一種電動汽車無線充電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動汽車無線充電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線充電方式不需要車輛與供電系統(tǒng)之間電纜的連接，充電裝置能夠靈活地布置 在停車場、住宅、路邊等場所，使電動汽車隨時隨地充電成為可能。大功率無線充電技術(shù)的 推廣應(yīng)用可以大幅提高電動汽車充電的便捷性，進(jìn)而可以減小車載電池用量，延長車輛續(xù) 航里程。這項技術(shù)的突破將會對我國電動汽車發(fā)展普及產(chǎn)生較強(qiáng)的推動作用，并帶動無線 充電技術(shù)在其它相關(guān)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。
[0003] 然而目前的汽車無線充電實用性較差，由于安全性、經(jīng)濟(jì)性、便捷性和環(huán)保性均不 能滿足投產(chǎn)要求，從而制約了無線充電技術(shù)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種使用安全可靠，電磁污染小、經(jīng)濟(jì)合理的 無線充電系統(tǒng)。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括 與電網(wǎng)連接的無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)和安裝在電動汽車上的無線充電接收機(jī)構(gòu)，所述的無線充 電發(fā)射機(jī)構(gòu)的整流器輸入端連接電網(wǎng)，其輸出端連接逆變器，所述的逆變器輸出端設(shè)有發(fā) 射線圈，所述的整流器輸入端和電網(wǎng)之間設(shè)有接觸器kl，所述的接觸器kl由第一上位機(jī)控 制通斷，所述的第一上位機(jī)設(shè)有收費單元、打印單元和信息識別輸入單元中的部分或全部。
[0006] 所述的無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)設(shè)有控制整流器和逆變器工作的第一控制系統(tǒng)，所述的 第一控制系統(tǒng)通過第一輔助電源連接電網(wǎng)，所述的第一控制系統(tǒng)與第一上位機(jī)通信。
[0007] 所述的無線充電接收機(jī)構(gòu)設(shè)有與發(fā)射線圈匹配的接收線圈，所述的接收線圈經(jīng)整 流器、直流變換器將電能輸送至汽車電池組，所述的無線充電接收機(jī)構(gòu)設(shè)有控制其整流器 和直流變換器工作的第二控制系統(tǒng)，所述的第一控制系統(tǒng)與第二控制系統(tǒng)之間無線信息通 訊。
[0008] 所述的直流變換器與電池組之間的電路上設(shè)有接觸器k2,所述的接觸器k2由第 二上位機(jī)控制通斷，所述的第二上位機(jī)通過整車通信與第二控制系統(tǒng)通信。
[0009] 所述的無線充電接收機(jī)構(gòu)設(shè)有與整流器輸出端連接的第二輔助電源，所述的第二 輔助電源為第二控制系統(tǒng)供電，所述的第二輔助電源的供電線路上還設(shè)有輔助工作電池。
[0010] 所述的無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)安裝在道路旁的箱體內(nèi)，箱體上設(shè)有與第一上位機(jī)連接 的有顯示屏，所述箱體旁的地面上設(shè)有發(fā)射線圈，所述無線充電接收機(jī)構(gòu)的接收線圈安裝 在車輛底部，所述的接收線圈的上部和發(fā)射線圈下部均設(shè)有磁場屏蔽板。
[0011] 所述的地面上固定有凸出的用于汽車無線充電位置確定的汽車后輪輪擋。
[0012] -種基于電動汽車無線充電系統(tǒng)的充電控制方法，無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)開始工作， 逆變器輸出至發(fā)射線圈電壓頻率循環(huán)波動。
[0013] 所述的逆變器輸出至發(fā)射線圈電壓頻率的循環(huán)波動范圍為60-68kHz。
[0014] -種基于電動汽車無線充電系統(tǒng)的停車輔助方法，其特征在于：
[0015] 步驟1、駕駛員駕駛車輛使后輪抵住輪擋；
[0016] 步驟2、當(dāng)后輪碰到輪擋則電動汽車無線充電系統(tǒng)啟動；
[0017] 步驟3、若整流器輸出電壓達(dá)標(biāo)，則維持充電狀態(tài)，若整流器輸出電壓未達(dá)標(biāo)，則返 回步驟1。
[0018] 本發(fā)明的優(yōu)點在于通過增加計費計算程序，增加打印輸出端口，刷卡輸入端口，和 上位機(jī)顯示，增強(qiáng)了其操作性，和實用價值。在無線充電器的進(jìn)線端和和接收端的輸出端增 加兩個繼電器，在系統(tǒng)正常工作的時候合上，無論系統(tǒng)中有任何故障，開啟兩個繼電器，使 得系統(tǒng)與強(qiáng)電沒有任何關(guān)系，最大程度上保證了系統(tǒng)的安全性。此外，分析接收端電壓判斷 線圈的對位情況，提高充電效率，并且輸出電磁干擾小，使用安全環(huán)保。
【附圖說明】
[0019] 下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明：
[0020] 圖1為電動汽車無線充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為無線充電器線圈布置方式示意圖；
