一種基于傳感器控制能量輸出的olev系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，包括埋設(shè)在地下的地下充電裝置和設(shè)置在汽車上的車載接收裝置，地下充電裝置包括電能控制模塊、電能輸出模塊、車輛位置檢測(cè)模塊和驅(qū)動(dòng)模塊；電能控制模塊根據(jù)檢測(cè)的汽車位置，當(dāng)汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時(shí)，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動(dòng)模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動(dòng)；車載接收裝置包括電能拾取模塊和對(duì)車載電池進(jìn)行充電管理的電池充電模塊；當(dāng)檢測(cè)車載電池的電量高于額定容量時(shí)，停止對(duì)車載電池充電。本發(fā)明使地下充電裝置隨電動(dòng)汽車一起移動(dòng)，降低建設(shè)地下充電裝置的成本，并通過感知車載電池的電量進(jìn)行合理充電，解決車載電池過充問題。
【專利說明】
一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，具體涉及一種基于傳感器感知電動(dòng)汽車位置以及車載電池電量控制電能輸出的電動(dòng)汽車無線充電系統(tǒng)，屬于電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣候變化，能源和環(huán)境問題是人類社會(huì)需要共同面對(duì)的長期問題。隨著全球能源危機(jī)的不斷加深，石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇，各國政府及汽車企業(yè)普遍認(rèn)識(shí)到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向。電動(dòng)汽車作為新一代的交通工具，在節(jié)能減排、減少人類對(duì)傳統(tǒng)化石能源的依賴方面具備傳統(tǒng)汽車不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
[0003]電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)的汽車相比可以達(dá)到零排放或者近似零排放，而且減少了汽車機(jī)油泄露帶來的水污染，同時(shí)降低了溫室氣體的排放量提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性也提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率而且電動(dòng)汽車運(yùn)行平穩(wěn)、無噪聲。但是電動(dòng)汽車的充電問題是其中最大的難題。目前普遍的做法是在電動(dòng)汽車的沿途建設(shè)充電站。但是這種方法對(duì)車載電池的要求非常高，必須要求車載電池具有較大的電容量，這樣勢(shì)必造成了車載電池更大更重也更占用電動(dòng)汽車的空間也增加了電動(dòng)汽車的自身的負(fù)擔(dān)。而且這種方法也要花費(fèi)大量的時(shí)間來進(jìn)行充電。
[0004]許多科學(xué)家提出了是否可以邊行駛，邊對(duì)電車進(jìn)行充電。這樣即解決了充電問題，還能夠釋放車載電池的大小與體積而且也節(jié)約了電動(dòng)汽車的充電時(shí)間。所以許多韓國科學(xué)家提出了OLEV (on-Line Electric Vechile)系統(tǒng)，即為采用電磁感應(yīng)非接觸供電的電動(dòng)汽車。這是一種在道路中埋設(shè)線圈產(chǎn)生電磁波，并利用移動(dòng)體一側(cè)的線圈將其轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)。
[0005]但現(xiàn)有技術(shù)中OLEV系統(tǒng)采用的方案是在行駛路線的某段地下埋設(shè)地下充電裝置，沿途設(shè)置多個(gè)地下充電裝置，當(dāng)電動(dòng)汽車行駛到有發(fā)射線圈位置時(shí)依靠無線供電方式進(jìn)行行駛，并給車載電池?zé)o線充電。對(duì)于OLEV系統(tǒng)來說，地下充電裝置的建設(shè)可以看做是OLEV系統(tǒng)的核心。在地下建設(shè)地下充電裝置工程量大且成本很高，所以科學(xué)家們花費(fèi)了許多精力與資金來建設(shè)了地下充電裝置。所以在保持原來地下充電裝置作用的條件下怎樣才能節(jié)省建設(shè)資金也是我們所關(guān)心的內(nèi)容。車載電池是以備電動(dòng)汽車的不時(shí)之需的。在OLEV系統(tǒng)中，并不是整條路線都在地下鋪設(shè)有地下充電裝置的，而只是在整個(gè)路面的部分路段鋪設(shè)了地下充電裝置。所以如何合理的分配電感耦合作用所產(chǎn)生的電能也是十分重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，通過傳感器感知汽車位置使地下充電裝置隨電動(dòng)汽車一起移動(dòng)，降低建設(shè)地下充電裝置的成本，并通過傳感器感知車載電池的電量合理給車載電池供電，解決車載電池過充溢出的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，包括埋設(shè)在地下的地下充電裝置和設(shè)置在汽車上的車載接收裝置，其特征是，地下埋設(shè)有供地下充電裝置移動(dòng)的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場(chǎng)能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測(cè)模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動(dòng)模塊；
