一种动态无线充电系统、可充电道路及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动态无线充电系统、可充电道路及方法，可充电道路基于一套运用电磁辐射和电磁谐振理论为电动汽车进行充电的无线充电系统，该无线充电系统利用能量可在具有同一谐振频率的两个线圈之间传递，在谐振条件下能够达到最高效的能量传递理论。利用多绕组的充电发射线圈在地面上排成一条线，当电动汽车沿着这条线路行驶的时候，电动汽车上的接收线圈会依次耦合发射线圈，每个发射线圈的短暂充电就会变成电动汽车的连续充电。电就会变成电动汽车的连续充电。电就会变成电动汽车的连续充电。

【技术实现步骤摘要】
一种动态无线充电系统、可充电道路及方法


[0001]本专利技术涉及一种可充电道路，尤其涉及一种动态无线充电系统、可充电道路及实现方法。

技术介绍

[0002]电动汽车可以有效解决交通污染问题和改善化石能源紧缺的局面，目前的电动汽车主要是采用有线充电方式，有线充电方式的充电慢、时间长、充电车位不足与车位错配是制约电动汽车快速发展的重要因素。
[0003]利用电磁耦合谐振无线电能传输技术，可进行中小间距的大功率高效的电能传送，从而可以实现电动气车的无线充电。在汽车与电源之间无需导线连接的无线充电，方法是首先将电网的50Hz交流电变换成为高频交流电，然后利用电磁耦合谐振技术由发射线圈向接收线圈传送电能，最后将接收的电能经过整流及电压变换后为汽车动力电池充电。无线充电技术可以使充电操作更为简单方便，过程更加安全可靠，同时也减少了环境对充电过程的影响。但是固定位置的无线充电仍然没有解决充电慢、时间长、充电车位不足与车位错配的问题，这种情况下无线充电对比有线充电并无很大优势。而且在充电的功率与效率上无线充电与有线充电相比还有一定差距。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术所存在的不足之处，本专利技术提供了一种动态无线充电系统、可充电道路及实现方法。
[0005]为了解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种动态无线充电系统，包括：
[0006]动力电缆，提供电源；
[0007]多个发射线圈，连接同一电源模组，电源模组先将交流电转换成直流电，再将直流电转换成高频交流电并经功率放大后把电能依次传输给每个发射线圈；
[0008]逆变模块，接收线圈通过耦合谐振效应从每个发射线圈动态吸取电能形成高频交流电，经逆变模块转换成直流电；
[0009]负载，连接逆变模块并使用其提供的直流电。
[0010]进一步地，多个发射线圈连续布设在道路中，接收线圈则安装在电动汽车底盘之下。
[0011]进一步地，发射线圈和接收线圈均为水平螺线式的线圈。
[0012]进一步地，发射线圈和接收线圈具有同一谐振频率。
[0013]进一步地，多个发射线圈并联连接在同一个电源模组上。
[0014]一种可充电道路，包含了动态无线充电系统。
[0015]一种可充电道路的布设方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一，沿着道路在旁边埋设一条动力电缆；
[0017]步骤二，在动力电缆旁边埋设多个电源模组；
[0018]步骤三，每个电源模组上连接有发射线圈组；
[0019]步骤五，发射线圈沿着道路正中铺设，发射线圈铺设为下上两层，下上两层发射线圈均铺设在道路正中，下上两层发射线圈错开半个线圈的位置，下上两层发射线圈之间保持绝缘。
[0020]步骤六，每一组发射线圈连接到对应的一个电源模组上。
[0021]进一步地，电源模组在动力电缆旁边连续布设，电源模组与动力电缆相连。
[0022]进一步地，一个发射线圈组中包括多个发射线圈。
[0023]进一步地，步骤二中相邻两个电源模组依据限定车速保持恰当间距。
[0024]本专利技术公开了本专利技术展示的一种多发射绕组无线充电器的技术特点，建设无线充电道路，使得电动汽车可以在行驶过程之中进行充电，真正解决困扰电动汽车的充电慢、时间长、充电车位不足与车位错配的实际问题。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的动态充电示意图。
[0026]图2为本专利技术的无线充电原理图。
[0027]图3为本专利技术的可充电道路的设置示意图。
