CN106828177A - 一种可升降的电动汽车无线充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可升降的电动汽车无线充电装置，包括与工频电源相连的发射端、与电动汽车电池***相连的接收端和与接收端相连的升降装置，所述发射端位于地面下，所述接收端和升降装置均被置于汽车底盘内，所述发射端包括发射线圈，所述接收端包括接收线圈，发射线圈和接收线圈之间无线传输，所述升降装置可伸出汽车底盘从而缩小发射端和接收端的距离，所述升降装置包括外筒体、内筒体、螺纹推杆和电机，将所述内筒体嵌套在外筒体上，所述电机安装在外筒体的上端内表面，所述螺纹推杆的上端与电机相连，所述螺纹推杆的下端与接收线圈连接。本发明能够有效缩短发射线圈与接收线圈的传输距离，实现强电磁耦合，有效提高充电效率。

Description

一种可升降的电动汽车无线充电装置
技术领域
本发明涉及电动汽车无线充电技术领域，尤其涉及一种可升降的电动汽车无线充电装置。
背景技术
随着化石能源的日趋紧缩，寻找其他可替代能源成为人类社会的共同话题，汽车领域的能源问题是讨论的热点之一，针对传统的单一靠油驱动的车辆，人们开始设计出能够由油、气、电等能源驱动的汽车，其中以电作为能源驱动的汽车技术目前最为成熟和先进，现有的充电技术通过物理线缆连接充电桩和车辆完成充电任务。因此，为了满足电动汽车的行驶，需要建造大量的充电桩，不仅会占用大量的土地资源，而且充电口频繁的插进和拔出也很容易造成物理损坏。
针对传统有线充电技术的问题，无线充电技术就成为了人们研究的热点和重点。目前现有的无线充电技术包括电磁感应、电磁共振和无线电波。其中，电磁感应技术是利用电磁感应在次级线圈产生一定的交流电，从而实现将电能由输入端传输到接收端，其缺点是受限于供电端和受电端距离不能过大从而无法实现大规模应用；电磁共振技术是利用能量提供端和能量接收端工作在相同频率或是一定范围的工作频率时，能量提供端和能量接收端可以实现能量传递。但其缺点是目前在技术上难以实现小型化和高效率化，目前技术能力是直径半米的线圈，能在1m左右的距离提供60W的电力；无线电波技术是由微波发射装置和接收装置组成，当接收装置检测到发射装置发射的微波时，就能实现能量转换，而且在负载调整时依然能够提供稳定的直流电，但该充电方式的缺点是磁控管产生微波时效率过低，造成许多电力转换为热能而被浪费。针对以上三种无线充电技术的特点，电磁共振和无线电波在技术上目前还无法满足要求，电磁感应受限于传输距离而无法得到广泛使用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能够有效缩短发射端和接收端传输距离的可升降的电动汽车无线充电装置。
本发明提供一种可升降的电动汽车无线充电装置，该装置包括与工频电源相连的发射端、与电动汽车电池***相连的接收端和与接收端相连的升降装置，所述发射端位于地面下，所述接收端和升降装置均被置于汽车底盘内，所述发射端包括发射线圈，所述接收端包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈之间无线传输，所述升降装置可伸出汽车底盘从而缩小发射端和接收端的距离，所述升降装置包括外筒体、内筒体、螺纹推杆和电机，将所述内筒体嵌套在外筒体上，所述电机安装在外筒体的上端内表面，所述螺纹推杆的上端与电机相连接，所述螺纹推杆的下端与接收线圈连接。
进一步地，所述发射端还包括第一滤波电路、第一整流电路、功率放大电路和第一调谐电路，所述第一滤波电路、第一整流电路、功率放大电路、第一调谐电路和发射线圈依次串联连接。
进一步地，所述接收端还包括第二调谐电路、第二整流电路和第二滤波电路，所述接收线圈、第二调谐电路、第二整流电路和第二滤波电路依次串联连接。
进一步地，所述第一滤波电路用以滤去工频电源中的纹波，所述第一整流电路用以将交流电源转变为直流电源并去除工频电源中的劣质波形，所述功率放大电路用以提高电路的输出功率，所述第一调谐电路用以保证发射线圈工作状态平稳。
进一步地，所述第二调谐电路用以将接收线圈作用过的电压进行再次调谐，防止接收线圈作用后的电压不稳定；所述第二整流电路用以将交流电转变成直流电；所述第二滤波电路用以剔除整流电路过程中残留的交流成分。