車輛位置檢測(cè)模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測(cè)汽車的位置，
電能控制模塊分別連接電網(wǎng)和電能輸出模塊，用于將電網(wǎng)的電能進(jìn)行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊，
驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動(dòng)地下充電裝置沿軌道移動(dòng)；
電能控制模塊根據(jù)檢測(cè)的汽車位置，當(dāng)汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時(shí)，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動(dòng)模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動(dòng)；
車載接收裝置包括將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對(duì)車載電池進(jìn)行充電管理的電池充電模塊；
電能拾取模塊的輸出端連接發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)電機(jī)；
電能拾取模塊的輸出端還通過電池充電模塊連接車載電池;電池充電模塊檢測(cè)車載電池的電量，當(dāng)電量高于額定容量時(shí)，停止對(duì)車載電池充電。
[0008]進(jìn)一步的，電池充電模塊包括用于檢測(cè)車載電池電量的電量檢測(cè)電路和開關(guān)電路，電量檢測(cè)電路的輸出端連接開關(guān)電路，開關(guān)電路連接電能拾取模塊和車載電池，當(dāng)電量檢測(cè)電路檢測(cè)到車載電池的電量高于額定容量時(shí)，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路斷開與車載電池的鏈路。
[0009]進(jìn)一步的，電能拾取模塊還包括調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器用于調(diào)整電能電壓達(dá)到發(fā)電機(jī)與車載電池的基準(zhǔn)電壓。
[0010]進(jìn)一步的，電池充電模塊還包括過壓過流保護(hù)電路，過壓過流保護(hù)電路設(shè)置在調(diào)節(jié)器與車載電池之間。
[0011 ]進(jìn)一步的，車輛位置檢測(cè)模塊包括24GHz雷達(dá)傳感器。
[0012]進(jìn)一步的，電量檢測(cè)電路包括霍爾傳感器。
[0013]進(jìn)一步的，驅(qū)動(dòng)模塊包括滑輪和驅(qū)動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述滑輪包括四個(gè)，設(shè)置在地下充電裝置底部四角處。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是:本發(fā)明通過傳感器感知汽車位置，當(dāng)汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時(shí)，將電能發(fā)射出去，并控制地下充電裝置跟隨汽車一起移動(dòng)，降低建設(shè)多個(gè)地下充電裝置的成本，提高電能發(fā)射模塊與電能拾取模塊發(fā)生電感耦合的效率;并通過傳感器感知車載電池的電量合理給車載電池供電，當(dāng)車載電池的電量達(dá)到額定容量時(shí)，停止給車載電池充電，解決車載電池過充溢出的問題，僅將拾取的電能供發(fā)電機(jī)使用，提高了能量的利用率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明OLEV系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明OLEV系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明OLEV系統(tǒng)的的工作流程圖。
[0016]附圖標(biāo)記:1、地下充電裝置;2、軌道;3、滑輪;4、電網(wǎng)；5、電動(dòng)汽車。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，包括埋設(shè)在地下的地下充電裝置和設(shè)置在汽車上的車載接收裝置，其特征是，地下埋設(shè)有供地下充電裝置移動(dòng)的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場(chǎng)能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測(cè)模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動(dòng)模塊；
車輛位置檢測(cè)模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測(cè)汽車的位置，
