[发明专利]一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统。

背景技术

随着石油、煤炭等传统能源的枯竭以及环境问题的加重，节能减排、减少对化石燃料的依赖，发展新能源技术已成为我国经济可持续发展迫切需要解决的问题。作为解决交通、能源和环境问题的重要手段，电动汽车以电能驱动电机，是未来汽车工业发展的方向，也是我国重点发展的战略性产业之一，根据我国制定的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年)》，2030年全国电动汽车预计保有量将达到6000万辆，可以预见电动汽车的规模化发展是未来的发展趋势，若以每辆电动汽车充电功率为10千瓦测算，其容量将达到6亿千瓦，占2030年全国预计总装机容量23.2亿千瓦的26％，大规模电动汽车的发展对电网带来新的挑战和机遇。

电动汽车得以迅猛发展，汽车正在逐步摆脱对化石能源的依赖，从传统汽车发展到混合动力车，最终过渡到纯电动汽车。然而目前车载电池的能量密度尚且难以与汽油相比，尽管随着电能存储技术的不断进步，锂离子电池逐步替代了铅酸蓄电池，部分问题得以改善，电动汽车仍需要庞大笨重的电池组作为动力能源存储设备，另外电动汽车相对有限的续航能力仍是制约电动汽车发展的关键因素。

无线电能传输技术是目前比较新型的电能传输技术之一，可通过空气等媒介，避开电缆线的直接物理连接实现能量的有效传递，依托感应、磁耦合谐振、微波等技术可实现传输距离为几厘米至几米，传输功率几瓦至几十千瓦，完全可满足电动汽车充放电功率和距离的需求，同时也具备了供电方式灵活，绿色环保、无接触电火花、充电过程中无人工插拔操作、无机构磨损等一系列优点。

目前无线电能传输技术已在电动汽车静态无线充电上展现出了良好的应用态势，并且国内外也在电动汽车的静态无线充电上取得了较大的突破。静态式无线充电技术虽然在无线充电的功率和效率上基本能满足了电动汽车充电的要求，但电动汽车仍需要庞大笨重的电池组作为动力能源存储设备。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统，实现电动汽车行驶中的动态充电。

技术方案：一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统，包括路面能量发射装置、车载能量接收装置、车载定位装置；其中，所述路面能量发射装置包括高频电源、连接所述高频电源的分段式发射装置、第一无线通信模块；所述分段式发射装置包括沿车辆行进路径依次设置的n个发射线圈，每个发射线圈连接一个程控开关串联到高频电源回路，所有程控开关均通过切换控制器控制；所述车载能量接收装置包括能量接收线圈；所述车载定位检测装置包括探测线圈、检测负载、电流检测器、模数转换器、检测控制器、第二无线通信模块；所述探测线圈的尺寸小于能量发射线圈，所述探测线圈与能量接收线圈沿车体长度方向并排设置，所述探测线圈的输出端串联谐振电容后连接所述检测负载；所述电流检测器用于检测探测线圈上的电流变化并经模数转换器转换后发送至检测控制器，当检测线圈从发射线圈中央向发射线圈边缘移动时，检测到探测线圈的电流从小变大，根据所述电流变化规律以及发射线圈与探测线圈中心点的距离得出车辆相对分段式发射装置的位置，并通过所述第二无线通信模块发送至第一无线通信模块后传输至所述切换控制器；所述切换控制器根据车辆相对分段式发射装置的位置控制发射线圈的通断，控制路面能量发射装置持续对车载能量接收装置传输电能。

进一步的，从高频电源到各发射线圈的能量输送线路均采用高频双绞母线。

有益效果：本发明的一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统，通过车载定位装置实时检测当前行驶中的电动汽车的位置，经无线通信将位置信息发送到路面接收端，由程控开关动作切换相应的能量发射线圈接入电路，能量经无线传输方式传送到车载能量接收端，实现在电动汽车行驶过程中动态的补充电能。采用动态无线供电方式可以少载甚至不载电池，可以实现电动汽车的连续行驶，在理论上存在无限续航能力。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种分段发射式电动汽车在线动态无线供电系统，包括路面能量发射装置、车载能量接收装置、车载定位装置。