變電流轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場，解決了相關(guān)技術(shù)中的無線充電技術(shù)需要長時間占用車位進行充電的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了無需長時間占用車位即可對電動汽車進行充電的技術(shù)效果。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，無線充電設(shè)備中的轉(zhuǎn)換電路可以包括降壓電路。降壓電路連接在電源和送電線圈之間，降壓電路用于對電源執(zhí)行降壓，并將降壓后的電源供給送電線圈。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，電源可以是交流電源，相應(yīng)地，轉(zhuǎn)換電路可以對交流電源進行整流逆變，轉(zhuǎn)換為送電線圈所需要的交變電流。具體地，轉(zhuǎn)換電路還包括整流電路和逆變電路。整流電路與降壓電路相連接，用于將降壓后的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電。逆變電路與整流電路和送電線圈相連接，用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，無線充電設(shè)備中的轉(zhuǎn)換電路還可以包括穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路連接在逆變電路和送電線圈之間，穩(wěn)壓電路可以用于對流入送電線圈的電壓執(zhí)行穩(wěn)壓。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，無線充電設(shè)備中的轉(zhuǎn)換電路還可以包括濾波電路，濾波電路與電源和送電線圈相連接，用于對流入送電線圈的電流執(zhí)行濾波。

根據(jù)本申請實施例，還提供了一種無線充電公路。無線充電公路包括路面和路面下鋪設(shè)的送電線圈?？蛇x地，送電線圈可以設(shè)置在非金屬材料的外殼中。在線充電公路下面敷設(shè)有無線電能發(fā)射電路，無線電能發(fā)射電路包括依次連接的電源、降壓電路、第一整流濾波電路、第一穩(wěn)壓電路、逆變電路、第一補償電路和送電線圈，無線電能發(fā)射電路能夠在公路的路面上方提供一個頻率、相位恒定的交變磁場。

電動汽車的底盤可以裝設(shè)無線電能接收電路，無線電能接收電路包括依次連接的接收線圈、第二補償電路、第二整流濾波電路、第二穩(wěn)壓電路以及功率調(diào)節(jié)電路。送電線圈和接收線圈采用電磁感應(yīng)的方式，使所述接收線圈感應(yīng)所述發(fā)射線圈磁場的變化來產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流注入蓄電池充電，從而由蓄電池推動電動汽車行駛。

根據(jù)本申請實施例，還提供了一種無線充電電動汽車。

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電電動汽車的示意圖，如圖2所示，該電動汽車包括蓄電池21和接收線圈22。

接收線圈設(shè)置在電動汽車的底部，用于感應(yīng)電動汽車所處磁場的變化生成感應(yīng)電流并將感應(yīng)電流提供給蓄電池?？蛇x地，接收線圈可以安裝在電動汽車的底盤內(nèi)部，或者安裝在電動汽車的輪轂上，以與公路更接近，更容易感應(yīng)到交變磁場。

該實施例提供的無線充電電動汽車，通過將接收線圈設(shè)置在電動汽車的底部，用于感應(yīng)電動汽車所處磁場的變化生成感應(yīng)電流并將感應(yīng)電流提供給蓄電池，解決了相關(guān)技術(shù)中的電動汽車對設(shè)置在公路下面的無線充電設(shè)備感應(yīng)較弱的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了無需長時間占用車位即可對電動汽車進行充電的技術(shù)效果。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，該電動汽車還可以包括穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路連接在接收線圈和蓄電池之間，穩(wěn)壓電路可以用于對感應(yīng)電流執(zhí)行穩(wěn)壓。穩(wěn)壓電路可以設(shè)置在電動汽車的前艙中。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，該電動汽車還可以包括整流電路，整流電路與穩(wěn)壓電路相連接，整流電路用于將穩(wěn)壓后的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為直流電。蓄電池為直流電源，而電動汽車中設(shè)置的接收線圈感應(yīng)產(chǎn)生的電流為交變電流，因此，需要將交變電流轉(zhuǎn)換為直流電，通過整流電路將交變電流轉(zhuǎn)換為直流電提供給蓄電池。

作為上述實施例的一種優(yōu)選實施方式，該電動汽車還可以包括濾波電路，濾波電路連接在整流電路和蓄電池之間，用于對直流電執(zhí)行濾波。

作為上述實施例的一種具體實施方式，該電動汽車的底盤可以裝設(shè)無線電能接收電路，無線電能接收電路包括依次連接的接收線圈、第二補償電路、第二整流濾波電路、第二穩(wěn)壓電路以及功率調(diào)節(jié)電路。送電線圈和接收線圈采用電磁感應(yīng)的方式，使所述接收線圈感應(yīng)所述發(fā)射線圈磁場的變化來產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流注入蓄電池充電，從而由蓄電池推動電動汽車行駛。

根據(jù)本申請實施例，還提供了一種無線充電系統(tǒng)。

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電系統(tǒng)的示意圖，該無線充電系統(tǒng)包括無線充電公路和無線充電電動汽車。

