一種無線充電控制系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)揭示了一種無線充電控制系統(tǒng)，其包括發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)。其中所述發(fā)射子系統(tǒng)包括電性連接的電源輸入端、有源功率因素校正電路、發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射線圈、發(fā)射端控制器以及發(fā)射端通信模塊；所述接收子系統(tǒng)包括接收線圈、接收端電流轉(zhuǎn)換模塊、電池負(fù)載、接收端控制器以及接收端通信模塊。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種無線充電控制系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及電動(dòng)汽車用充電
，特別是，一種電動(dòng)汽車的充電控制系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境問題日益嚴(yán)重，清潔能源的開發(fā)利用，日益受到重視。這其中，電能的應(yīng)用更是獲得了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，汽車尾氣排放，是環(huán)境污染的一個(gè)重要來源。因此，為了改善汽車的排放問題，業(yè)界也加大了電動(dòng)汽車的研發(fā)和推廣。而隨著電動(dòng)汽車的發(fā)展，其充電問題越來越凸顯，傳統(tǒng)有線充電方式使得電動(dòng)汽車在充電方式上存在很多弊端。具體來講，有線充電方式需要建立充電樁，這就需要占用很大的空間；而且，充電樁之間也不容易實(shí)現(xiàn)通用。而且充電樁采用的導(dǎo)線插拔方式，存在導(dǎo)線隨著插拔次數(shù)的增加而會(huì)導(dǎo)致線索磨損、充電插頭接觸不良的問題，一旦遇到下雨天氣，這些問題勢(shì)必影響充電操作的安全。而無線充電方式，則正好能夠完全解決有線充電方式的弊端。無線充電方式的充電樁，其設(shè)計(jì)為埋藏在地面下，與地面齊平，因此不占用空間，同時(shí)通過軟件協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)無線充電樁的通用，由于不用導(dǎo)線連接，充電功能僅通過人機(jī)界面觸發(fā)充電功能，因此，不存在充電電纜磨損、陰雨天氣漏電等安全問題。但是無線充電技術(shù)存在發(fā)射線圈和接收線圈之間的耦合問題，其耦合系數(shù)與傳統(tǒng)的變壓器不一樣，變比（發(fā)射電壓和接收電壓二者比值）隨著發(fā)射線圈和接收線圈的空間位置的相對(duì)變化，其值也是變化的，具體可以是從0.5~2之間變化。因而，如果發(fā)射電壓采用400V發(fā)射，則接收電壓可能從200V到800V之間變化，這將使接收端控制器很難工作，同時(shí)由于電壓的變化范圍較大，這就使得控制器中使用的元器件選型要選用1200V級(jí)別耐壓值，如此也就使得系統(tǒng)成本很高。因此，在如何控制發(fā)射電壓和接收電壓的耦合問題，使得接收電壓不因發(fā)射線圈和接收線圈空間位置的變化而變化，是目前業(yè)界研發(fā)的一個(gè)重要的無線充電控制技術(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種無線充電控制系統(tǒng)，其能夠?qū)ζ浒l(fā)射端發(fā)射電壓和接收端的接收電壓間的耦合系數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，從而穩(wěn)定控制接收電壓的工作電壓的數(shù)值。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種無線充電控制系統(tǒng)，其包括發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)。其中所述發(fā)射子系統(tǒng)包括電性連接的電源輸入端、有源功率因素校正電路、發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射線圈、發(fā)射端控制器以及發(fā)射端通信模塊。所述接收子系統(tǒng)包括接收線圈、接收端電流轉(zhuǎn)換模塊、電池負(fù)載、接收端控制器以及接收端通信模塊。其中所述發(fā)射子系統(tǒng)的電源輸入端連接電源，所述有源功率因素校正電路工作，經(jīng)所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊，所述發(fā)射線圈的輸出電能，在所述發(fā)射端控制器的控制下，輸出占空比逐步增大的驅(qū)動(dòng)脈沖，所述接收子系統(tǒng)的接收端控制器檢測(cè)所述接收線圈的輸出電壓，并通過接收端通信模塊將數(shù)據(jù)傳遞給所述發(fā)射端通信模塊，所述發(fā)射子系統(tǒng)的發(fā)射端控制器調(diào)節(jié)有源功率因素校正電路進(jìn)而調(diào)節(jié)所述發(fā)射端的電流轉(zhuǎn)換模塊的輸出，從而調(diào)節(jié)所述發(fā)射線圈的輸出。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊包括發(fā)射端直流轉(zhuǎn)直流模塊（DC-DC），用于將所述有源功率因素校正電路（PFC）的輸出電壓通過所述發(fā)射端控制器實(shí)現(xiàn)特定輸出電壓的調(diào)節(jié)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊包括發(fā)射端直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC），其與所述發(fā)射端直流轉(zhuǎn)直流模塊連接，用于將直流電壓轉(zhuǎn)化為高頻交變電壓施加于所述發(fā)射線圈上。