[0022] 圖3為輪擋安裝示意圖；
[0023] 圖4為最佳停車位判斷原理圖；
[0024] 圖5采用頻率抖動前后的電感電流頻譜特征；
[0025] 圖6驅(qū)動信號波形圖；
[0026] 圖7逆變器交流輸出端電壓vin;
[0027] 圖8發(fā)射端等效電路。
【具體實施方式】
[0028] 如圖1所示，電動汽車無線充電系統(tǒng)包括與電網(wǎng)連接的無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)和安裝 在電動汽車上的無線充電接收機(jī)構(gòu)，該系統(tǒng)具有計費功能，打印功能、刷卡消費功能、工作 狀態(tài)顯示功能，保護(hù)功能的無線充電技術(shù)，從而方便公共場合使用。
[0029] 無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)的整流器（單相或者三相整流器）輸入端連接電網(wǎng)（三相或 者單相交流電），整流器將整理后的交流電變?yōu)橹绷麟娔埽缓笥赡孀兤髯儞Q為高頻交流電 能經(jīng)發(fā)射線圈以電磁能的形式發(fā)射出去；無線充電接收機(jī)構(gòu)設(shè)有與發(fā)射線圈匹配的接收線 圈，接收線圈接收到電磁能并轉(zhuǎn)換為交流電能，之后通過整流器轉(zhuǎn)換為直流電能，然后經(jīng)直 流變換器后汽車電池組充電。
[0030] 無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)和無線充電接收機(jī)構(gòu)分別設(shè)有第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)， 第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)均為計算機(jī)控制系統(tǒng)，二者之間可以無線信息通訊。
[0031] 工作過程中發(fā)射、接收電路處于諧振狀態(tài)，設(shè)工作頻率為f，則電路滿足
第一控制系統(tǒng)控制無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)的整流器和逆變器工作， ， 使逆變器工作在全橋逆變狀態(tài)；整流器工作在整流狀態(tài)。
[0032] 為了便于無線充電的運營管理，在電網(wǎng)與整流器之間增加了一個單相/三相接觸 器kl，該接觸器受發(fā)射端第一上位機(jī)控制，第一上位機(jī)設(shè)有收費單元、打印單元和信息識別 輸入單元中的部分或全部。如果電動汽車的身份ID正確，或者司機(jī)買卡消費，無線充電發(fā) 射機(jī)構(gòu)的第一上位機(jī)確認(rèn)該電動車擁有充電權(quán)限，則關(guān)閉接觸器kl，無線充電器可以工作， 從而方便進(jìn)行收費管理。同時第一上位機(jī)接受第一控制系統(tǒng)的參數(shù)信號，用作充電量統(tǒng)計、 系統(tǒng)監(jiān)控等工作。
[0033] 無線充電接收機(jī)構(gòu)同樣有一個接觸器k2,接觸器k2設(shè)置在直流變換器與電池組 之間的電路上，接觸器k2由第二上位機(jī)控制通斷，第二上位機(jī)通過整車通信與第二控制系 統(tǒng)通信，整車通信可以車輛上的CAN總線，而第二上位機(jī)可以是行車電腦或者另外安裝的 計算機(jī)，第二上位機(jī)接收第二控制系統(tǒng)的參數(shù)信號，用作電量統(tǒng)計、系統(tǒng)監(jiān)控等工作。
[0034] 由于第一上位機(jī)和第二上位機(jī)通過第一控制系統(tǒng)和第二控制系統(tǒng)實時監(jiān)控充電 狀況，如果系統(tǒng)中有故障，無論是無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)和無線充電接收機(jī)構(gòu)，接觸器kl、k2都 將會斷開，無線充電系統(tǒng)會完全和強(qiáng)電斷開，從而保護(hù)整個充電系統(tǒng)。
[0035] 無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)設(shè)有的第一控制系統(tǒng)通過第一輔助電源連接電網(wǎng)，第一輔助電 源是將電網(wǎng)電轉(zhuǎn)換成控制系統(tǒng)需要的直流弱電，供控制系統(tǒng)正常工作需要。無線充電接收 機(jī)構(gòu)設(shè)有與整流器輸出端連接的第二輔助電源，第二輔助電源為第二控制系統(tǒng)供電，第二 輔助電源的供電線路上還設(shè)有輔助工作電池。第二輔助電源將高壓直流轉(zhuǎn)換成低壓直流供 給第二控制系統(tǒng)用，同時還可以給輔助工作電池供電。當(dāng)線圈沒有對準(zhǔn)之前，第二輔助電 源沒有輸入，此時輔助工作電池給控制系統(tǒng)供電；線圈對準(zhǔn)后，第二輔助電源就可以正常工 作。此時輔助工作電池如果電量不足，就可以用第二輔助電源給輔助工作電池充電。
[0036] 為了提高無線傳輸效果并防止磁場泄露，兩套線圈都貼近磁場屏蔽板進(jìn)行布置， 如圖2所示，接收線圈的上部和發(fā)射線圈下部均設(shè)有磁場屏蔽板。
[0037] 為了更加方便的使用汽車無線充電系統(tǒng)，無線充電發(fā)射機(jī)構(gòu)安裝在道路旁的箱體 內(nèi)，箱體上設(shè)有與第一上位機(jī)連接的有顯示屏，