電能控制模塊分別連接電網(wǎng)和電能輸出模塊，用于將電網(wǎng)的電能進(jìn)行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊，
驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動(dòng)地下充電裝置沿軌道移動(dòng)；
電能控制模塊根據(jù)檢測(cè)的汽車位置，當(dāng)汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時(shí)，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動(dòng)模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動(dòng)；
車載接收裝置包括將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對(duì)車載電池進(jìn)行充電管理的電池充電模塊；
電能拾取模塊的輸出端連接發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)電機(jī)；
電能拾取模塊的輸出端還通過電池充電模塊連接車載電池;電池充電模塊檢測(cè)車載電池的電量，當(dāng)電量高于額定容量時(shí)，停止對(duì)車載電池充電。
[0019]本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，地下充電裝置I依靠電網(wǎng)4供電，實(shí)時(shí)感知電動(dòng)汽車5(或簡(jiǎn)稱“汽車”)位置，當(dāng)電動(dòng)汽車5行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置I的位置時(shí)，電能發(fā)射模塊將電能發(fā)射出去，電能拾取模塊通過線圈耦合獲取電能驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車，并控制地下充電裝置I沿軌道2跟隨汽車5—起移動(dòng)，沿途只需設(shè)置一個(gè)地下充電裝置，降低建設(shè)多個(gè)地下充電裝置的成本，安裝軌道可以保證地下裝置與電動(dòng)汽車的位置保持相對(duì)的平行，提高電能發(fā)射模塊與電能拾取模塊發(fā)生電感耦合的效率，有利于增加電能產(chǎn)生的效率;并通過電池充電模塊感知車載電池的電量合理給車載電池供電，當(dāng)車載電池的電量達(dá)到額定容量時(shí)，停止給車載電池充電，解決車載電池過充溢出的問題，僅將拾取的電能供發(fā)電機(jī)使用，提高了能量的利用率。
[0020]進(jìn)一步的，電池充電模塊包括用于檢測(cè)車載電池電量的電量檢測(cè)電路和開關(guān)電路，電量檢測(cè)電路連接車載電池的正負(fù)極，其輸出端連接開關(guān)電路，開關(guān)電路連接在電能拾取模塊和車載電池之間，當(dāng)電量檢測(cè)電路檢測(cè)到車載電池的電量高于額定容量時(shí)，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路斷開與車載電池的鏈路。電池充電模塊形成對(duì)車載電池的反饋控制，當(dāng)車載電池的電量未達(dá)到滿量時(shí)，繼續(xù)對(duì)車載電池充電，當(dāng)車載電池的電量達(dá)到額定容量時(shí)，停止對(duì)車載電池充電，以防車載電池過充，保護(hù)車載電池的安全，提高車載電池的使用壽命。
[0021]進(jìn)一步的，電能拾取模塊還包括調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器用于調(diào)整電能電壓達(dá)到發(fā)送機(jī)與車載電池的基準(zhǔn)電壓。
[0022]為了使對(duì)車載電池的充電更加穩(wěn)定可靠，進(jìn)一步的，電池充電模塊還包括過壓過流保護(hù)電路，過壓過流保護(hù)電路設(shè)置在調(diào)節(jié)器與車載電池之間。過壓過流保護(hù)電路與調(diào)節(jié)器的連接參考現(xiàn)有技術(shù)。
[0023]進(jìn)一步的，車輛位置檢測(cè)模塊包括24GHz雷達(dá)傳感器。24GHz雷達(dá)傳感器具有抗射頻干擾能力強(qiáng)，探測(cè)距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，探測(cè)范圍超過20m，用來檢測(cè)電動(dòng)汽車的位置，精確度尚O
[0024]進(jìn)一步的，電量檢測(cè)電路包括霍爾傳感器。采用霍爾電流傳感器或霍爾電壓傳感器，對(duì)于電池電量檢測(cè)一般采用霍爾電流傳感器，通過檢測(cè)電池的充電電流來判斷電池的電量，進(jìn)而判斷電池是否充滿。
[0025]進(jìn)一步的，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)模塊包括滑輪3和驅(qū)動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述滑輪3包括四個(gè)，設(shè)置在地下充電裝置I底部四角處。
[0026]結(jié)合本發(fā)明的具體工作流程來詳細(xì)闡述本發(fā)明，如圖3所示:
SI，通過24GHz雷達(dá)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電動(dòng)汽車的位置，當(dāng)檢測(cè)到電動(dòng)汽車行駛到達(dá)的信號(hào)，開始進(jìn)行將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)發(fā)射出去，同時(shí)控制地下充電裝置沿軌道隨電動(dòng)汽車位置而移動(dòng)；
