[发明专利]使用ZVS的电动交通工具无线充电器输出保护的系统和方法

说明书

本申请涉及使用ZVS的电动交通工具无线充电器输出保护的系统和方法。提供了一种无线充电器输出保护系统和方法，其用于在无线充电期间保护电动交通工具中的电池。无线电力传输系统包括电动交通工具侧上的无线充电器，无线充电器从充电基座无线地接收电力。当在充电基座可以关闭之前检测到充电错误时，无线充电器输出保护系统和方法关闭无线充电器输出并将在接收天线(例如，交通工具垫)中引流能量。该系统和方法采用零电压切换(ZVS)方案以响应充电错误关闭无线充电器输出，以保护切换设备并增强整体可靠性。

技术领域

本公开涉及一种用于电动交通工具电池的无线充电器输出保护方案，使用零电压切换(ZVS)系统和方法。

背景

无线电力传输系统使电力能够从源无线地传输到负载。感应电力传输是非辐射或近场类型的无线电力传输。感应电力传输使用通过源的初级线圈(即，发射天线)的振荡电流来生成振荡磁近场，该振荡磁近场在负载的次级线圈(即，接收天线)中感应电流。源包括具有功率晶体管开关的电力转换器，该电力转换器以可控的时间切换以将源的电力转换成通过初级线圈的振荡电流。

执行感应电力传输以使用来自源的电力对负载(例如，电动交通工具的牵引电池)进行无线充电。在这样的无线电动交通工具充电系统中，源的发射天线嵌入在“充电”垫中，并且接收天线(和相关联的整流器)嵌入在交通工具的指定位置中。感应电力传输包含天线之间的感应耦合。为了使感应电力传输有效，天线之间的间隔必须在小的偏移容差内相对接近。

电动交通工具需要牵引电池的经常充电。在有线充电连接中，电动交通工具的车载充电器使用插入交通工具充电端口的电线连接到电动交通工具供电设备(EVSE)，例如充电站。车载充电器和EVSE之间的有线控制回路用于在将电线插入充电端口时，监控电池充电器输出。一旦检测到任何意外问题，控制回路可以立即关闭来自充电站的输出，以保护牵引电池免受损坏。在无线充电系统中，控制回路同样是无线的，依靠近场通信协议，如WiFi、蓝牙等，以与电源通信。由于其性质，无线通信通常比有线连接慢。在充电错误的情况下，源可能对关闭响应相对较慢。这种延迟可能损坏昂贵的交通工具电池和大功率电子设备。

概述

本公开的一个或更多个实施方案涉及无线充电器输出保护系统，该无线充电器输出保护系统可以包括电力线、整流器、电力线传感器、开关和开关控制器。电力线可以传输接收天线中所感应的交流电流。整流器可以将来自电力线的交流电流整流成用于对交通工具电池充电的直流电力。电力线传感器可以构造成输出指示电力线电压的电压信号。开关可以连接到电力线，并且可以控制接收天线和整流器之间的电连接。开关控制器可以连接到电力线传感器、开关和监控电路。此外，开关控制器可以从监控电路接收指示充电错误的错误信号，并且可以响应于该错误信号，当从电力线传感器接收的电压信号指示零电压交叉点时，输出开关控制信号，以导致开关改变状态。

本公开的一个或更多个另外的实施方案涉及用于断开无线充电器输出的方法。无线充电器可以包括用于传输交流电力的电力线、用于将来自电力线的交流电力转换成直流电力的整流器、以及与电力线成感测关系的电力线传感器，电力线传感器用于输出指示电力线电压的信号。该方法可以包括：在开关控制器处从电池监控电路接收指示充电错误的错误信号；在开关控制器处接收指示电力线电压的电压信号；以及响应于错误信号，当电压信号指示零电压交叉点时，通过开关控制器将开关控制信号输出到连接到电力线的开关，使得开关改变状态并使电力线与交通工具电池断开。

本公开的一个或更多个另外的实施方案涉及一种用于关闭交通工具电池的无线充电的设备。该设备可以包括开关控制器，开关控制器构造成：从监控电路接收指示充电错误的错误信号；从电力线传感器接收指示电力线的电力线电压的电压信号；以及响应于错误信号，当电压信号指示零电压交叉点时，将开关控制信号输出到开关，使得开关改变状态并使电力线与交通工具电池断开。

附图说明

图1图示了感应电力传输系统的示意图，感应电力传输系统用于利用来自充电基座的电力对电动交通工具无线充电；