一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，由供電單元、發(fā)送單元、接收單元、變換單元、用電單元、檢測(cè)保護(hù)單元和控制單元組成，供電單元的電源模塊接入外界電能經(jīng)逆變模塊進(jìn)行高頻逆變后產(chǎn)生高頻交流電流，高頻交流電流流入發(fā)送單元的補(bǔ)償模塊進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，之后供給給發(fā)射模塊，產(chǎn)生高頻交變的磁場(chǎng)，發(fā)射電磁能；接收單元的拾取模塊經(jīng)耦合媒介以松耦合方式通過(guò)電磁感應(yīng)拾取電磁能，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)串聯(lián)補(bǔ)償后，輸入變換單元，經(jīng)過(guò)整流濾波模塊和功率變換模塊，完成整流濾波以及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)功率變換，輸出給用電單元進(jìn)行供電。本實(shí)用新型解決了電池續(xù)航里程短、充電時(shí)間較長(zhǎng)、供電電源局限性、充供電方式多樣性等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及新能源領(lǐng)域，具體涉及到一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球環(huán)境污染和能源危機(jī)日益嚴(yán)重的情況下，具有舒適、干凈、無(wú)噪聲、污染小等優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)汽車，作為一種環(huán)境親和力好、可控性強(qiáng)的新能源汽車，得到了快速的發(fā)展并且有很好的應(yīng)用前景。
[0003]目前，電動(dòng)汽車多數(shù)采用鋰電池或鉛酸蓄電池供電，導(dǎo)致其續(xù)航能力非常有限，100?200公里的續(xù)航能力只能滿足市區(qū)交通使用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途行駛;其次，電動(dòng)汽車供電電池充電時(shí)間較長(zhǎng)，其往往在6?8小時(shí)左右，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上快速充電的電動(dòng)汽車數(shù)量很少;此外，電動(dòng)汽車主要有車載充電機(jī)和使用外置充電粧兩種充電方式，都采用插入連接式，存在插接易產(chǎn)生火花與磨損、不易維護(hù)、不夠安全，受雨雪惡劣天氣影響等缺點(diǎn)。這些問(wèn)題很大程度上制約了電動(dòng)汽車的推廣與普及。
[0004]無(wú)線電能傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，為電動(dòng)汽車供電提供了一種簡(jiǎn)單快捷的解決方案。不僅省去了插接式的麻煩和危險(xiǎn)，還可以滿足在各種氣候條件下的充電需求，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地享受無(wú)線充電。目前只有少部分的研究機(jī)構(gòu)在研究電動(dòng)汽車的無(wú)線電能傳輸，且其中的大部分又都集中研究充電或供電的其中一種，很少的研究機(jī)構(gòu)在研究無(wú)線充電加無(wú)線供電系統(tǒng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，由供電單元、發(fā)送單元、接收單元、變換單元、用電單元、檢測(cè)保護(hù)單元和控制單元組成，所述供電單元具有電源模塊和逆變模塊，所述發(fā)送單元具有第一補(bǔ)償模塊和發(fā)射模塊，所述接收單元具有拾取模塊和第二補(bǔ)償模塊，所述變換單元具有整流濾波模塊和功率變換模塊，
[0006]其中，供電單元的電源模塊接入外界電能經(jīng)逆變模塊進(jìn)行高頻逆變后產(chǎn)生高頻交流電流，高頻交流電流流入發(fā)送單元的第一補(bǔ)償模塊進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，之后供給給發(fā)射模塊，產(chǎn)生高頻交變的磁場(chǎng)，發(fā)射電磁能；
[0007]接收單元的拾取模塊經(jīng)耦合媒介以松耦合方式通過(guò)電磁感應(yīng)拾取電磁能，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)第二補(bǔ)償模塊完成串聯(lián)補(bǔ)償后，輸入變換單元，經(jīng)過(guò)整流濾波模塊和功率變換模塊，完成整流濾波以及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)功率變換，輸出給用電單元，在切換模塊調(diào)節(jié)下，直接供給于電動(dòng)汽車相匹配的電池充電器進(jìn)行電池組充電或供給于電機(jī)控制器進(jìn)行電機(jī)供電。
[0008]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，所述耦合媒介包括空氣、水、油介質(zhì)。
[0009]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，述電源模塊包括交流輸出單元和直流輸出單元，且在交流輸出單元與逆變模塊之間還設(shè)置有整流濾波單元。
[0010]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，所述控制單元包括顯示模塊和操作模塊。
[0011]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，所述用電單元包括負(fù)載模塊和切換模塊，所述負(fù)載模塊包括電機(jī)、控制器、電池和充電器。
[0012]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)保護(hù)單元包括:
[0013]電源監(jiān)控模塊，所述電源監(jiān)控模塊與所述電源模塊相連，用于采集所述電源模塊輸出的電能是否異常并進(jìn)行控制；