無線充電公路包括路面和路面下鋪設(shè)的送電線圈?？蛇x地，送電線圈可以設(shè)置在非金屬材料的外殼中。在線充電公路下面敷設(shè)有無線電能發(fā)射電路，無線電能發(fā)射電路包括依次連接的電源、降壓電路、第一整流濾波電路、第一穩(wěn)壓電路、逆變電路、第一補償電路和送電線圈，無線電能發(fā)射電路能夠在公路的路面上方提供一個頻率、相位恒定的交變磁場。

電動汽車的底盤可以裝設(shè)無線電能接收電路，無線電能接收電路包括依次連接的接收線圈、第二補償電路、第二整流濾波電路、第二穩(wěn)壓電路以及功率調(diào)節(jié)電路。送電線圈和接收線圈采用電磁感應(yīng)的方式，使所述接收線圈感應(yīng)所述發(fā)射線圈磁場的變化來產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流注入蓄電池充電，從而由蓄電池推動電動汽車行駛。

可選地，本發(fā)明提供的電動汽車還可以通過電磁的方式制動、加速前進和勻速前進。具體地，

1.電動汽車的勻速前進

在無線充電設(shè)備的送電線圈提供頻率、相位恒定的交變磁場時，無線充電電動汽車中的接收線圈可以通過電磁感應(yīng)的方式切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)無線充電電動汽車中的接收線圈切割無線充電電動汽車中的接收線圈產(chǎn)生的磁場達到穩(wěn)態(tài)時，電動汽車的速度達到恒定狀態(tài)。這樣電動汽車便會以勻速狀態(tài)行駛在無線充電公路上，可以防止電動汽車速度過高。因此，應(yīng)該選用既能保證安全、也能保證磁場強度的合適的電磁場發(fā)射頻率。

2.電動汽車的制動

電動汽車的制動除了采用物理剎車方式，還可以采用電磁剎車方式。由蓄電池提供直流電流，直流電流經(jīng)電動汽車車載逆變器逆變?yōu)榻涣麟娏?。交流電流產(chǎn)生與無線充電設(shè)備的送電線圈產(chǎn)生的電磁場方向相反的電磁場，從而可以降低電動汽車行駛速度，達到制動的效果。

3.電動汽車的加速前進

電動汽車的加速前進除了采用增大蓄電池數(shù)量和輸出功率的方式，還可以采用電磁加速方式。由蓄電池提供直流電流，直流電流經(jīng)電動汽車車載逆變器逆變?yōu)榻涣麟娏?。交流電流產(chǎn)生與無線充電設(shè)備的送電線圈產(chǎn)生的電磁場方向相同的電磁場，從而提高電動汽車行駛速度，達到加速前進的效果。

4.電動汽車的調(diào)度與車距控制

由于行駛在無線充電公路上的電動汽車可以處在勻速行駛狀態(tài)，因此正常行駛時，同向行駛的電動汽車均為相對靜止?fàn)顟B(tài)。如果前車有剎車或后車有加速，當(dāng)車距達到一定危險距離內(nèi)時，可通過車前和車后裝設(shè)反向電磁線圈，由反向電磁場產(chǎn)生的反向作用力將兩車彈開，從而保障兩車的安全距離。

根據(jù)本申請實施例，還提供了一種無線充電方法。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的一種可選的無線充電方法的流程圖，如圖4所示，該方法包括如下步驟：

步驟S101，通過預(yù)先設(shè)置在電動汽車底部的接收線圈感應(yīng)交變磁場以產(chǎn)生感應(yīng)電流，其中，交變磁場為預(yù)先鋪設(shè)在公路下的送電線圈所發(fā)射的預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場；

步驟S102，將感應(yīng)電流存儲在電動汽車的蓄電池中。

該實施例通過預(yù)先設(shè)置在電動汽車底部的接收線圈感應(yīng)交變磁場以產(chǎn)生感應(yīng)電流，其中，交變磁場為預(yù)先鋪設(shè)在公路下的送電線圈所發(fā)射的預(yù)設(shè)頻率和預(yù)設(shè)相位的交變磁場；將感應(yīng)電流存儲在電動汽車的蓄電池中，解決了相關(guān)技術(shù)中的無線充電技術(shù)需要長時間占用車位進行充電的技術(shù)問題，進而實現(xiàn)了無需長時間占用車位即可對電動汽車進行充電的技術(shù)效果。

需要說明的是，在附圖的流程圖雖然示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

上述本申請實施例的順序不代表實施例的優(yōu)劣。

在本申請的上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實施例的相關(guān)描述。在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的。例如所述電路的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個電路可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，電路或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

另外，在本申請各個實施例中的各功能電路可以集成在一個處理電路中，也可以是各個電路單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上電路集成在一個電路中。上述集成的電路既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能電路的形式實現(xiàn)。

以上所述僅是本申請的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護范圍。