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具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统的制作方法

时间:2023-07-31 07:04:10

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本实用新型涉立体车库电动汽车充电领域,更具体地说,涉及一种可用于电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统。

背景技术:

充电立体车库就是将充电功能与立体车库这两个看似无关的系统结合在一起,当电动汽车停放在立体车库内时,通过安装在立体车库上的无线供电系统给电动汽车充电,在解决停车难的同时还能给电动汽车进行充电。更为重要的是,充电立体车库可在电网负荷低谷时段给电动汽车进行常规充电,对电网起到“填谷”作用。

目前立体车库充电方案有采用滑触线方案,滑触线结构主要由低压配电、交流滑触线和交流单桩组成,通过滑触线和电刷的滑动接触完成取电,电刷固定于载车板上,并跟随载车板上下移动,滑触线固定于立体车库的钢结构上,电刷与滑触线之间是滑动接触,为充电终端提供了电源;

智能接插件方案由箱变/总控箱、智能接插件、充电枪组合和充电人机交互设备组成,多层、高层和超高层的立体车库车位上带有安装车库时从箱变和总控箱引入的充电电源,每车位载车板所包含的充电枪组合在出入口或一层的存取车过程中并不带电,相应载车板上升到位之后,通过交/直流智能接插件的耦合接触为充电枪提供电源并有效的进行电力传输;

垂直循环式立体车库采用架构式结构,吊车架和立体车库机架是通过吊钩进行相对移动,其移动轨迹是椭圆形,因此吊车架和立体车库机架只有在吊钩处有接触,如果采用滑环结构实现吊车架和立体车库机架之间的充电线路连接,但防水,稳定供电,及电流控制较难实现。

因此获得一种采用无线电能传输方式实现垂直循环式立体车库增加电动汽车充电系统的技术十分重要。

技术实现要素:

本实用新型的目的是针对上述问题,提供一种具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,具有防水性能好、稳定供电,适用于有线充电电动汽车和无线充电电动汽车的充电。

为达到上述目的,本实用新型采用了下列技术方案:一种具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,包括设置在固定机架上的无线电能发射部分以及设置在载车吊架上的用于接收无线电能信号的无线电能接收部分,所述无线电能发射部分包括:无线电能发送变换装置,用于将电网交流电源转化为高频电源;发射线圈和谐振补偿电容组成发射侧串联谐振回路,用于发送电能;光电接收开关及其组成的电路,用于接收吊车架上光电发送开关的开关信号。

光电接收开关包括由光电接收三极管vph2和电阻rp1~rp3组成的桥式电路、二号和三号引脚与桥式电路连接的比较器icph,其一号引脚和四号引脚接地,其五号引脚连接六号引脚,其八号引脚接入+12v,且通过电容cp1接地,其七号引脚通过电容cp2接地,七号引脚通过电阻rp4接入+3.3v电压。

作为上述一种优选方式,所述无线电能发送变换装置包括:整流电路,用于将电网交流电变成直流电源;整流电路包括过压保护压敏电阻rv1、启动充电限流热敏电阻ntc1、驱动开关ki组成的输入启动保护电路,由共模电感lm、电阻rx1、rx2、电容cx1、cx2、cx3、cx4组成的emc滤波器,和整流桥br1。

其中过压保护压敏电阻rv1两端连接电网电压,即220v交流电,启动充电限流热敏电阻ntc1一端与过压保护压敏电阻rv1一端连接,另一端通过电容cx1接入过压保护压敏电阻rv1的另一端,驱动开关ki与启动充电限流热敏电阻ntc1并联,电容cx1两端连接共模电感lm,共模电感lm并联电容cx2,电阻rx1、rx2串联后与电容cx2并联,电容cx3与电阻rx1并联,电容cx4与电阻rx2并联,电阻rx1、rx2连接处接地,电容cx2两端连接整流桥br1;

pfc电路和整流电路组合完成功率因数校正功能,提高电网交流电源侧的输入功率因数;pfc电路包括由升压电感lp1、lp2、lp3、开关管vq1、vq2、vq3、二极管vd1、vd2、vd3、滤波电容cd1、cd2、cd3、电流采样电阻ra1、rb1、rc1组成的三级交错式pfc功率因数校正电路,其中滤波电容cd3为电解电容;升压电感lp1与二极管vd1正向串联,二者连接点处接有开关管vq3的集电极,其发射极通过电流采样电阻rc1接地;升压电感lp2与二极管vd2正向串联,二者连接点处接有开关管vq2的集电极,其发射极通过电流采样电阻rb1接地;升压电感lp3与二极管vd3正向串联,二者连接点处接有开关管vq1的集电极,其发射极通过电流采样电阻ra1接地;升压电感lp1、lp2、lp3连接整流桥br1的输出信号,且输出信号通过滤波电容cd1接地;二极管vd1、vd2、vd3的负极均通过滤波电容cd3接地,滤波电容cd2与滤波电容cd3并联。

逆变电路,与pfc电路之间连接有直流电流检测传感器,所述逆变电路与发射线圈之间接有逆变电流检测互感器,所述逆变电路通过第一电容与发射线圈电气连接,所述逆变电路用于将pfc电路输出的直流电源变换为高频交流电源;逆变电路包括开关管vt1、vt2、vt3、vt4和高频吸收电容cd4,开关管vt1、vt2、vt3、vt4组成的桥式电路,高频吸收电容cd4与桥式电路并联形成全桥逆变电路,其中开关管vt1、vt2、vt3、vt4的漏极和源极之间连接有一个二极管,其栅极连接至二极管vd1、vd2、vd3与电流采样电阻的连接处。

