电动设备充电系统技术方案

本发明专利技术公开了电动设备充电系统，包括：电池单元、接收电路、接收模块和共用线圈；所述共用线圈为电机绕组，并通过切换开关，择一地联通接收电路或者电池单元；所述接收模块具有由接收端电极、耦合线圈组成的接收端回路；在充电时，切换开关使共用线圈与所述接收电路联通，接收模块获取电能，并通过耦合线圈与共用线圈耦合，输送电能；在行驶时，切换开关使共用线圈与电池单元联通，由电池单元给电机供电。本申请中，共用线圈在行驶时作为电极绕组，充电时与耦合线圈耦合，实现一个零部件的共用，有效降低了整体的重量。有效降低了整体的重量。有效降低了整体的重量。

【技术实现步骤摘要】
电动设备充电系统


[0001]本专利技术涉及充电领域，尤其涉及电动设备充电系统。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的不断发展，电动汽车已经成为新的趋势。目前困扰电动车的量大问题一个是充电，另一个是续航。
[0003]目前，主流的充电方式是使用充电枪有线充电，但是存在使用不便的问题，同时充电线拖拽缠绕也存在安全隐患。除此以外，也有无线充电的技术日渐兴起，在车辆底盘安装无线电能接收线圈，用于与地面的发射线圈匹配，进行无线电能传输，但额外增加的线圈，无疑使整车重量增加，影响电动汽车的续航。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种电动设备充电系统，能够有效降低重量。
[0005]电动设备充电系统，包括：电池单元、接收电路、接收模块和共用线圈；所述共用线圈为电机绕组，并通过切换开关，择一地联通接收电路或者电池单元；所述接收模块具有由接收端电极、耦合线圈组成的接收端回路；在充电时，切换开关使共用线圈与所述接收电路联通，接收模块获取电能，并通过耦合线圈与共用线圈耦合，输送电能；在行驶时，切换开关使共用线圈与电池单元联通，由电池单元给电机供电。
[0006]优选的，所述接收端回路中，还串联有第一金属体。
[0007]优选的，所述接收模块用于有线充电；供电端具有充电枪，所述接收端电极与所述充电枪连接。
[0008]优选的，所述接收模块用于无线充电；供电端具有发射模块，所述接收端电极与所述发射模块匹配。
[0009]优选的，所述供电端还包括：电源和发射电路；所述发射电路具有第一线圈；所述发射模块具有激光器、聚焦透镜和发射端回路，所述发射端回路由发射端电极、第二线圈组成；所述发射端电极上具有通孔，所述激光器发射的辐射光束经过聚焦透镜，再穿过所述通孔射向所述接收端。
[0010]优选的，所述供电端还包括：第二金属体，串联在所述发射端回路中。
[0011]优选的，所述第二线圈向所述发射端电极加载电压，电压值大于1kV。
[0012]优选的，发射模块还具有反射单元，用于将所述激光器发出的辐射光束反射到所述发射端电极的通孔内。
[0013]本申请中，共用线圈在行驶时作为电极绕组，充电时与耦合线圈耦合，实现一个零部件的共用，有效降低了整体的重量。
[0014]在一些实施例中，激光器发射的辐射光束经过聚焦透镜形成聚焦辐射束，将空气电离，使导电通道被等离子体化，形成“虚拟导线”，使电能沿着导电通道传输，实现无线输电功能。等离子体化的导电通道电阻小，因此传输过程中消耗降低，提高了传输效率。
附图说明
[0015]图1为本专利技术电动设备充电系统接收侧的示意图；图2为本专利技术电动设备充电系统一种实施例的示意图；图3为本专利技术电动设备充电系统另一种实施例的示意图；图4为本专利技术电动设备充电系统一个局部的等效电路图；图5为本专利技术电动设备充电系统另一个局部的等效电路图。
具体实施方式
[0016]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0017]本专利技术公开一种电动设备充电系统，参见图1，包括电池单元21、接收电路22、接收模块23和共用线圈220。本文提到的电动设备，包括电动汽车、无人机、AGV小车等多种设备，通过电机驱动的设备，都被本申请所提到的电动设备涵盖。为了方便描述和理解，本申请下面均以电动汽车为例进行说明。图1是接收端的主要结构。
[0018]共用线圈220为电机绕组，并通过切换开关24，择一地联通接收电路22或者电池单元21；接收模块23具有由接收端电极231、耦合线圈230组成的接收端回路。