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射子系統(tǒng)還包括發(fā)射電路工作電流采樣模塊，用于為所述發(fā)射端控制器提供給所述發(fā)射端直流轉(zhuǎn)交流模塊的工作電流，提供過流保護(hù)。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射子系統(tǒng)還包括繼電器，用于當(dāng)所述發(fā)射端控制器判斷所述發(fā)射端直流轉(zhuǎn)交流模塊出現(xiàn)故障時(shí)，切斷所述有源功率因素校正電路對(duì)所述發(fā)射端直流轉(zhuǎn)直流模塊（DC-DC）的供電。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射子系統(tǒng)還包括人機(jī)界面模塊，其與所述發(fā)射端控制器連接，用于接收外部指令，并傳遞給所述發(fā)射端控制器。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射子系統(tǒng)的通信模塊包括發(fā)射端CAN通信模塊，用于所述人機(jī)界面和發(fā)射端控制器之間的通信。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述接收子系統(tǒng)包括接收電路工作電流采樣模塊，用于檢測(cè)所述接收線圈輸出的工作電流，從而為所述接收端控制器提供相應(yīng)的數(shù)值。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述接收端通信模塊包括接收端CAN通信模塊，其采用高壓隔離方案，用于與所述負(fù)載電池的電池管理系統(tǒng)進(jìn)行通信。進(jìn)一步的，在不同實(shí)施方式中，其中所述發(fā)射端通信模塊和所述接收端通信模塊包括無線通信模塊。例如，雙模WIFI模塊，用于兩者間的數(shù)據(jù)交換。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有以下有益效果：本專利技術(shù)涉及的一種無線充電控制系統(tǒng)，其通過調(diào)節(jié)發(fā)射線圈的電壓和發(fā)射線圈的工作占空比，實(shí)現(xiàn)發(fā)射電壓和接收電壓的耦合系數(shù)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)。具體為通過調(diào)節(jié)發(fā)射線圈的工作電壓實(shí)現(xiàn)工作電壓在預(yù)設(shè)數(shù)值范圍內(nèi)的變化。通過調(diào)節(jié)發(fā)射線圈工作的占空比實(shí)現(xiàn)在某一個(gè)具體工作電壓下0V至給定電壓范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。如此，即使發(fā)射線圈和接收線圈二者電壓的變比隨著發(fā)射線圈和接收線圈的空間位置變化，比如從0.5~2之間變化，接收電壓依然可以通過本專利技術(shù)涉及的技術(shù)恒定控制工作電壓，比如400V。附圖說明圖1為本專利技術(shù)涉及的一個(gè)實(shí)施方式提供的一種無線充電控制系統(tǒng)的發(fā)射子系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本專利技術(shù)涉及的一個(gè)實(shí)施方式提供的一種無線充電控制系統(tǒng)的接收子系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖；圖3為本專利技術(shù)涉及的所述無線充電控制系統(tǒng)的發(fā)射和接收子系統(tǒng)間的閉環(huán)控制邏輯結(jié)構(gòu)圖。圖1、2中的附圖標(biāo)記說明如下。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合說明書附圖對(duì)本專利技術(shù)涉及的一種無線充電控制系統(tǒng)的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種可用于電動(dòng)汽車充電的無線充電控制系統(tǒng)，其包括發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)。如圖1所示，其中所述發(fā)射子系統(tǒng)包括電源輸入端1、有源功率因素校正電路（PFC）2、繼電器（K1）3、發(fā)射端直流轉(zhuǎn)直流模塊（DC-DC）4、發(fā)射電路工作電流采樣模塊5、發(fā)射端直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC）6、發(fā)射線圈7、發(fā)射端控制器8、發(fā)射端CAN通信模塊9、人機(jī)界面10、發(fā)射端無線通信模塊11。其中所述的電源輸入端1，用于本專利技術(shù)涉及的所述系統(tǒng)從民用電上取電。所述的有源功率因素校正電路（PFC）2，用于將交流輸入的220V±20%轉(zhuǎn)換為恒定的360V~400V直流電壓。所述繼電器（K1）3，用于當(dāng)所述發(fā)射端控制器8判斷所述直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC）6出現(xiàn)故障時(shí)，切斷有源功率因素校正電路（PFC）2對(duì)所述直流轉(zhuǎn)直流模塊（DC-DC）4的供電。