[0014]電壓監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電壓是否異常并進(jìn)行控制;
[0015]電流監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電流是否異常并進(jìn)行控制;
[0016]溫度監(jiān)控模塊，用于采集發(fā)射模塊、拾取模塊、電池以及電機(jī)的溫度是否異常并進(jìn)行控制；
[0017]電機(jī)監(jiān)控模塊，用于采集電機(jī)運(yùn)行狀況信息是否異常并進(jìn)行控制；
[0018]電池監(jiān)控模塊，用于采集電池組電量存儲(chǔ)狀況、電池充供電運(yùn)行性能以及發(fā)熱溫度信息是否異常并進(jìn)行控制。
[0019]上述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其中，電源監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、電機(jī)監(jiān)控模塊、電池監(jiān)控模塊采集到的數(shù)據(jù)均傳輸?shù)娇刂茊卧?br>[0020]本實(shí)用新型具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0021]1、解決電池續(xù)航里程短、充電時(shí)間較長(zhǎng)、充電方式安全性低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車隨時(shí)隨地享受無(wú)線充供電;采用單元式、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)細(xì)分化，易于監(jiān)測(cè)和控制，使系統(tǒng)各部分在獨(dú)立工作的條件下，相互協(xié)調(diào)。系統(tǒng)進(jìn)行各主要模塊運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)模塊自我保護(hù)，確保系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行，安全性高、監(jiān)測(cè)和保護(hù)范圍廣；
[0022]2、解決接入電源的局限性，對(duì)系統(tǒng)輸入外界電源具有選擇性、識(shí)別性，自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和切換；
[0023]3、實(shí)現(xiàn)電能傳輸功能多樣化，不僅可以對(duì)電動(dòng)汽車電池組進(jìn)行無(wú)線充電，還可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線供電，
[0024]4、根據(jù)電動(dòng)汽車狀況，可以自動(dòng)監(jiān)控，并切換充供電模式，確保電動(dòng)汽車電量充足，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途行駛。
【附圖說(shuō)明】
[0025]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型及其特征、外形和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。在全部附圖中相同的標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本實(shí)用新型的主旨。
[0026]圖1為本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)的原理框圖；
[0027]圖2為接入電源自動(dòng)監(jiān)控原理程序流程圖；
[0028]圖3為變換單元電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖4為無(wú)線充供電模式自動(dòng)切換原理程序流程圖；
[0030]圖5為無(wú)線充供電模式自動(dòng)切換原理子程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本實(shí)用新型可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本實(shí)用新型發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0032]為了徹底理解本實(shí)用新型，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本實(shí)用新型還可以具有其他實(shí)施方式。
[0033]本實(shí)用新型針對(duì)電動(dòng)汽車的電池續(xù)航里程短、充電時(shí)間較長(zhǎng)、充電方式安全性低等缺陷，本實(shí)用新型提供了一種無(wú)線充供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車不受氣候條件或其他因素的影響，可以隨時(shí)隨地享受無(wú)線充供電，保持電池電量充足，延長(zhǎng)行駛路程和時(shí)間；省去拔插接頭的麻煩和危險(xiǎn)，提尚安全性；
[0034]本實(shí)用新型針對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)供電電源無(wú)選擇性等缺陷，本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)監(jiān)控輸入外界電源設(shè)計(jì)，解決接入電源局限，實(shí)現(xiàn)在交流或直流電源下自動(dòng)監(jiān)測(cè)和切換，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行供電；
[0035]本實(shí)用新型針對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)的充電功能單一、充電模式局限等缺陷，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)具備對(duì)電動(dòng)汽車電池組進(jìn)行無(wú)線充電和對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線供電的功能，提供了功率變換電路結(jié)構(gòu)圖；提供了充供電模式自動(dòng)切換工作原理，在靜止無(wú)線充電的基礎(chǔ)上輔以動(dòng)態(tài)無(wú)線充電，消除人們對(duì)電動(dòng)汽車的憂慮，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的無(wú)線充電和無(wú)線供電，改變電動(dòng)汽車的發(fā)展現(xiàn)狀；
