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、車輛位置檢測模塊和驅(qū)動模塊；電能控制模塊根據(jù)檢測的汽車位置，當汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動；車載接收裝置包括電能拾取模塊和對車載電池進行充電管理的電池充電模塊；當檢測車載電池的電量高于額定容量時，停止對車載電池充電。本發(fā)明使地下充電裝置隨電動汽車一起移動，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汽車位置以及車載電池電量控制電能輸出的電動汽車無線充電系統(tǒng)，屬于電動汽車無線充電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣候變化，能源和環(huán)境問題是人類社會需要共同面對的長期問題。隨著全球能源危機的不斷加深，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)普遍認識到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向。電動汽車作為新一代的交通工具，在節(jié)能減排、減少人類對傳統(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。
[0003]電動汽車與傳統(tǒng)的汽車相比可以達到零排放或者近似零排放，而且減少了汽車機油泄露帶來的水污染，同時降低了溫室氣體的排放量提高了燃油的經(jīng)濟性也提高了發(fā)動機燃燒效率而且電動汽車運行平穩(wěn)、無噪聲。但是電動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汽車的沿途建設(shè)充電站。但是這種方法對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，這樣勢必造成了車載電池更大更重也更占用電動汽車的空間也增加了電動汽車的自身的負擔。而且這種方法也要花費大量的時間來進行充電。
[0004]許多科學(xué)家提出了是否可以邊行駛，邊對電車進行充電。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)約了電動汽車的充電時間。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)置多個地下充電裝置，當電動汽車行駛到有發(fā)射線圈位置時依靠無線供電方式進行行駛，并給車載電池?zé)o線充電。對于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汽車的不時之需的。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汽車一起移動，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的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動模塊；
車輛位置檢測模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測汽車的位置，
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)的電能進行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊，
驅(qū)動模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動地下充電裝置沿軌道移動；
電能控制模塊根據(jù)檢測的汽車位置，當汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動；
車載接收裝置包括將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對車載電池進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)動機，用于驅(qū)動汽車的發(fā)電機；
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;電池充電模塊檢測車載電池的電量，當電量高于額定容量時，停止對車載電池充電。
[0008]進一步的，電池充電模塊包括用于檢測車載電池電量的電量檢測電路和開關(guān)電路，電量檢測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，當電量檢測電路檢測到車載電池的電量高于額定容量時，輸出信號驅(qū)動開關(guān)電路斷開與車載電池的鏈路。
[0009]進一步的，電能拾取模塊還包括調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器用于調(diào)整電能電壓達到發(fā)電機與車載電池的基準電壓。
[0010]進一步的，電池充電模塊還包括過壓過流保護電路，過壓過流保護電路設(shè)置在調(diào)節(jié)器與車載電池之間。
[0011 ]進一步的，車輛位置檢測模塊包括24GHz雷達傳感器。
[0012]進一步的，電量檢測電路包括霍爾傳感器。
[0013]進一步的，驅(qū)動模塊包括滑輪和驅(qū)動滑輪轉(zhuǎn)動的電機，所述滑輪包括四個，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)明所達到的有益效果是:本發(fā)明通過傳感器感知汽車位置，當汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時，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，降低建設(shè)多個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，當車載電池的電量達到額定容量時，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]附圖標記:1、地下充電裝置;2、軌道;3、滑輪;4、電網(wǎng)；5、電動汽車。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實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的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動模塊；
車輛位置檢測模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測汽車的位置，
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)的電能進行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊，
驅(qū)動模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動地下充電裝置沿軌道移動；
電能控制模塊根據(jù)檢測的汽車位置，當汽車行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置的位置時，通過電能輸出模塊將電能發(fā)射出去，并通過驅(qū)動模塊控制地下充電裝置沿軌道跟隨汽車移動；
