一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，包括安装于汽车内的发射模块、供电导轨、位于供电导轨内部的接收模块以及导轨供电电路；所述发射模块用于对接收模块发射无线能量；所述接收模块用于接收发射模块发射的无线能量，并将接收的信息传递至导轨供电电路；所述导轨供电电路用于对汽车进行供电，本发明专利技术所提出的基于磁耦合无线能量传输技术的充电导轨开关系统能够使电动汽车动态充电系统的充电导轨在无车辆通过时处于断电状态，保证了道路的用电安全，而当有处于动态充电状态的车辆经过时，系统可以快速触发开关，导通充电导轨从而为车辆就行充电，该系统对于电动汽车动态充电系统的实施具有重要的现实意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统


[0001]本专利技术涉及车辆充电
，具体是一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统。

技术介绍

[0002]近年来随着新能源技术的不断发展，以化石燃料为主要动力来源的传统汽车将逐步被新能源汽车所取代。相比于传统内燃机汽车，以电动汽车为主要代表的新能源汽车具有无污染、零排放、运行成本低等特点，因此得到了世界各国的大力支持。然而现有的电动汽车往往存在着续航里程短、充电时间长等问题，导致电动汽车始终无法完全占据汽车市场。
[0003]意大利Ansaldo公司设计了一种名为TRAMWAVE的基于自然吸力的轨道车辆供电系统。到列车位于轨道上方时，该系统通过安装在受电靴底部的永磁体与安装在轨道内部的永磁体之间的磁力作用实现充电轨道的导通；当列车驶离时，轨道内部的导通装置会因重力作用下落从而实现充电导轨的断电。
[0004]该系统虽然能够完成车辆动态充电下导轨的实时开关，但由于流过轨道开关永磁体的电流为车辆充电的输电电流，电流值往往较大，容易导致永磁体温度过高而与开关端发送熔焊而导致永久性短路，安全隐患较大。
[0005]其他的汽车动态检测技术，例如GPS、图像识别等，近年来也得到了一定发展,但由于民用GPS精度有限，而图像识别受外部环境影响较大，因此均无法在短时间内投入实际使用中。相比之下，无线能量传输技术(WPT)因为具有工作状态稳定、不易受外界干扰等特点，近年来在信号检测领域受到了越来越多学者的重视。日本东京大学将无线能量传输技术运用于汽车动态检测当中,提出了一种无传感器的汽车动态检测系统。该系统的主要装置为安装在汽车底部的发射线圈和安装在路面的接收线圈，通过检测由于两线圈相对位置发生变化而引起的接收线圈电流变化来对汽车实时位置进行求解，最终得到车辆的准确位置。Karam Hwang等人在基于WPT的汽车检测技术上提出了ferrite position identification(FPID)system，该系统通过按照一定规律在路面铺设铁氧体，从而制造出规则的检测磁场，当汽车在该路面上通过时，检测磁场会引起接线圈中感应电压的周期性变化，最后通过将感应电压转换成逻辑信号即可得到汽车的实际位置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，包括安装于汽车内的发射模块、供电导轨、位于供电导轨内部的接收模块以及导轨供电电路；
[0009]所述发射模块用于对接收模块发射无线能量；
[0010]所述接收模块用于接收发射模块发射的无线能量，并将接收的信息传递至导轨供电电路；
[0011]所述导轨供电电路用于对汽车进行供电，并对供电导轨进行自动开关。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述发射模块由车载电源、谐振网络一以及发射线圈组成，所述谐振网络一用于将电路中的电流转变为高频谐振交流电，并通过发射线圈进行无线能量传输。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述发射线圈安装于汽车底部充电机械臂的缓冲模块中。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述接收模块由铺设在供电导轨中间的接收线圈、谐振网络二、整流滤波模块及电压放大模块组成，所述接收线圈用于与谐振网络二相匹配使正常工作情况下的接收电流频率为接收模块电路的谐振频率，所述整流滤波模块用于将接收到的高频交流电转变为稳定的直流电流，所述电压放大模块用于将整流滤波后的电压按预定倍数进行放大。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述导轨供电电路由电网以及时间继电器组成，所述时间继电器用于控制供电导轨与电网的连通。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述电压放大模块放大的电压作为开关信号加载于时间继电器上。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述时间继电器为开关导通装置，并且所述时间继电器所控制的供电导轨为接收模块对应供电导轨的下一段。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术所提出的基于磁耦合无线能量传输技术的充电导轨开关系统能够使电动汽车动态充电系统的充电导轨在无车辆通过时处于断电状态，保证了道路的用电安全，而当有处于动态充电状态的车辆经过时，系统可以快速触发开关，导通充电导轨从而为车辆就行充电，且本专利技术中开关响应速度较快，能够满足工作需要，该系统对于电动汽车动态充电系统的实施具有重要的现实意义。
附图说明
[0020]图1为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统的结构示意图。
[0021]图2为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中LC型磁耦合谐振等效电路图。
[0022]图3为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中系统传输效率变化关系示意图。
[0023]图4为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中电压增益变化关系示意图。
[0024]图5为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中耦合系数变化关系示意图。
[0025]图6为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中电压增益变化关系示意图。
[0026]图7为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中系统的理论电路模型
图。
[0027]图8为一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统中系统开关响应状态示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]请参阅图1～8，本专利技术实施例中，一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，包括安装于汽车内的发射模块、供电导轨、位于供电导轨内部的接收模块以及导轨供电电路；所述发射模块用于对接收模块发射无线能量；所述接收模块用于接收发射模块发射的无线能量，并将接收的信息传递至导轨供电电路；所述导轨供电电路用于对汽车进行供电，并对供电导轨进行自动开关。
[0030]所述发射模块由车载电源、谐振网络一以及发射线圈组成，所述谐振网络一用于将电路中的电流转变为高频谐振交流电，并通过发射线圈进行无线能量传输。
[0031]所述发射线圈安装于汽车底部充电机械臂的缓冲模块中，用于保障开关信号无线传输的稳定性，保证无线能量传输系统中发射线圈与接收线圈距离足够接近。
[0032]所述接收模块由铺设在供电导轨中间的接收线圈、谐振网络二、整流滤波模块及电压放大模块组成，所述接收线圈用于与谐振网络二相匹配使正常工作情况下的接收电流频率为接收模块电路的谐振频率，所述整流滤波模块用于将接收到的高频交流电转变为稳定的直流电流，所述电压放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，其特征在于，包括安装于汽车内的发射模块、供电导轨、位于供电导轨内部的接收模块以及导轨供电电路；所述发射模块用于对接收模块发射无线能量；所述接收模块用于接收发射模块发射的无线能量，并将接收的信息传递至导轨供电电路；所述导轨供电电路用于对汽车进行供电，并对供电导轨进行自动开关。2.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，其特征在于，所述发射模块由车载电源、谐振网络一以及发射线圈组成，所述谐振网络一用于将电路中的电流转变为高频谐振交流电，并通过发射线圈进行无线能量传输。3.根据权利要求2所述的一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，其特征在于，所述发射线圈安装于汽车底部充电机械臂的缓冲模块中。4.根据权利要求1所述的一种基于无线能量传输技术的充电导轨开关系统，其特征在于，所述接收模块由铺设在...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞杰，李兆鹏，徐楚媛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：