基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，由設(shè)置能量發(fā)射系統(tǒng)和能量接收系統(tǒng)組成，其特征在于：能量發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置有N段能量發(fā)射導(dǎo)軌，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌均設(shè)置有電壓檢測模塊、比較判斷模塊以及導(dǎo)軌切換控制電路，導(dǎo)軌切換控制模塊用于實(shí)現(xiàn)該段能量發(fā)射導(dǎo)軌的供、放電切換，在每段能量發(fā)射導(dǎo)軌上還安裝有本地拾取線圈，本地拾取線圈拾取的電能通過電能變換裝置為相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌上的電壓檢測模塊和比較判斷模塊供電。其顯著效果是：在充電汽車行駛過程中，可以根據(jù)車輛的移動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)分段供電，通過相鄰的能量發(fā)射導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)本地取電，不用整體鋪設(shè)較長的供電線路，節(jié)約系統(tǒng)維護(hù)成本。
【專利說明】基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到非接觸式供電技術(shù)，具體地說，是一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，為了解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程短和車載電池組笨重且成本高等問題。人們提出了基于非接觸式電能傳輸原理的電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)感應(yīng)供電技術(shù)，它可以為行駛過程中的電動(dòng)汽車提供在線供電或充電功能，從而減少車載電池組的重量，同時(shí)降低了電動(dòng)汽車的整體成本，延長了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
[0003]而在電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)感應(yīng)供電系統(tǒng)中，發(fā)射導(dǎo)軌一般長達(dá)數(shù)公里或數(shù)十公里，其中的電流通常為數(shù)十千赫茲、數(shù)十安培的高頻交流。導(dǎo)軌損耗比較嚴(yán)重，能量傳輸效率較低，為了減少導(dǎo)軌損耗，研究人員提出了一種基于多導(dǎo)軌切換的無線充電技術(shù)，通過縮短導(dǎo)軌的長度，根據(jù)充電汽車的行駛位置利用開關(guān)切換實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)供電。
[0004]但現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是，每一段導(dǎo)軌需要利用控制模塊進(jìn)行切換控制，系統(tǒng)需要對(duì)控制模塊供電，由于供電專用通道鋪設(shè)的距離較長，統(tǒng)一牽設(shè)供電電源成本也較高，而且系統(tǒng)維護(hù)比較麻煩，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，需要對(duì)整個(gè)路段進(jìn)行檢修，實(shí)施非常不便。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供了一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，該電路能對(duì)多導(dǎo)軌分段供電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)進(jìn)行切換控制，控制電路不用牽設(shè)專用的供電線路，直接利用供電導(dǎo)軌上的無線電能，通過本地取電，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，由設(shè)置在專用充電通道的能量發(fā)射系統(tǒng)和安裝在充電汽車上的能量接收系統(tǒng)組成，其關(guān)鍵在于:所述能量發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置有N段能量發(fā)射導(dǎo)軌，每段所述能量發(fā)射導(dǎo)軌均設(shè)置有電壓檢測模塊，該電壓檢測模塊的輸出端與比較判斷模塊的一個(gè)輸入端連接，該比較判斷模塊的另一輸入端輸入有預(yù)設(shè)的電壓閾值，該比較判斷模塊的輸出端與導(dǎo)軌切換控制電路相連，所述導(dǎo)軌切換控制模塊用于實(shí)現(xiàn)該段能量發(fā)射導(dǎo)軌的供、放電切換，在所述每段能量發(fā)射導(dǎo)軌上還安裝有本地拾取線圈，所述本地拾取線圈拾取的電能通過電能變換裝置為相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌上的電壓檢測模塊和比較判斷模塊供電。