[0019]在充电时，切换开关24使共用线圈220与接收电路22联通，接收模块23获取电能，并通过耦合线圈230与共用线圈220耦合，输送电能，电能经过接收电路22处理，最终向电池单元21供电；在行驶时，切换开关24使共用线圈220与电池单元21联通，由电池单元21给电机供电。
[0020]相比于现有技术中无线充电汽车，接收线圈需要安装在地车底部，用于和发射线圈配合，尺寸大重量大，并且安装位置固定，不能移动，在接收线圈表面也不能存在金属物。而在本申请中，不需要通过发射线圈和接收线圈实现无线电能传输。共用线圈220不再有位置需求，与耦合线圈230能够耦合即可，因此，可以将耦合线圈230缠绕在电机上，以实现与共用线圈220的配合。
[0021]基于上述设置方案，在原有电机基础上，至少额外设置一个供线束经过的空间，以使耦合线圈230穿过该空间，与共用线圈220配合。
[0022]车辆行驶时，通过切换开关24，使共用线圈220与电机连接工作，此时耦合线圈230不需要移动位置，不会对电机工作造成影响。考虑到避免因为耦合使接收模块23内带电，可以在接收模块内设置开关，在不充电时，切断耦合线圈230与接收模块23内其他部件的连接。
[0023]在进行充电时，切换开关24，使共用线圈220与接收电路22联通。接收模块23可以用于有线充电，也可以适用于无线充电。
[0024]当用于有线充电时，供电端具有充电枪，接收端电极231与充电枪连接即可。
[0025]当用于无线充电时，供电端具有发射模块13，接收端电极231与发射模块13匹配。不同于现有技术中无线充电的方式，本申请适用的无线充电，并非传统的发射线圈与接收线圈耦合，而是通过激光器132等零部件，形成等离子化的导电通道136，下面就针对本申请所使用的无线充电技术进行说明。
[0026]我们先定义电动汽车一侧为接收端，对应的提供电能的一侧为发射端。
[0027]发射端包括电源11、发射电路12和发射模块13。电源11用于电力供应。发射电路12包括整流变换器121、逆变器122、发射补偿网络123和第一线圈120。发射模块13具有激光器132和由发射端电极131、第二线圈130组成的发射端回路。
[0028]接收端包括电池单元21、接收电路22和接收模块23。接收电路22具有滤波器221、直流变换器222、接收补偿网络223和共用线圈220。接收模块23具有由接收端电极231、耦合线圈230组成的接收端回路。
[0029]一般来说，发射端和接收端还各自包括控制器、传感器等（未在图上示出）。
[0030]发射端电极131上具有通孔，供激光器132发射的辐射光束通过；接收端电极231朝向发射端电极131。
[0031]第一线圈120和第二线圈130耦合，且第一线圈120的匝数小于第二线圈130的匝数；共用线圈220和耦合线圈230耦合，且共用线圈220的匝数小于耦合线圈230的匝数。
[0032]发射端的电源11输出到整流变换器121，电源11输出的工频交流电经过整流变换器121进行滤波、整流及功率因数调整后转换为直流电，直流电经过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动设备充电系统，其特征在于，包括：电池单元（21）、接收电路（22）、接收模块（23）和共用线圈（220）；所述共用线圈（220）为电机绕组，并通过切换开关（24），择一地联通接收电路（22）或者电池单元（21）；所述接收模块（23）具有由接收端电极（231）、耦合线圈（230）组成的接收端回路；在充电时，切换开关（24）使共用线圈（220）与所述接收电路（22）联通，接收模块（23）获取电能，并通过耦合线圈（230）与共用线圈（220）耦合，输送电能；在行驶时，切换开关（24）使共用线圈（220）与电池单元（21）联通，由电池单元（21）给电机供电。2.根据要求1所述的电动设备充电系统，其特征在于，所述接收端回路中，还串联有第一金属体（233）。3.根据权利要求1所述的电动设备充电系统，其特征在于，所述接收模块（23）用于有线充电；供电端具有充电枪，所述接收端电极（231）与所述充电枪连接。4.根据权利要求1或2所述的电动设备充电系统，其特征在于，所述接收模块（23）用于无线充电；供电端具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，陆钧，贺凡波，葛俊杰，马俊超，鲁国希，石晓峰，
申请(专利权)人：合肥有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：