[0036]本實(shí)用新型針對(duì)電動(dòng)汽車無(wú)線電能傳輸系統(tǒng)安全性低、監(jiān)測(cè)和保護(hù)范圍小等缺陷，本實(shí)用新型提供了一種單元式、模塊化的結(jié)構(gòu)，由供電單元、發(fā)送單元、接收單元、用電單元、檢測(cè)保護(hù)單元和控制單元組成，含電源模塊、逆變模塊、補(bǔ)償模塊、發(fā)射模塊、拾取模塊、補(bǔ)償模塊、切換模塊和負(fù)載模塊，進(jìn)行電源、電壓、電流、溫度、電機(jī)和電池等模塊的監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)模塊自我保護(hù)，確保系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。
[0037]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，參照?qǐng)D1至圖5所示，該系統(tǒng)由供電單元、發(fā)送單元、接收單元、變換單元、用電單元、檢測(cè)保護(hù)單元和控制單元組成，所述供電單元具有電源模塊和逆變模塊，所述發(fā)送單元具有第一補(bǔ)償模塊(即圖示補(bǔ)償模塊I)和發(fā)射模塊，所述接收單元具有拾取模塊和第二補(bǔ)償模塊(即圖示補(bǔ)償模塊2)，所述變換單元整流濾波模塊和功率變換模塊。
[0038]下面請(qǐng)參照?qǐng)D1所示的原理框圖，就本實(shí)用新型提供的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)工作原理進(jìn)行進(jìn)一步的描述:
[0039]供電單元的電源模塊接入外界電能經(jīng)逆變模塊進(jìn)行高頻逆變后產(chǎn)生高頻交流電流，高頻交流電流流入發(fā)送單元的第一補(bǔ)償模塊進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，之后供給給發(fā)射模塊，產(chǎn)生高頻交變的磁場(chǎng)，發(fā)射電磁能;接收單元的拾取模塊經(jīng)耦合媒介以松耦合方式通過(guò)電磁感應(yīng)拾取電磁能，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)第二補(bǔ)償模塊完成串聯(lián)補(bǔ)償后，輸入變換單元，經(jīng)過(guò)整流濾波模塊和功率變換模塊，完成整流濾波以及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)功率變換，輸出給用電單元，在切換模塊調(diào)節(jié)下，直接供給于電動(dòng)汽車相匹配的電池充電器進(jìn)行電池組充電或供給于電機(jī)控制器進(jìn)行電機(jī)供電；期間，檢測(cè)保護(hù)單元對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和保護(hù)，操作人員通過(guò)控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車的操作。
[0040]結(jié)合圖2示出的程序流程圖，就接入電源自動(dòng)監(jiān)控原理進(jìn)行進(jìn)一步的描述:
[0041 ]首先接入外界電源的電源模塊，在電源監(jiān)控模塊下，自動(dòng)檢測(cè)并接入電源，首先判斷電能是否穩(wěn)定，若電源不穩(wěn)定，Kl與K2均斷開(kāi)，系統(tǒng)自我保護(hù)進(jìn)行輸入閉鎖。若穩(wěn)定，再判斷電能類型，若為交流電源，Kl閉合，進(jìn)行整流濾波，再流入逆變模塊;若為直流電源，K2閉合，直接進(jìn)入逆變模塊。并將相關(guān)信號(hào)發(fā)送至顯示模塊，進(jìn)行顯示供電“交流”、“直流”或報(bào)警提示，供操作人員參考。
[0042]圖3示出的變換單元電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，圖4、5分別為無(wú)線充供電模式自動(dòng)切換原理程序流程圖和子程序流程圖，結(jié)合圖3至圖5對(duì)本系統(tǒng)無(wú)線充供電模式設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的描述:為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電機(jī)供電和電池組充電功能，本實(shí)用新型實(shí)用新型的變換單元設(shè)計(jì)了具有升降壓功能和主開(kāi)關(guān)管自動(dòng)斷路保護(hù)功能的功率變換模塊。根據(jù)充供電需求，改變開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)控制開(kāi)關(guān)管G1、G2的導(dǎo)通和關(guān)斷。供電模式時(shí)，S1、S2斷開(kāi)，Gl導(dǎo)通，工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，G2關(guān)斷，系統(tǒng)可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行供電；充電模式時(shí)，S1、S2閉合，G2導(dǎo)通，工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，Gl關(guān)斷，系統(tǒng)可以對(duì)電池組進(jìn)行充電。另外，整流濾波模塊電路中增加串聯(lián)熱敏電阻，抑制浪涌電流，改善電流輸出質(zhì)量，功率變換模塊電路中增加緩沖電路，抑制尖峰電壓，改善電壓輸出質(zhì)量。