一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法

摘要

本发明属于新能源汽车技术领域，尤其是一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法，针对有线充电安全性和灵活性以及浪费土地资源等问题，现提出以下方案，包括利用供电电源向发射端能交换装置供能；发射端能交换装置将电能转换为电磁场形式；利用能量发射机构将电磁场形式的电能发射出去；利用能量拾取机构将电磁场形式的电能拾取接收；利用车载能量变换装置将接受的电磁场形式的电能转化为需求电流。本发明中创新性的在系统电能发射端与接收端的设计上将装置的结构设计成平面矩形，配合体积和质量较小的元器件使得电能发射和接收装置具备了质量轻和互换性高等特点，能大面积适合各种车辆安装使用。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法。

背景技术

能源电动汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力采源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，具有新技术、新结构的汽车。随着能源的日益紧张和环境的污染，新能源电动汽车已经成为未来汽车行业的一个发展趋势，与此同时，新能源电动汽车的充电系统也备受关注。

电动汽车充电的传统技术方案是通过充电插座从电网获得电能，充电电路直接与蓄电池组固定连接。电动汽车进行有线充电时，存在重大的安全隐患：充电插座或者电缆中的带电导体裸露在外，容易发生接触不良，产生火花，在如此大功率充电环境下，给用户带来安全隐患。由于接口拔插，容易产生接口疲劳或者人为疏忽接触不良，导致大功率充电状态下的不安全事件；传统有线充电方式需要人工操作，手动将充电机末端与汽车电池相连接，这种有线充电方式极大地降低了充电灵活性，并且长长的电缆影响操作；采用有线接触式或者无线接触式充电技术，都需要占用大量土地面积建设专用的充电站和充电桩设施，浪费大量土地资源。针对以上问题，本发明提出的设计方案是磁谐振式电动汽车无线充电系统，可以从根本上解决以上问题。

发明内容

基于有线充电安全性和灵活性以及浪费土地资源等技术问题，本发明提出了一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法。

本发明提出的一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用供电电源向发射端能交换装置供能；

步骤S2：发射端能交换装置将电能转换为电磁场形式；

步骤S3：利用能量发射机构将电磁场形式的电能发射出去；

步骤S4：利用能量拾取机构将电磁场形式的电能拾取接收；

步骤S5：利用车载能量变换装置将接受的电磁场形式的电能转化为需求电流；

步骤S6：利用充电器和电池利用电流进行充电；

步骤S7：利用电控和电机利用电池控制车辆运行。

在步骤S1和S2中，所述发射端能交换装置将三相工频交流电转换成频率、功率均可控的高频交流电（80~90kHz左右），用以激发发射线圈将电能无线发送出去。发射端能交换装置的核心包括两个部分：整流电路、稳压控制电路和高频逆变电路，电能发射端与接收端的设计上将装置的结构设计成平面矩形。

在步骤S3和S4和中，所述能量发射机构和能量拾取机构由谐振电感和谐振电容组成，电能发射模块的功能为将高频电源产生的高频电压以电磁场的形式发射出去，电能接收模块的功能为配合电能发射模块产生的高频磁场产生共振，形成高频电流，这样的发射与接收形成电能的无线传递。

在步骤S4中，所述能量拾取机构设置有整流滤波模块，系统在通过电能发射模块与电能接收模块的电能传递之后，由于电池组充电需要直流电源，因此可通过整流模块对高频电流进行整流形成直流电源。

在步骤S6中，所述充电器和电池可以对系统输出进行控制，使其输出满足负载特性需求，针对不同电池组的充电特性，充电控制模块可控制系统输出使其满足电池组充电恒压、恒功率和恒流充电。充电控制模块还可以通过车载电脑选择不同充电方式，根据用户需求选择普通充电和快速充电模式。

与现有技术相比，本发明提供了一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法，具备以下有益效果：

1、该一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法与电动汽车相结合设计。在系统拓扑结构器件选型上依据无线电能传输技术的结构特点和电动汽车的空间结构布局等要求，创新性的在系统电能发射端与接收端的设计上将装置的结构设计成平面矩形，配合体积和质量较小的元器件使得电能发射和接收装置具备了质量轻和互换性高等特点，能大面积适合各种车辆安装使用。

2、通过设置接收端整流滤波模块对电路中的噪声和谐波进行滤波处理。系统在通过电能发射模块与电能接收模块的电能传递之后，由于电池组充电需要直流电源，因此可通过整流模块对高频电流进行整流形成直流电源，起到电能质量改良的作用。

附图说明

图1为本发明提出的一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法的结构流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1，一种新能源汽车趋于商用化无线充电方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用供电电源向发射端能交换装置供能；

步骤S2：发射端能交换装置将电能转换为电磁场形式；

步骤S3：利用能量发射机构将电磁场形式的电能发射出去；

步骤S4：利用能量拾取机构将电磁场形式的电能拾取接收；

步骤S5：利用车载能量变换装置将接受的电磁场形式的电能转化为需求电流；

步骤S6：利用充电器和电池利用电流进行充电；

步骤S7：利用电控和电机利用电池控制车辆运行。

本发明中，发射端能交换装置将三相工频交流电转换成频率、功率均可控的高频交流电（80~90kHz左右），用以激发发射线圈将电能无线发送出去。发射端能交换装置的核心包括两个部分：整流电路、稳压控制电路和高频逆变电路，电能发射端与接收端的设计上将装置的结构设计成平面矩形；

能量发射机构和能量拾取机构由谐振电感和谐振电容组成，电能发射模块的功能为将高频电源产生的高频电压以电磁场的形式发射出去，电能接收模块的功能为配合电能发射模块产生的高频磁场产生共振，形成高频电流，这样的发射与接收形成电能的无线传递；

能量拾取机构设置有整流滤波模块，系统在通过电能发射模块与电能接收模块的电能传递之后，由于电池组充电需要直流电源，因此可通过整流模块对高频电流进行整流形成直流电源；

充电器和电池可以对系统输出进行控制，使其输出满足负载特性需求，针对不同电池组的充电特性，充电控制模块可控制系统输出使其满足电池组充电恒压、恒功率和恒流充电。充电控制模块还可以通过车载电脑选择不同充电方式，根据用户需求选择普通充电和快速充电模式。

使用时，能量发射模块埋置在地面下方，能量拾取埋置放置在电动车的下方，发射端的输入电能经过能量变换后通过能量发射机构后向上方发射，经过20cm左右高度的空气传播，接收端线圈拾取到电能后，经过能量变换装置把高频的交流电能转化成电动车所需要的电能，本发明中无线充电方法与电动汽车相结合设计。在系统拓扑结构器件选型上依据无线电能传输技术的结构特点和电动汽车的空间结构布局等要求，创新性的在系统电能发射端与接收端的设计上将装置的结构设计成平面矩形，配合体积和质量较小的元器件使得电能发射和接收装置具备了质量轻和互换性高等特点，能大面积适合各种车辆安装使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。