[0008]通過上述設(shè)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌中的檢測電路和控制電路可以通過相鄰的能量發(fā)射導(dǎo)軌中獲取能量提供，充電汽車在動(dòng)態(tài)充電過程中，前一段能量發(fā)射導(dǎo)軌處于通電狀態(tài)下時(shí)，即可為下一段能量發(fā)射導(dǎo)軌的控制電路提供電能，當(dāng)檢測到充電汽車進(jìn)入下一段能量發(fā)射導(dǎo)軌時(shí)，該控制電路即可控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)工作，為該段能量發(fā)射導(dǎo)軌供電，實(shí)現(xiàn)充電汽車連續(xù)無線供電。[0009]作為進(jìn)一步描述，所述電壓檢測模塊采用型號(hào)為AHVS-4000LV的霍爾電壓傳感器，該電壓檢測模塊的電源輸入端包括+15V輸入端、-15V輸入端以及接地端，所述本地拾取線圈拾取的電能經(jīng)過電能變換裝置轉(zhuǎn)換為+15V電源電壓后加載到采樣電阻R上，所述采樣電阻R的高電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端連接，所述采樣電阻R的低電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的接地端連接，所述采樣電阻R的高電平端還經(jīng)過ICL7662電壓轉(zhuǎn)換模塊后連接在相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的-15V輸入端上。
[0010]在每段能量發(fā)射導(dǎo)軌的檢測和控制電路中，電壓檢測模塊是最重要的一個(gè)供電對(duì)象，通常采用的霍爾電壓傳感需要同時(shí)提供正負(fù)電源輸入，主要用于檢測該段能量發(fā)射導(dǎo)軌是否有充電汽車進(jìn)入，因此，本設(shè)計(jì)通過本地拾取線圈從相鄰的能量發(fā)射導(dǎo)軌中獲取能量，利用電能變換裝置轉(zhuǎn)換為+15V的電源電壓，再通過ICL7662電壓轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行正負(fù)電源的轉(zhuǎn)換，最后實(shí)現(xiàn)電壓檢測模塊供電。
[0011 ] 更進(jìn)一步描述，所述比較判斷模塊采用有源電壓比較器，該電壓比較器的電源端與相應(yīng)能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端相連。
[0012]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)軌切換控制模塊包括供電開關(guān)、放電開關(guān)以及放電電阻，所述能量發(fā)射導(dǎo)軌設(shè)置有發(fā)射線圈和諧振電容，在所述N段能量發(fā)射導(dǎo)軌的前端設(shè)置有原級(jí)電能變換裝置，所述供電開關(guān)、諧振電容和發(fā)射線圈依次相連形成高頻諧振回路，所述放電電阻與放電開關(guān)串聯(lián)形成放電支路，該放電支路的一端連接在供電開關(guān)與諧振電容的公共端上，該放電支路的另一端連接在發(fā)射線圈與所述原級(jí)電能變換裝置的輸出端之間，所述供電開關(guān)和放電開關(guān)根據(jù)所述比較判斷模塊的輸出信號(hào)控制所述發(fā)射線圈的供、放電切換。
[0013]系統(tǒng)通過供電開關(guān)和放電開關(guān)的相互配合，當(dāng)本段能量發(fā)射導(dǎo)軌通電時(shí)，按照充電汽車的行駛方向而言，上一段的能量發(fā)射導(dǎo)軌即可處于斷電狀態(tài)，因此其對(duì)應(yīng)的供電開關(guān)斷開，放電開關(guān)閉合，釋放發(fā)射線圈上存在的電能，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
[0014]為了提聞控制開關(guān)的切換效率，所述供電開關(guān)和放電開關(guān)為電控聞?lì)l開關(guān)。
[0015]結(jié)合具體應(yīng)用的場景，所述N段能量發(fā)射導(dǎo)軌中的發(fā)射線圈沿道路方向依次埋設(shè)在專用充電通道的路面下。
[0016]本實(shí)用新型的顯著效果是:
[0017]在充電汽車行駛過程中，可以根據(jù)車輛的移動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)分段供電，能量發(fā)射導(dǎo)軌的控制電路可以通過相鄰的能量發(fā)射導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)本地取電，不用整體鋪設(shè)較長的供電線路，降低線路的檢修的難度，節(jié)約系統(tǒng)維護(hù)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)原理框圖；
[0019]圖2是圖1中每段能量發(fā)射導(dǎo)軌的控制電路原理圖；