進(jìn)一步的，所述直流轉(zhuǎn)直流模塊（DC-DC）4，用于將有源功率因素校正電路（PFC）2的輸出電壓經(jīng)所述發(fā)射端控制器8可以實(shí)現(xiàn)特定輸出電壓的調(diào)節(jié)，例如，直流200V至400V范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。所述發(fā)射電路工作電流采樣模塊5，用于為所述發(fā)射端控制器8提供直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC）6的工作電流，提供過流保護(hù)。所述直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC）6，用于將直流電壓轉(zhuǎn)化為高頻交變電壓施加于所述發(fā)射線圈7上。進(jìn)一步的，所述的發(fā)射線圈7，在所述直流轉(zhuǎn)交流模塊（DC-AC）6施加的高頻電壓作用下，將實(shí)現(xiàn)電能向磁能的轉(zhuǎn)化。從而實(shí)現(xiàn)能量的無線發(fā)射。所述發(fā)射端控制器8，用于處理所述發(fā)射子系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線充電控制系統(tǒng)；其特征在于，其包括發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)；其中所述發(fā)射子系統(tǒng)包括電性連接的電源輸入端、有源功率因素校正電路、發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射線圈、發(fā)射端控制器以及發(fā)射端通信模塊；所述接收子系統(tǒng)包括接收線圈、接收端電流轉(zhuǎn)換模塊、電池負(fù)載、接收端控制器以及接收端通信模塊；其中所述發(fā)射子系統(tǒng)的電源輸入端連接電源，所述有源功率因素校正電路工作，經(jīng)所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊，所述發(fā)射線圈的輸出電能，在所述發(fā)射端控制器的控制下，輸出占空比逐步增大的驅(qū)動(dòng)脈沖，所述接收子系統(tǒng)的接收端控制器檢測(cè)所述接收線圈的輸出電壓，并通過接收端通信模塊將數(shù)據(jù)傳遞給所述發(fā)射端通信模塊，所述發(fā)射子系統(tǒng)的發(fā)射端控制器調(diào)節(jié)有源功率因素校正電路進(jìn)而調(diào)節(jié)所述發(fā)射端的電流轉(zhuǎn)換模塊的輸出，從而調(diào)節(jié)所述發(fā)射線圈的輸出。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無線充電控制系統(tǒng)；其特征在于，其包括發(fā)射子系統(tǒng)和接收子系統(tǒng)；其中所述發(fā)射子系統(tǒng)包括電性連接的電源輸入端、有源功率因素校正電路、發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射線圈、發(fā)射端控制器以及發(fā)射端通信模塊；所述接收子系統(tǒng)包括接收線圈、接收端電流轉(zhuǎn)換模塊、電池負(fù)載、接收端控制器以及接收端通信模塊；其中所述發(fā)射子系統(tǒng)的電源輸入端連接電源，所述有源功率因素校正電路工作，經(jīng)所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊，所述發(fā)射線圈的輸出電能，在所述發(fā)射端控制器的控制下，輸出占空比逐步增大的驅(qū)動(dòng)脈沖，所述接收子系統(tǒng)的接收端控制器檢測(cè)所述接收線圈的輸出電壓，并通過接收端通信模塊將數(shù)據(jù)傳遞給所述發(fā)射端通信模塊，所述發(fā)射子系統(tǒng)的發(fā)射端控制器調(diào)節(jié)有源功率因素校正電路進(jìn)而調(diào)節(jié)所述發(fā)射端的電流轉(zhuǎn)換模塊的輸出，從而調(diào)節(jié)所述發(fā)射線圈的輸出；所述接收線圈的接收電壓超過設(shè)計(jì)的值時(shí)，則所述發(fā)射端控制器根據(jù)接收到電壓參數(shù)反饋，優(yōu)先降低發(fā)射端的直流轉(zhuǎn)直流模塊(DC-DC)的輸出電壓，同時(shí)結(jié)合調(diào)整發(fā)射端的直流轉(zhuǎn)交流模塊(DC-AC)輸出的占空比，二者協(xié)調(diào)調(diào)整接收線圈接收電壓，并等待接收系統(tǒng)反饋回來的接收電壓參數(shù)，最終直至接收電壓滿足設(shè)計(jì)要求；所述接收線圈接收電壓小于設(shè)計(jì)的值時(shí)，則所述發(fā)射端控制器根據(jù)接收到電壓參數(shù)反饋，優(yōu)先增加發(fā)射端的直流轉(zhuǎn)直流模塊(DC-DC)的輸出電壓，同時(shí)結(jié)合調(diào)整發(fā)射端的直流轉(zhuǎn)交流模塊(DC-AC)輸出的占空比，二者協(xié)調(diào)調(diào)整接收線圈接收電壓，并等待接收系統(tǒng)反饋回來的接收電壓參數(shù)，最終直至接收電壓滿足設(shè)計(jì)要求。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線充電控制系統(tǒng)，其特征在于：其中所述發(fā)射端電流轉(zhuǎn)換模塊包括發(fā)射端直流轉(zhuǎn)直流模塊(DC...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱得亞，吳文欽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：朱得亞，吳文欽，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34