S2，地下充電裝置中發(fā)射出的磁場(chǎng)，與電動(dòng)汽車內(nèi)的電能拾取模塊發(fā)生電感耦合反應(yīng)，電能拾取模塊中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
S3，調(diào)節(jié)器將電感耦合反應(yīng)過程中產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并調(diào)節(jié)電壓達(dá)到電動(dòng)汽車供電標(biāo)準(zhǔn)；
S4，電能傳輸給車載電池與發(fā)動(dòng)機(jī)，霍爾傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)車載電池的電量，如果車載電池中的電量達(dá)到額定容量時(shí)，斷開開關(guān)停止充電，此時(shí)調(diào)節(jié)器中的電壓只傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)，供給電動(dòng)汽車的行駛。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，包括埋設(shè)在地下的地下充電裝置和設(shè)置在汽車上的車載接收裝置，其特征是，地下埋設(shè)有供地下充電裝置移動(dòng)的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場(chǎng)能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測(cè)模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動(dòng)模塊； 車輛位置檢測(cè)模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測(cè)汽車的位置， 電能控制模塊分別連接電網(wǎng)和電能輸出模塊，用于將電網(wǎng)的電能進(jìn)行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊， 驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動(dòng)地下充電裝置沿軌道移動(dòng)； 車載接收裝置包括將磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對(duì)車載電池進(jìn)行充電管理的電池充電模塊； 電能拾取模塊的輸出端連接發(fā)動(dòng)機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)電機(jī)； 電能拾取模塊的輸出端還通過電池充電模塊連接車載電池；電池充電模塊檢測(cè)車載電池的電量，當(dāng)電量高于額定容量時(shí)，停止對(duì)車載電池充電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，電池充電模塊包括用于檢測(cè)車載電池電量的電量檢測(cè)電路和開關(guān)電路，電量檢測(cè)電路的輸出端連接開關(guān)電路，開關(guān)電路連接電能拾取模塊和車載電池，當(dāng)電量檢測(cè)電路檢測(cè)到車載電池的電量高于額定容量時(shí)，輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)開關(guān)電路斷開與車載電池的鏈路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，電能拾取模塊還包括調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器用于調(diào)整電能電壓達(dá)到發(fā)電機(jī)與車載電池的基準(zhǔn)電壓。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，電池充電模塊還包括過壓過流保護(hù)電路，過壓過流保護(hù)電路設(shè)置在調(diào)節(jié)器與車載電池之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，車輛位置檢測(cè)模塊包括24GHz雷達(dá)傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，電量檢測(cè)電路包括霍爾傳感器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于傳感器控制能量輸出的OLEV系統(tǒng)，其特征是，驅(qū)動(dòng)模塊包括滑輪和驅(qū)動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)，所述滑輪包括四個(gè)，設(shè)置在地下充電裝置底部四角處。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK106004485SQ201610363822
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】呂欣欣, 朱云凱, 劉倪宣, 費(fèi)峻濤
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)常州校區(qū)