[0020]圖3是圖1中ICL7662電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)安裝關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0023]如圖1所示，一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，由設(shè)置在專用充電通道的能量發(fā)射系統(tǒng)和安裝在充電汽車上的能量接收系統(tǒng)組成，所述能量發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置有N段能量發(fā)射導(dǎo)軌，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌設(shè)置有發(fā)射線圈和諧振電容，如圖1中Lpl……Lpn所示，能量發(fā)射導(dǎo)軌中的發(fā)射線圈沿道路方向依次埋設(shè)在專用充電通道的路面下，N的數(shù)量可以根據(jù)專用充電通道的鋪設(shè)長度以及每段能量發(fā)射導(dǎo)軌的長度而定。實(shí)施時(shí)，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌對(duì)應(yīng)設(shè)置有供電開關(guān)(圖中K1所示)、放電開關(guān)(圖中S1所示)以及放電電阻(圖中R1所示)，供電開關(guān)和放電開關(guān)以及相應(yīng)的控制電路組成導(dǎo)軌切換控制電路，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌均設(shè)置有電壓檢測模塊，該電壓檢測模塊的輸出端與比較判斷模塊的一個(gè)輸入端連接，該比較判斷模塊的另一輸入端輸入有預(yù)設(shè)的電壓閾值，該比較判斷模塊的輸出端與導(dǎo)軌切換控制電路相連，電壓檢測模塊用于檢測該段導(dǎo)軌是否存在感應(yīng)電壓，在所述每段能量發(fā)射導(dǎo)軌上還安裝有本地拾取線圈，所述本地拾取線圈拾取的電能通過電能變換裝置為相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌上的電壓檢測模塊和比較判斷模塊供電。
[0024]當(dāng)充電汽車從第i段能量發(fā)射導(dǎo)軌進(jìn)入第i+Ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌時(shí)，第i+Ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊可以通過設(shè)置在第i段能量發(fā)射導(dǎo)軌上的本地拾取線圈拾取電能進(jìn)行工作，當(dāng)充電汽車靠近第i+ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌時(shí)，充電汽車上的拾取線圈與第i+ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌之間也會(huì)通過電磁耦合進(jìn)行能量傳輸，此時(shí)電壓檢測模塊即將檢測到相應(yīng)的電壓值，當(dāng)該值超過預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)，比較判斷模塊即可輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制相應(yīng)的供電開關(guān)閉合，為第i+ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌供電，實(shí)現(xiàn)第i段能量發(fā)射導(dǎo)軌向第i+ι段能量發(fā)射導(dǎo)軌的快速切換。
[0025]如圖2，圖3，圖4所示，所述電壓檢測模塊采用型號(hào)為AHVS-4000LV的霍爾電壓傳感器，該電壓檢測模塊的電源輸入端包括+15V輸入端、-15V輸入端以及接地端，所述本地拾取線圈拾取的電能經(jīng)過電能變換裝置轉(zhuǎn)換為+15V電源電壓后加載到采樣電阻R上，所述采樣電阻R的高電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端連接，所述采樣電阻R的低電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的接地端連接，所述采樣電阻R的高電平端還經(jīng)過ICL7662電壓轉(zhuǎn)換模塊后連接在相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的-15V輸入端上。
[0026]從圖2還可以看出，所述比較判斷模塊采用有源電壓比較器，該電壓比較器的電源端與相應(yīng)能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端相連。
[0027]為了便于充放電控制，在所述N段能量發(fā)射導(dǎo)軌的前端設(shè)置有原級(jí)電能變換裝置，所述供電開關(guān)、諧振電容和發(fā)射線圈依次相連形成高頻諧振回路，所述放電電阻與放電開關(guān)串聯(lián)形成放電支路，該放電支路的一端連接在供電開關(guān)與諧振電容的公共端上，該放電支路的另一端連接在發(fā)射線圈與所述原級(jí)電能變換裝置的輸出端之間，所述供電開關(guān)和放電開關(guān)根據(jù)所述比較判斷模塊的輸出信號(hào)控制所述發(fā)射線圈的供、放電切換。