[0028]图中：1、动力电缆；2、电源模组；3、发射线圈；4、接收线圈；5、逆变模块；6、负载；7、接线箱；8、发射线圈组；9、道路。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]一种可充电道路，该道路基于无线充电技术实现汽车在行驶中的充电，即动态无线充电。上述无线充电技术是一套运用电磁辐射和电磁谐振理论为电动汽车进行充电的系统，该无线充电系统基于能量可在具有同一谐振频率的两个线圈之间传递，在谐振条件下能够达到最高效率的理论。
[0031]具体的，如图2所示的无线充电系统包括了动力电缆1、发射线圈3、接收线圈4以及负载6，电源模组2生成的高频电源给发射线圈3供电，发射线圈布设在可充电道路中，安装在汽车上的接收线圈与其阻抗匹配网络的谐振频率与发射线圈发出的信号频率相同，这个频率可通过设计线圈的结构、调整匝数和电容的容量来实现，该设计方式属于现有技术，在此不做赘述，需要强调的是谐振频率的一致性非常重要。负载就是电动汽车的充电机和电池。因此，无线充电系统的基本结构是发射线圈放在道路地面，而接收线圈则安装在电动汽车底盘之下，当电动汽车上的接收线圈处在发射线圈一定范围内时便可对其实现无线充电。
[0032]由于电网输送进来的是50Hz交流电，因此无线充电系统的电源模组需要通过整流滤波电路将50Hz的交流电转换为直流电，再经由震荡电路转换成高频交流电，然后经功率放大后把电能传输给发射线圈；接收线圈与其阻抗匹配网络利用耦合谐振效应从发射线圈高效吸取电能，并在其输出端形成高频交流电，再经由整流滤波电路转换成直流电，并将直流电输送给车载充电机给车载动力电池充电。
[0033]发射线圈和接收线圈组成的收发线圈是电动汽车无线充电技术的核心部件，因此收发线圈参数设定合理与否，对于提升系统的功率与效率有着关键意义。本专利技术的收发线圈采用水平螺线式线圈，两个水平螺线式的平面线圈分别安装于道路与电动汽车底盘之下，螺线式线圈的耦合系数与质量因子均比较高，非常有利于电能传递，同时水平螺线式线圈很方便在汽车底盘下面和地面上的安装，成本较低，也便于大批量工业化生产。
[0034]上述的动态无线充电指的是在电动汽车行驶过程之中进行充电。如图1所示，当具有无线充电功能的电动汽车从埋在地面的一个无线充电发射线圈上通过的时候，就会发生短暂的充电，如果把许多充电发射线圈3在地面上排成一条线，当电动汽车沿着这条线行驶的时候，电动汽车上的接收线圈会依次耦合所经过的每个发射线圈，短暂的充电就会变成连续的充电，这是动态无线充电的基本原理。
[0035]本专利技术的可充电道路建议利用慢车道改造成充电车道，如图3所示，沿着被改造的道路9在路边埋设一条动力电缆，在动力电缆旁边按照一定的距离连续布设电源模组2，电源模组2包括上述整流滤波电路和震荡电路，电源模组2与动力电缆1连通，每个电源模组连接一个发射线圈组8(包括多个水平螺线式线圈)，发射线圈组8与其连通的电源模组构成一个独立的电能发射模组，一个电能发射模组的损坏不会影响其他电能发射模组的正常工作，并且一个电能发射模组中个别发射线圈的损坏也不会影响这个电能发射模组的继续工作。
[0036]发射线圈沿着道路正中铺设，发射线圈铺设为下上两层，下上两层发射线圈均铺设在道路正中，下上两层发射线圈错开半个线圈的位置，下上两层发射线圈之间保持绝缘。最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态无线充电系统，其特征在于，包括：动力电缆，提供电源；多个发射线圈，连接同一电源模组，电源模组先将交流电转换成直流电，再将直流电转换成高频交流电并经功率放大后把电能依次传输给每个发射线圈；逆变模块，接收线圈通过耦合谐振效应从每个发射线圈动态吸取电能形成高频交流电，经逆变模块转换成直流电；负载，连接逆变模块并使用其输出的直流电。2.根据权利要求1所述的动态无线充电系统，其特征在于：多个发射线圈连续布设在道路中，接收线圈则安装在电动汽车底盘之下。3.根据权利要求1所述的动态无线充电系统，其特征在于：所述发射线圈和接收线圈均为水平螺线式的线圈。4.根据权利要求1所述的动态无线充电系统，其特征在于：所述发射线圈和接收线圈具有同一谐振频率。5.根据权利要求1所述的动态无线充电系统，其特征在于：所述多个发射线圈并联连接在一个电源模组上。6.一种可充电道路，其特征在于：包含了权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗奇，刘振兴，刘桥，
申请(专利权)人：深圳市德恒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：