如圖3所示，為變換單元電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0043]從本質(zhì)上可以將電動(dòng)汽車無(wú)線充供電形式分為電池組無(wú)線充電和電機(jī)無(wú)線供電。根據(jù)電動(dòng)汽車的電池組存儲(chǔ)電量和駕駛運(yùn)行狀況，用電單元可以在檢測(cè)保護(hù)單元的監(jiān)控下，自動(dòng)進(jìn)行模式切換，或在控制單元調(diào)節(jié)下，根據(jù)駕駛?cè)诵枰M(jìn)行模式切換。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控切換和人工操作，在切換模塊中加入三個(gè)可控的投切開(kāi)關(guān)對(duì)電路進(jìn)行切換，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)的切換，可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)五種充供電工作模式。具體五種工作模式情況如下:
[0044]模式1:斷開(kāi)K4、K5，開(kāi)通K3，為電動(dòng)汽車靜止時(shí)，切換至對(duì)電池組進(jìn)行無(wú)線充電模式；
[0045]模式2:斷開(kāi)Κ3、Κ4，開(kāi)通Κ5，為電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，切換至對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線供電模式；
[0046]模式3:斷開(kāi)Κ3、Κ5，開(kāi)通Κ4，為電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，切換至對(duì)電池組不進(jìn)行無(wú)線充電，且采用電池組電能進(jìn)行供電模式；
[0047]模式4:斷開(kāi)Κ5，開(kāi)通Κ3、Κ4，為電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，切換至對(duì)電池組進(jìn)行無(wú)線充電，且采用電池組電能進(jìn)行供電模式；
[0048]模式5:斷開(kāi)Κ4，開(kāi)通Κ3、Κ5，為電動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)，切換至對(duì)電池組進(jìn)行無(wú)線充電，并對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線供電模式。
[0049]為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電機(jī)供電和電池組充電模式自動(dòng)切換，在控制單元和檢測(cè)保護(hù)單元配合下，系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控外界接入電能、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)以及電池組電量存儲(chǔ)狀態(tài)，根據(jù)外界是否有電能輸入(若是，輸出“I”；反之，輸出“i”)、電機(jī)是否運(yùn)行(若是，輸出“R”；反之，輸出“r”)、電池電量是否低于設(shè)定值(若是，輸出“B”；反之，輸出“b”)，并做出相應(yīng)判斷，輸出相應(yīng)數(shù)值組合，進(jìn)行相關(guān)模式切換，并將相關(guān)信號(hào)傳輸?shù)斤@示模塊，顯示充供電模式:若為IrB，切換至模式I，顯示“靜止:無(wú)線充電”；若為IRb，切換至模式2，顯示“運(yùn)動(dòng):無(wú)線供電”；若為iRB/iRb，切換至模式3，顯示“運(yùn)動(dòng):電池供電”；若為IRB，(默認(rèn))切換至模式5，顯示“運(yùn)動(dòng):無(wú)線充電、無(wú)線供電”，或(人工操作)切換至模式4“運(yùn)動(dòng):無(wú)線充電、電池供電”；若為Irb/irb/irB，則電動(dòng)汽車為停車靜止，供駕駛?cè)藚⒖?，進(jìn)行相應(yīng)操作。
[0050]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，接收單元的拾取模塊經(jīng)空氣、水、油等耦合媒介以松親合方式通過(guò)電磁感應(yīng)拾取電磁能。
[0051]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，所述電源模塊包括交流輸出單元和直流輸出單元，且在交流輸出單元與逆變模塊之間還設(shè)置有整流濾波單元。
[0052]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，所述控制單元包括顯示單元和操作單元。
[0053]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，所述用電單元包括負(fù)載模塊和切換模塊，所述負(fù)載模塊包括電機(jī)、控制器、電池和充電器。
[0054]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，所述檢測(cè)保護(hù)單元包括:電源監(jiān)控模塊，所述電源監(jiān)控模塊與所述電源模塊相連，用于采集所述電源模塊輸出的電能是否異常并進(jìn)行控制；電壓監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電壓是否異常并進(jìn)行控制；電流監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電流是否異常并進(jìn)行控制;溫度監(jiān)控模塊，用于采集發(fā)射模塊、拾取模塊、電池以及電機(jī)的溫度是否異常并進(jìn)行控制；電機(jī)監(jiān)控模塊，用于采集電機(jī)運(yùn)行狀況信息是否異常并進(jìn)行控制；電池監(jiān)控模塊，用于采集電池組電量存儲(chǔ)狀況、電池充供電運(yùn)行性能以及發(fā)熱溫度信息是否異常并進(jìn)行控制。