进一步地，所述螺纹推杆包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆设有外螺纹，所述第二推杆设有螺孔，所述螺孔中设有内螺纹，所述第一推杆的外螺纹与螺孔的内螺纹啮合。
进一步地，所述升降装置的工作过程为：当司机开启充电模式后，所述电机带动第一推杆朝一个方向转动，从而让所述第二推杆通过螺纹的传动向下移动，并带动所述接收线圈向下移动，使接收线圈伸出汽车底盘，从而缩短了所述接收端和发射端的距离，所述接收线圈与发射线圈成功应答，则充电过程开启；当充电过程结束时，所述电机带动第一推杆朝另一个方向转动，从而让所述第二推杆通过螺纹的传动向上移动，带动所述接收线圈向上移动，使螺纹推杆和接收线圈缩回到汽车底盘。
进一步地，所述内筒体的前端设有一接触感应器，当所述内筒体的前端接触到地面时，所述接触感应器被触动，而后所述接触感应器制动电机使电机停止运行。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明通过将接收线圈与升降装置连接，有效缩短了接收线圈和发射线圈的传输距离，实现接收线圈和发射线圈的强电磁耦合，进而有效提高了无线充电的充电效率，缩短充电时间，本发明提供的升降装置制作简单，易于控制。
附图说明
图1是本发明一种可升降的电动汽车无线充电装置的一装置示意图。
图2是本发明一种可升降的电动汽车无线充电装置的升降装置的一示意图。
图3是本发明一种可升降的电动汽车无线充电装置的一电路组成图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1至图3，本发明的实施例提供了一种可升降的电动汽车无线充电装置，包括与工频电源相连的发射端1、与电动汽车电池***相连的接收端2和与接收端相连的升降装置3，发射端1包括第一滤波电路11、第一整流电路12、功率放大电路13、第一调谐电路14和发射线圈15，第一滤波电路11、第一整流电路12、功率放大电路13、第一调谐电路14和发射线圈15依次串联连接，接收端2包括接收线圈21、第二调谐电路22、第二整流电路23和第二滤波电路24，接收线圈21、第二调谐电路22、第二整流电路23和第二滤波电路24依次串联连接，发射线圈15和接收线圈21之间无线传输。
升降装置3包括电机31、螺纹推杆32、外筒体33和内筒体34，电机31安装在外筒体33的上端内表面，螺纹推杆32的上端与电机31相连接，螺纹推杆32的下端与接收线圈21连接，螺纹推杆32包括第一推杆321和第二推杆322，第一推杆321设有外螺纹323，第二推杆322设有螺孔324，螺孔324中设有内螺纹，第一推杆321的外螺纹323与螺孔324的内螺纹啮合，将内筒体34嵌套在外筒体33上，在内筒体34的前端设有一接触感应器341，当内筒体34的前端接触到地面时，接触感应器341被触动，而后接触感应器341制动电机31使电机31停止运行。
第一滤波电路11用以滤去工频电源中的纹波，第一整流电路12用以将交流电源转变为直流电源并去除工频电源中的劣质波形，功率放大电路13用以提高电路的输出功率，第一调谐电路14用以保证发射线圈15工作状态平稳，避免由于电压波动等因素使发射线圈15的工作状态产生波动。
第二调谐电路22用以将接收线圈21作用过的电压进行再次调谐，防止接收线圈21作用后的电压不稳定；第二整流电路23用以将交流电转变成直流电；第二滤波电路24用以剔除整流电路23过程中残留的交流成分。
请参考图3，本发明可升降的电动汽车无线充电装置的电路工作过程为：接通工频电源后，工频电源的交流电被输入到第一滤波电路11，第一滤波电路11将交流电中的滤波滤去，而后被滤去滤波的交流电被输入到第一整流电路12，并经第一整流电路12转换为直流电，直流电的电压范围为12-800V，该直流电被输入到功率放大电路13，经功率放大电路13放大功率后，被输入到第一调谐电路14，而后发射线圈15将第一调谐电路14输出的电能转换为磁场能量，并通过磁场耦合原理将磁场能量传递至接收线圈21，接收线圈21将磁场能量转换为电能并传输到第二调谐电路22，而后第二调谐电路22将交流电压传输到第二整流电路23，第二整流电路23将交流电压转换为直流电压，并传输到第二滤波电路24，第二滤波电路24滤去直流电压中的交流成分，后将直流电压传输到电池***，供电动汽车充电。
