[发明专利]无线电能传输系统、方法及跟踪型发射线圈装置

说明书

本发明提供无线电能传输系统、方法及跟踪型发射线圈装置，在现有线圈阵列式无线充电技术的基础上，提出将原来固定的发射线圈设计成跟踪型发射线圈，沿路在路面下设置多套跟踪型发射线圈装置，设置汽车定位系统；每套跟踪型发射线圈装置包括发射线圈、导轨、滑轮和跟踪装置，导轨的铺设方向与电动汽车行进方向垂直，发射线圈固定在滑轮上，滑轮上装有电机；跟踪装置获取来自汽车定位系统的汽车位置信息，并且对滑轮的电机发出相应控制信号，使滑轮在导轨上左右移动，实现发射线圈对电动汽车的跟踪。本发明解决因为车辆不能恰好行驶在充电效率高的路线上时充电效率降低的问题，在其他无线充电技术中亦可应用跟踪型发射线圈装置来提高充电效率。

技术领域

本发明涉及一种无线充电技术，特别涉及一种线圈阵列式动态无线充电技术，尤其是涉及一种应用于线圈阵列式动态无线充电技术的跟踪型高效无线充电发射线圈装置。

背景技术

无线电能传输技术可分为三种：第一种为感应耦合式电能传输，它利用松耦合变压器原理进行充电，发射端与接收端一般存在降低回路磁阻的铁芯装置，适合小功率，短距离的应用场合。第二种为电磁耦合谐振式电能传输，通过高品质因数的谐振器上电感与分布式电容发生谐振传输能量适合中等距离的能量传输。第三种为电磁辐射式电能传输，在该技术中电能被转换为微波形式，传输距离超过数千米，可实现电能的远程传送。其中电磁耦合谐振技术利用非辐射电磁场近场区域完成电能传输，一方面较之电磁感应式充电，在传输距离上有了很大的扩展；另一方面相比电磁辐射式充电，近场区域能量具有非辐射的特点，该技术有较好的安全性，因此目前得到很大的关注和研究。

无线电能传输在电动车充电技术中有很大的应用前景。根据电能接入过程中电动车是处于停车状态还是行驶状态，可以分为静态（驻车）充电系统和动态（不停车）供电系统（包括行驶过程中的实时供电和充电），无线充电系统又可以分为线圈阵列式无线充电系统和导轨式无线充电系统线圈。阵列式动态无线供电系统的原边能量发射机构由一系列连续布置的集中式线圈组成，每个线圈都可以进行单独的开关控制。本发明提出的跟踪型高效无线充电发射线圈机构主要可应用于线圈阵列式动态无线供电。

发明内容

本发明主要解决现有线圈阵列式无线充电系统充电效率低的技术问题；提供了一种采用跟踪型高效无线充电发射线圈机构的技术，通过汽车定位系统来获取电动汽车位置信息从而实现对电动汽车的跟踪，可大大提高充电效率。

本发明还有一目地是解决现有无线供电技术中发射线圈固定的问题；提供了一种通过安装导轨、滑轮、跟踪装置和汽车定位系统来使发射线圈可移动并跟踪的技术来克服传统动态充电中由于电动汽车左右偏移带来的充电效率偏低的缺点。

本发明的技术方案提供一种无线电能传输系统，包括电网、初级电能变换系统和设于电动汽车的拾取线圈，沿路在路面下设置多套跟踪型发射线圈装置，设置汽车定位系统；

所述汽车定位系统，用于提供汽车位置信息；

每套跟踪型发射线圈装置包括发射线圈、导轨、滑轮和跟踪装置，导轨的铺设方向与电动汽车行进方向垂直，发射线圈固定在滑轮上，所述滑轮上装有电机；跟踪装置获取来自汽车定位系统的汽车位置信息，并且对滑轮的电机发出相应控制信号，使滑轮在导轨上左右移动，实现发射线圈对电动汽车的跟踪。

而且，所述汽车定位系统包括纵向测距系统和横向测距系统，

根据纵向测距系统提供的汽车位置信息，当电动汽车经过某个发射线圈上方时，则初级电能变换系统控制该发射线圈闭合，发射电磁场，电动汽车的拾取线圈接收电磁场；当发射线圈上方没有电动汽车时，则初级电能变换系统控制该发射线圈断开，不进行供电；

根据横向测距系统提供的汽车位置信息，当电动汽车发生左右偏移，未能行驶在充电效率最高的位置时，通过发射线圈对电动汽车的跟踪，并找到效率最高的充电位置。