[0028]為了提聞控制效率，所述供電開關(guān)和放電開關(guān)為電控聞?lì)l開關(guān)。
[0029]從圖4還可以看出，除了第一段和最后一段能量發(fā)射導(dǎo)軌外，每段能量發(fā)射導(dǎo)軌上的本地拾取線圈分別為前、后相鄰的能量發(fā)射導(dǎo)軌所對(duì)應(yīng)的電壓檢測模塊和比較判斷模塊供電，無路充電汽車是向左行駛還是向右行駛，系統(tǒng)均能根據(jù)充電汽車的行駛方向進(jìn)行相應(yīng)的切換操作，檢測電路和控制電路通過本地取電，降低了系統(tǒng)布線的麻煩，節(jié)約維護(hù)成本。[0030]最后需要說明的是，盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型不限于上述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不違背本實(shí)用新型宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表示，這樣的變換均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，由設(shè)置在專用充電通道的能量發(fā)射系統(tǒng)和安裝在充電汽車上的能量接收系統(tǒng)組成，其特征在于:所述能量發(fā)射系統(tǒng)設(shè)置有N段能量發(fā)射導(dǎo)軌，每段所述能量發(fā)射導(dǎo)軌均設(shè)置有電壓檢測模塊，該電壓檢測模塊的輸出端與比較判斷模塊的一個(gè)輸入端連接，該比較判斷模塊的另一輸入端輸入有預(yù)設(shè)的電壓閾值，該比較判斷模塊的輸出端與導(dǎo)軌切換控制電路相連，所述導(dǎo)軌切換控制模塊用于實(shí)現(xiàn)該段能量發(fā)射導(dǎo)軌的供、放電切換，在所述每段能量發(fā)射導(dǎo)軌上還安裝有本地拾取線圈，所述本地拾取線圈拾取的電能通過電能變換裝置為相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌上的電壓檢測模塊和比較判斷模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，其特征在于:所述電壓檢測模塊采用型號(hào)為AHVS-4000LV的霍爾電壓傳感器，該電壓檢測模塊的電源輸入端包括+15V輸入端、-15V輸入端以及接地端，所述本地拾取線圈拾取的電能經(jīng)過電能變換裝置轉(zhuǎn)換為+15V電源電壓后加載到采樣電阻R上，所述采樣電阻R的高電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端連接，所述采樣電阻R的低電平端與相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的接地端連接，所述采樣電阻R的高電平端還經(jīng)過ICL7662電壓轉(zhuǎn)換模塊后連接在相鄰能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的-15V輸入端上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，其特征在于:所述比較判斷模塊采用有源電壓比較器，該電壓比較器的電源端與相應(yīng)能量發(fā)射導(dǎo)軌的電壓檢測模塊的+15V輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，其特征在于:所述導(dǎo)軌切換控制模塊包括供電開關(guān)、放電開關(guān)以及放電電阻，所述能量發(fā)射導(dǎo)軌設(shè)置有發(fā)射線圈和諧振電容，在所述N段能量發(fā)射導(dǎo)軌的前端設(shè)置有原級(jí)電能變換裝置，所述供電開關(guān)、諧振電容和發(fā)射線圈依次相連形成高頻諧振回路，所述放電電阻與放電開關(guān)串聯(lián)形成放電支路，該放電支路的一端連接在供電開關(guān)與諧振電容的公共端上，該放電支路的另一端連接在發(fā)射線圈與所述原級(jí)電能變換裝置的輸出端之間，所述供電開關(guān)和放電開關(guān)根據(jù)所述比較判斷模塊的輸出信號(hào)控制所述發(fā)射線圈的供、放電切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，其特征在于:所述供電開關(guān)和放電開關(guān)為電控高頻開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于本地取電的電動(dòng)汽車無線供電系統(tǒng)控制電路，其特征在于:所述N段能量發(fā)射導(dǎo)軌中的發(fā)射線圈沿道路方向依次埋設(shè)在專用充電通道的路面下。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203707884SQ201420046760
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】周柯, 王智慧, 高立克, 祝文姬, 吳智丁, 歐世鋒, 梁朔, 周楊珺, 李克文, 俞小勇, 吳麗芳, 吳劍豪, 李珊, 孫躍, 戴欣, 蘇玉剛, 唐春森, 葉兆虹 申請(qǐng)人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 重慶大學(xué)