一实施例中，将无线充电装置的发射端1埋设在停车位的下面，将接收端2和升降装置3放置在汽车底盘内，升降装置3的工作过程为：当司机开启充电模式后，电机31带动第一推杆321朝一个方向转动，从而让第二推杆322通过螺纹的传动向下移动，并带动接收线圈21向下移动，使接收线圈21伸出汽车底盘，从而缩短了接收端2和发射端1的距离，接收线圈21与发射线圈15成功应答，则充电过程开启；当充电过程结束时，电机31带动第一推杆321朝另一个方向转动，从而让第二推杆322通过螺纹的传动向上移动，带动接收线圈21向上移动，使螺纹推杆32和接收线圈21缩回到汽车底盘。
本发明通过将接收线圈21与升降装置3连接，有效缩短了接收线圈21和发射线圈15的距离，实现接收线圈21和发射线圈15的强电磁耦合，进而有效提高了无线充电的充电效率，缩短充电时间，本发明提供的升降装置3制作简单，易于控制。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于，该装置包括与工频电源相连的发射端、与电动汽车电池***相连的接收端和与接收端相连的升降装置，所述发射端位于地面下，所述接收端和升降装置均被置于汽车底盘内，所述发射端包括发射线圈，所述接收端包括接收线圈，所述发射线圈和接收线圈之间无线传输，所述升降装置可伸出汽车底盘从而缩小发射端和接收端的距离，所述升降装置包括外筒体、内筒体、螺纹推杆和电机，将所述内筒体嵌套在外筒体上，所述电机安装在外筒体的上端内表面，所述螺纹推杆的上端与电机相连接，所述螺纹推杆的下端与接收线圈连接。
2.如权利要求1所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述发射端还包括第一滤波电路、第一整流电路、功率放大电路和第一调谐电路，所述第一滤波电路、第一整流电路、功率放大电路、第一调谐电路和发射线圈依次串联连接。
3.如权利要求1所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述接收端还包括第二调谐电路、第二整流电路和第二滤波电路，所述接收线圈、第二调谐电路、第二整流电路和第二滤波电路依次串联连接。
4.如权利要求2所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述第一滤波电路用以滤去工频电源中的纹波，所述第一整流电路用以将交流电源转变为直流电源并去除工频电源中的劣质波形，所述功率放大电路用以提高电路的输出功率，所述第一调谐电路用以保证发射线圈工作状态平稳。
5.如权利要求3所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述第二调谐电路用以将接收线圈作用过的电压进行再次调谐，防止接收线圈作用后的电压不稳定；所述第二整流电路用以将交流电转变成直流电；所述第二滤波电路用以剔除整流电路过程中残留的交流成分。
6.如权利要求1所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述螺纹推杆包括第一推杆和第二推杆，所述第一推杆设有外螺纹，所述第二推杆设有螺孔，所述螺孔中设有内螺纹，所述第一推杆的外螺纹与螺孔的内螺纹啮合。
7.如权利要求6所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述升降装置的工作过程为：当司机开启充电模式后，所述电机带动第一推杆朝一个方向转动，从而让所述第二推杆通过螺纹的传动向下移动，并带动所述接收线圈向下移动，使接收线圈伸出汽车底盘，从而缩短了所述接收端和发射端的距离，所述接收线圈与发射线圈成功应答，则充电过程开启；当充电过程结束时，所述电机带动第一推杆朝另一个方向转动，从而让所述第二推杆通过螺纹的传动向上移动，带动所述接收线圈向上移动，使螺纹推杆和接收线圈缩回到汽车底盘。
8.如权利要求1所述的可升降的电动汽车无线充电装置，其特征在于：所述内筒体的前端设有一接触感应器，当所述内筒体的前端接触到地面时，所述接触感应器被触动，而后所述接触感应器制动电机使电机停止运行。
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