[发明专利]电动汽车不停车无线充电系统及其控制方法

说明书

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，具体涉及一种电动汽车不停车无线充电系统及其控制方法。包括主控模块、电网和并联在电网上的若干个充电组块，每个充电组块均包括一个接收线圈、线圈控制器、电能参数检测单元和若干个发射线圈，接收线圈与发射线圈匹配且设置于车辆底部，发射线圈预埋于行车路面下。电能参数检测单元采集发射线圈的电流信号并发送至主控模块；主控模块的控制信号输出端与每个充电组块的线圈控制器连接。电动汽车在行驶过程中依次经过发射线圈，只有相邻的发射线圈工作，减少了能量损耗，并且与导轨式相比较，增大了电动汽车的充电范围。

技术领域

本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，具体涉及一种电动汽车不停车无线充电系统及其控制方法。

背景技术

随着电动汽车的发展，越来越多的人出行使用电动汽车，而电动汽车在行驶过程中需要携带大容量电池供电且电池续航时间较短，这些缺点给人们出行使用电动汽车带来了诸多不便。目前电动汽车的充电方式有有线充电和无线充电方式，有线充电方式是通过在一块特定区域建造充电站，在充电站安装一系列的充电桩以满足电动汽车充电要求。有线充电方式占地面积较大，且用户使用不方便。人们从两百多前特斯拉做的无线充电实验得到启发，提出了无线能量传输的系统，并将该技术应用于电动汽车充电。

目前常用的无线充电技术有三种：磁场耦合式、电场耦合式、电磁辐射式。电动汽车无线充电技术主要采用磁场耦合式，其原理是在路面下埋设一系列的发射线圈，通过电能变换电路产生高频交变磁场，由路面上安装在电动汽车底部的拾取线圈拾取能量，从而为车载储能设备充电，这种方式大大减少电动汽车本身搭载的电池组数量，并能延长其续航里程。电动汽车无线充电方式可以分为电动汽车静态无线充电和电动汽车动态无线充电，这两种无线充电方式的主要区别是在磁路机构的设计上，其工作原理和系统参数设计方法均相同。电动汽车动态无线充电技术按照磁路机构可细分为线圈阵列式、分段导轨式和长导轨式这三种。

线圈阵列式电动汽车无线充电系统所需原边线圈较多，该系统能量传输效率高，且由于导轨线圈之间是两两独立的，单个线圈故障不会影响到其他导轨线圈，系统可靠性强。但其控制较为复杂，建造周期较长，且由于线圈切换的位置较多，导致输出电压不稳定。

分段导轨式电动汽车无线充电系统的能量传输效率较高，建造周期适中。但其原边导轨数量较多，控制较为复杂，且分段导轨产生的磁场具有横向偏移较大特点，充电范围受到限制。

长导轨式电动汽车无线充电系统仅有单个发射导轨，控制较为简单，输出电压波动小，建造周期较短。但系统效率较低，且当导轨出现故障会使得全线无法正常工作。

由于长导轨和分段导轨的区别在于磁路导轨的长度上，所以将长导轨和分段导轨统一称为导轨式。一般情况下，对全段导轨同时供电，导轨产生的损耗严重。传统线圈阵列式充电方式下，对整条线路的线圈进行供电，实现电动汽车动态充电，在电动汽车行驶过程中，互感的波动比较大。同时，当发射线圈与电动汽车接收线圈圆心重合时，大多数磁通量穿过电动汽车接收线圈，此时磁场横向偏移最小。随着电动汽车的行驶，发射线圈与电动汽车接收线圈的重合面积逐渐变小，磁场横向偏移增大，能量传输功率降低。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种的能耗低、充电范围大、磁场横向偏移小，能量传递功率(传输功率)高，充电快速的电动汽车不停车无线充电系统及其控制方法。

本发明一种电动汽车不停车无线充电系统，其技术方案为：包括主控模块、电网和并联在电网上的若干个充电组块，每个所述充电组块均包括一个接收线圈、线圈控制器、电能参数检测单元和若干个发射线圈，所述接收线圈与所述发射线圈匹配且设置于车辆底部，所述发射线圈预埋于行车路面下；

所述电能参数检测单元用于采集发射线圈的电流信号并发送至主控模块的采样电流信号接收端；

所述主控模块的控制信号输出端与每个充电组块的线圈控制器连接，所述主控模块用于根据采样电流信号的大小输出控制信号至相应的线圈控制器；