[0055]在本實(shí)用新型一可選的實(shí)施例中，電源監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、電機(jī)監(jiān)控模塊、電池監(jiān)控模塊采集到的數(shù)據(jù)均傳輸?shù)娇刂茊卧?br>[0056]請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)D1，對(duì)檢測(cè)保護(hù)單元中各模塊的監(jiān)控保護(hù)原理進(jìn)行說(shuō)明:
[0057]溫度監(jiān)控保護(hù):在發(fā)射模塊、拾取模塊、電池組以及電機(jī)分別內(nèi)置溫度采集器，當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，溫度采集器運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集相關(guān)模塊溫度信息，并傳送至溫度監(jiān)控模塊，檢測(cè)保護(hù)單元進(jìn)行信息處理，若相關(guān)模塊溫度正常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)波動(dòng)，在控制單元顯示“正?！?；若緩慢升溫，溫度稍高，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，在控制單元顯示“異?！碧嵝眩刹僮魅藛T處理;若溫度驟變，相對(duì)設(shè)定范圍較高，自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)模塊內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)閉鎖設(shè)置，系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)關(guān)閉，在控制單元進(jìn)行“報(bào)警”提醒。
[0058]電壓監(jiān)控保護(hù):在逆變模塊和功率變換模塊之后分別安裝電壓采集器，采集相應(yīng)模塊輸出電壓。當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，電壓采集器運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集相關(guān)模塊電壓信號(hào)，并傳送至電壓監(jiān)控模塊，檢測(cè)保護(hù)單元進(jìn)行信息處理，若相關(guān)模塊電壓正常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)波動(dòng)，在控制單元實(shí)時(shí)顯示電壓數(shù)值;若相關(guān)模塊電壓異常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，在控制單元顯示“異?！碧嵝?，由操作人員處理;若電壓驟變，相對(duì)設(shè)定范圍較高，自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)模塊內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)閉鎖設(shè)置，系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)關(guān)閉，在控制單元進(jìn)行“報(bào)警”提醒。
[0059]電流監(jiān)控保護(hù):在逆變模塊和功率變換模塊之后分別安裝電流采集器，采集相應(yīng)模塊輸出電流。當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，電流采集器運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集相關(guān)模塊電流信號(hào)，并傳送至電流監(jiān)控模塊，檢測(cè)保護(hù)單元進(jìn)行信息處理，若相關(guān)模塊電流正常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)波動(dòng)，在控制單元實(shí)時(shí)顯示電流數(shù)值;若相關(guān)模塊電流異常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍之外，在控制單元顯示“異?！碧嵝?，由操作人員處理;若電流驟變，相對(duì)設(shè)定范圍較高，自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)模塊內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)閉鎖設(shè)置，系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)關(guān)閉，在控制單元進(jìn)行“報(bào)警”提醒。
[0060]電池組監(jiān)控保護(hù):在電池組上內(nèi)置信息采集器，收集電池組電量存儲(chǔ)狀況、電池充供電運(yùn)行性能以及發(fā)熱溫度等信息，當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，采集器運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集電池組信息，并傳送至電池監(jiān)控模塊，檢測(cè)保護(hù)單元進(jìn)行信息處理，若電池運(yùn)行正常，在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)波動(dòng)，在控制單元顯示“正常”；若電池運(yùn)行異常，自動(dòng)啟動(dòng)電池組的自動(dòng)保護(hù)閉鎖設(shè)置，系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)關(guān)閉，在控制單元進(jìn)行“報(bào)警”提醒，由操作人員處理。
[0061]電機(jī)監(jiān)控保護(hù):在電機(jī)上內(nèi)置信息采集器，收集電機(jī)運(yùn)行狀況信息，當(dāng)電動(dòng)汽車啟動(dòng)后，采集器運(yùn)行，實(shí)時(shí)采集電機(jī)信息，并傳送至電機(jī)監(jiān)控模塊，檢測(cè)保護(hù)單元進(jìn)行信息處理，若電機(jī)運(yùn)行正常，在控制單元顯示“正?！焙汀稗D(zhuǎn)速”；若電機(jī)運(yùn)行異常，自動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)的自動(dòng)保護(hù)閉鎖設(shè)置，系統(tǒng)進(jìn)行自我保護(hù)關(guān)閉，在控制單元進(jìn)行“報(bào)警”提醒，由操作人員處理。
