[发明专利]基于功率检测位置的动态无线充电系统及控制方法

说明书

本发明提出了一种基于功率检测位置的动态无线充电系统，其特征在于：在电动汽车车身设置功率接收线圈、位置检测信号发射模块；将功率发射系统设置为多段导轨连接式，每一段导轨均设置有功率发射线圈、功率检测模块；所述系统还设置有能量发射控制器与位置检测信号接收模块。位置检测信号接收模块接收到所述位置检测信号发射模块的信号，传至能量发射控制器，打开第一段或者最后一段导轨的功率发射线圈，实时监测处于工作状态导轨的输出功率的变化，控制当前和下一段导轨的开闭状态。其显著效果为：实现了汽车动态无线充电的精准定位以及功率收发装置的动态切换，还通过实时功率检测，尽可能地减少了系统的信号收发装置，使系统更简单可靠。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，具体涉及一种基于功率检测位置的动态无线充电系统及控制方法。

背景技术

电动汽车无线充电技术源于无线电能传输技术，可以采用电磁感应式或谐振式无线传输方式，将电能由供电设备传送至电动汽车，该电动汽车依据接收到的电能对电池充电。但是，由于电池的能量密度和储存电量的限制，其充电速度受电池技术、充电技术和电网兼容性等因素制约不能有较大的提高，进而降低了电动汽车的续航能力。

目前可以通过在电动汽车的行驶车道上铺设功率发射线圈，在电动汽车车身上设置功率接收线圈，对行驶中的电动汽车进行移动式动态无线充电，以提高电动汽车的续航能力。但是移动式动态无线充电方式需要在行驶车道上铺设含有功率发射线圈的导轨。若铺设长段导轨，则系统的造价成本和电能损耗则十分巨大。为了解决上述问题，现有技术采用多段导轨式无线充电道路解决了导轨设置过长的问题，并结合使用红外线感应、RFID标签等技术实现导轨的识别切换。但是，其高成本、高误判率以及低精度等缺陷，导致其技术的不成熟，更近一步的，上述技术中每段导轨必须都设置有定位识别装置，提升了系统的复杂度。如何保证每段导轨在进行无线充电时收、发线圈之间耦合、解耦的及时性，以及降低系统结构复杂度，现有技术仍未能解决。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提出了一种基于功率检测位置的动态无线充电系统，其关键在于：在电动汽车车身设置功率接收线圈和位置检测信号发射模块；将无线充电能量发射系统设置为多段导轨式，每一段导轨均设置有功率发射线圈和功率检测模块；在所述无线充电能量发射系统中还设置有能量发射控制器与位置检测信号接收模块；所述能量发射端控制器与所述导轨一一对应；所述位置检测信号接收模块设置有两个，且分别置于第一段导轨的前端和最后一段导轨的后端；所述位置检测信号接收模块接收到所述位置检测信号发射模块的信号后，传至所述能量发射控制器，所述能量发射控制器根据所述位置检测信号接收模块接收的信号确定车辆行驶方向。

当功率发射线圈处于关闭状态，且第一段导轨前端的位置检测信号接收模块接收到位置检测信号发射模块发出的信号时，则开通第一段导轨的功率发射线圈，然后通过功率检测模块实时监测当前导轨的输出功率，并将当前导轨功率发射线圈的功率大小与阈值功率作比较；若大于开通阈值则按照从左往右的方向控制下一段导轨的功率发射线圈进入预开启状态；若当前导轨功率发射线圈的功率小于关闭阈值，则控制当前导轨功率发射线圈返回关闭状态；

当功率发射线圈处于关闭状态，且最后一段导轨后端的位置检测信号接收模块接收到位置检测信号发射模块发出的信号时，则开通最后一段导轨的功率发射线圈，然后通过功率检测模块实时监测当前导轨的输出功率，并将当前导轨功率发射线圈的功率大小与阈值功率作比较；若大于开通阈值则按照从右往左的方向控制下一段导轨的功率发射线圈进入预开启状态；若当前导轨功率发射线圈的功率小于关闭阈值，则控制当前导轨功率发射线圈返回关闭状态；

所述功率发射线圈设有三种状态，分别为：开启状态、预开启状态和关闭状态；通常功率发射线圈为关闭状态，功率发射线圈开通后按恒流模式输出，如果电动汽车位于导轨上方，则该段导轨内的功率发射线圈为开启状态；如果电动汽车还未驶入导轨上方，则该段导轨内的功率发射线圈为预开启状态。

可选地，所述能量发射控制器之间通过无线通信的方式实现相互通信。