車載接收裝置包括將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對車載電池進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)動機，用于驅(qū)動汽車的發(fā)電機；
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;電池充電模塊檢測車載電池的電量，當電量高于額定容量時，停止對車載電池充電。
[0019]本發(fā)明一實施例的結(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，實時感知電動汽車5(或簡稱“汽車”)位置，當電動汽車5行駛到鋪設(shè)有地下充電裝置I的位置時，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)動電動汽車，并控制地下充電裝置I沿軌道2跟隨汽車5—起移動，沿途只需設(shè)置一個地下充電裝置，降低建設(shè)多個地下充電裝置的成本，安裝軌道可以保證地下裝置與電動汽車的位置保持相對的平行，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，當車載電池的電量達到額定容量時，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)電機使用，提高了能量的利用率。
[0020]進一步的，電池充電模塊包括用于檢測車載電池電量的電量檢測電路和開關(guān)電路，電量檢測電路連接車載電池的正負極，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，當電量檢測電路檢測到車載電池的電量高于額定容量時，輸出信號驅(qū)動開關(guān)電路斷開與車載電池的鏈路。電池充電模塊形成對車載電池的反饋控制，當車載電池的電量未達到滿量時，繼續(xù)對車載電池充電，當車載電池的電量達到額定容量時，停止對車載電池充電，以防車載電池過充，保護車載電池的安全，提高車載電池的使用壽命。
[0021]進一步的，電能拾取模塊還包括調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器用于調(diào)整電能電壓達到發(fā)送機與車載電池的基準電壓。
[0022]為了使對車載電池的充電更加穩(wěn)定可靠，進一步的，電池充電模塊還包括過壓過流保護電路，過壓過流保護電路設(shè)置在調(diào)節(jié)器與車載電池之間。過壓過流保護電路與調(diào)節(jié)器的連接參考現(xiàn)有技術(shù)。
[0023]進一步的，車輛位置檢測模塊包括24GHz雷達傳感器。24GHz雷達傳感器具有抗射頻干擾能力強，探測距離遠等優(yōu)點，探測范圍超過20m，用來檢測電動汽車的位置，精確度尚O
[0024]進一步的，電量檢測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，對于電池電量檢測一般采用霍爾電流傳感器，通過檢測電池的充電電流來判斷電池的電量，進而判斷電池是否充滿。
[0025]進一步的，如圖2所示，驅(qū)動模塊包括滑輪3和驅(qū)動滑輪轉(zhuǎn)動的電機，所述滑輪3包括四個，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闡述本發(fā)明，如圖3所示:
SI，通過24GHz雷達傳感器實時檢測電動汽車的位置，當檢測到電動汽車行駛到達的信號，開始進行將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換成磁場發(fā)射出去，同時控制地下充電裝置沿軌道隨電動汽車位置而移動；
S2，地下充電裝置中發(fā)射出的磁場，與電動汽車內(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)電動勢；
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)電壓達到電動汽車供電標準；
S4，電能傳輸給車載電池與發(fā)動機，霍爾傳感器實時檢測車載電池的電量，如果車載電池中的電量達到額定容量時，斷開開關(guān)停止充電，此時調(diào)節(jié)器中的電壓只傳輸給發(fā)動機，供給電動汽車的行駛。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(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和變形，這些改進和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
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的軌道，地下充電裝置包括電能控制模塊、將電能以磁場能量方式發(fā)射出去的電能輸出模塊、車輛位置檢測模塊和設(shè)置在地下充電裝置底部的驅(qū)動模塊； 車輛位置檢測模塊的輸出端連接電能控制模塊，用于檢測汽車的位置， 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)的電能進行調(diào)制后輸出至電能輸出模塊， 驅(qū)動模塊的輸入端連接電能控制模塊，用于驅(qū)動地下充電裝置沿軌道移動； 車載接收裝置包括將磁場能量轉(zhuǎn)化為電能的電能拾取模塊和對車載電池進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)動機，用于驅(qū)動汽車的發(fā)電機； 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；電池充電模塊檢測車載電池的電量，當電量高于額定容量時，停止對車載電池充電。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車載電池電量的電量檢測電路和開關(guān)電路，電量檢測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，當電量檢測電路檢測到車載電池的電量高于額定容量時，輸出信號驅(qū)動開關(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)整電能電壓達到發(fā)電機與車載電池的基準電壓。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電路，過壓過流保護電路設(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，車輛位置檢測模塊包括24GHz雷達傳感器。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)動模塊包括滑輪和驅(qū)動滑輪轉(zhuǎn)動的電機，所述滑輪包括四個，設(shè)置在地下充電裝置底部四角處。
【文檔編號】B60L11/18GK106004485SQ201610363822
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】呂欣欣, 朱云凱, 劉倪宣, 費峻濤
【申請人】河海大學(xué)常州校區(qū)