[0062]本實(shí)用新型提供的是一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
[0063]1、解決電池續(xù)航里程短、充電時(shí)間較長(zhǎng)、充電方式安全性低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車隨時(shí)隨地享受無(wú)線充供電;采用單元式、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)細(xì)分化，易于監(jiān)測(cè)和控制，使系統(tǒng)各部分在獨(dú)立工作的條件下，相互協(xié)調(diào)。系統(tǒng)進(jìn)行各主要模塊運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，實(shí)現(xiàn)模塊自我保護(hù)，確保系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行，安全性高、監(jiān)測(cè)和保護(hù)范圍廣；
[0064]2、解決接入電源的局限性，對(duì)系統(tǒng)輸入外界電源具有選擇性、識(shí)別性，自動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和切換；
[0065]3、實(shí)現(xiàn)電能傳輸功能多樣化，不僅可以對(duì)電動(dòng)汽車電池組進(jìn)行無(wú)線充電，還可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)線供電，
[0066]4、根據(jù)電動(dòng)汽車狀況，可以自動(dòng)監(jiān)控，并切換充供電模式，確保電動(dòng)汽車電量充足，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途行駛。
[0067]以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施;任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，由供電單元、發(fā)送單元、接收單元、變換單元、用電單元、檢測(cè)保護(hù)單元和控制單元組成，所述供電單元具有電源模塊和逆變模塊，所述發(fā)送單元具有第一補(bǔ)償模塊和發(fā)射模塊，所述接收單元具有拾取模塊和第二補(bǔ)償模塊，所述變換單元具有整流濾波模塊和功率變換模塊， 其中，供電單元的電源模塊接入外界電能經(jīng)逆變模塊進(jìn)行高頻逆變后產(chǎn)生高頻交流電流，高頻交流電流流入發(fā)送單元的第一補(bǔ)償模塊進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，之后供給給發(fā)射模塊，產(chǎn)生高頻交變的磁場(chǎng)，發(fā)射電磁能； 接收單元的拾取模塊經(jīng)耦合媒介以松耦合方式通過(guò)電磁感應(yīng)拾取電磁能，在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)第二補(bǔ)償模塊完成串聯(lián)補(bǔ)償后，輸入變換單元，經(jīng)過(guò)整流濾波模塊和功率變換模塊，完成整流濾波以及穩(wěn)壓調(diào)節(jié)功率變換，輸出給用電單元進(jìn)行供電。2.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，所述耦合媒介包括空氣、水、油介質(zhì)。3.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括交流輸出單元和直流輸出單元，且在交流輸出單元與逆變模塊之間還設(shè)置有整流濾波單元。4.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括顯示模塊和操作模塊。5.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，所述用電單元包括負(fù)載模塊和切換模塊，所述負(fù)載模塊包括電機(jī)和控制器、電池和充電器。6.如權(quán)利要求1所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)保護(hù)單元包括: 電源監(jiān)控模塊，所述電源監(jiān)控模塊與所述電源模塊相連，用于采集所述電源模塊輸出的電能是否異常并進(jìn)行控制； 電壓監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電壓是否異常并進(jìn)行控制； 電流監(jiān)控模塊，用于采集逆變模塊和功率變換模塊的輸出電流是否異常并進(jìn)行控制； 溫度監(jiān)控模塊，用于采集發(fā)射模塊、拾取模塊、電池以及電機(jī)的溫度是否異常并進(jìn)行控制; 電機(jī)監(jiān)控模塊，用于采集電機(jī)運(yùn)行狀況信息是否異常并進(jìn)行控制； 電池監(jiān)控模塊，用于采集電池組電量存儲(chǔ)狀況、電池充供電運(yùn)行性能以及發(fā)熱溫度信息是否異常并進(jìn)行控制。7.如權(quán)利要求4或6任意一所述的自動(dòng)監(jiān)控與切換的電動(dòng)汽車無(wú)線充供電系統(tǒng)，其特征在于，電源監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、電機(jī)監(jiān)控模塊、電池監(jiān)控模塊采集到的數(shù)據(jù)均傳輸?shù)娇刂茊卧?br>【文檔編號(hào)】H02J50/10GK205489631SQ201620096371
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年2月1日
【發(fā)明人】高軍偉, 趙正偉, 孫巖洲, 蔡華, 孫念念, 高偉偉, 王丹東, 蔡中, 谷摧摧, 夏文靜
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)