逆变参数检测电路,用于通过逆变电流检测互感器检测逆变电路输出的高频电流,且将该信号传送至发射侧控制电路;其包括由运算放大器icia、icib、电阻ri1~ri5、二极管di1、di2、电容ci1~ci3组成的逆变电流精密整流电路,和包括由运算放大器icua、icub、电阻ru1~ru5、二极管du1、du2、电容cu3组成的逆变电压精密整流电路,逆变检测电流通过电阻ri1接入运算放大器icia的二号引脚,其四号引脚和八号引脚分别通过电容ci1和ci2接地,其四号引脚和八号引脚均接有一个12v电压,其三号引脚直接接地,其二号引脚通过电阻ri2和电阻ri4接入运算放大器icib的六号引脚,其二号引脚通过电阻ri3接入运算放大器icib的五号引脚,电阻ri2和电阻ri4的连接处通过正向连接一个二极管di1接入运算放大器icia的一号引脚,且其一号引脚正向连接二极管di2,二极管di2的负极连接电阻ri3和运算放大器icib的五号引脚,运算放大器icib的六号引脚通过电阻ri5连接至其自身七号引脚并通过电容ci3接地;

逆变检测电压通过电阻ru1接入运算放大器icua的二号引脚,其四号引脚和八号引脚分别通过电容cu1和cu2接地,其四号引脚和八号引脚均接有一个12v电压,其三号引脚直接接地,其二号引脚通过电阻ru2和电阻ru4接入运算放大器icub的六号引脚,其二号引脚通过电阻ru3接入运算放大器icub的五号引脚,电阻ri2和电阻ri4的连接处通过正向连接一个二极管du1接入运算放大器icua的一号引脚,且其一号引脚正向连接二极管du2,二极管du2的负极连接电阻ru3和运算放大器icub的五号引脚,运算放大器icub的六号引脚通过电阻ru5连接至其自身七号引脚并通过电容cu3接地;

还包括由电压比较器icb、电容cf1~cf3、电阻rf1~rf6组成的频率跟踪逆变电流波形整形电路;电压比较器icb二号引脚通过电阻rf4接地,其五号引脚连接电阻rf3,六号引脚连接电阻rf1,电阻rf1和电阻rf2连接后通过电容cf1接地,电阻rf1和电阻rf2连接点接入逆变,其五号引脚通过电阻rf2接地,其八号引脚和四号引脚分别通过电容cf2和cf3接地,且八号引脚和四号引脚均连接12v电压,其一号引脚通过电阻rf5接入3.3v电压,且引出ip信号,其七号引脚通过电阻rf5接入3.3v电压,且引出in信号。

发射侧控制电路,用于无线电能传输的频率跟踪控制以及传送电能跟踪控制,其通过pfc控制电路与pfc电路连接,其通过逆变驱动电路与逆变电路连接,且其接收直流电流检测传感器的输出信号;由dsp、cpld组成的频率跟踪与功率跟踪控制电路;

cpld包括扫频模块、接收扫频模块信号的选择器、接收选择器信号的脉宽调制pwm模块、接收脉宽调制pwm模块信号的锁存模块、接收锁存模块信号的移相实现模块、接收移相实现模块信号的死区实现模块、接收死区实现模块信号的保护电路模块,保护电路模块输出移相控制驱动信号q1-q4至逆变驱动电路,其中选择器接收由逆变参数检测电路输送的ip信号和in信号;

dsp包括启/停控制模块、接收启/停控制模块信号的逆变电流设定模块、用于接收直流电流传感器采样值i+、直流电压传感器采样值u+、逆变参数检测输给的i1和u1的a/d采样模块、用于接收a/d采样模块信号的zf计算反射阻抗模块、用于接收a/d采样模块信号以及逆变电流设定模块信号的pid调节模块、用于接收pid调节模块输出信号的移相控制角模块、用于接收zf计算反射阻抗模块并将信号传输至逆变电流设定模块的反射阻抗判断模块、用于发送信号至反射阻抗判断模块的最小反射阻抗设定模块;

移相控制角模块将其信号输送至cpld的移相实现模块。

pfc控制电路用于控制功率因素校正;其包括由三级交错式pfc集成电路fan9673组成的pfc控制电路、由ic2、ic3、ic4组成的驱动放大电路,输出驱动脉冲vq1、vq2、vq3,通过光耦icds接收来自dsp的开关控制信号ss。

逆变驱动电路用于驱动逆变电路工作;包括由ic3~ic6的脉冲功率放大电路、t1、t2脉冲变压器、以及电阻和二极管组成;移相控制驱动信号q1-q4分别通过电阻r10-13输入至ic3~ic6的二号引脚;ic3的六号引脚和七号引脚相接并通过电阻rg1接入脉冲变压器t1的原边,电容cg1与电阻rg1并联,ic4的六号引脚和七号引脚相连,并接入脉冲变压器t1的原边,脉冲变压器t1的副边包括两组相同的电路结构,包括:相互连接的电阻r15和电容c6,二者连接处通过二极管d2连接至脉冲变压器t1的副边,电阻r15通过电阻r14连接至脉冲变压器的副边,电阻r15和电容c6两端并联有二极管d6,二极管d6与电阻r16并联。其中脉冲变压器t1的原边为ic3和ic4,副边为两个相同的电路结构;脉冲变压器t2的原边为ic5和ic6,其连接方式与上述相同,副边为两组相同的电路结构,电路结构与上述结构一致。

直流电流检测传感器用于检测逆变电路的过流保护。

当电动汽车本身采用有线充电功能,通过有线插口接入无线电能接收充电装置进行充电。

所述无线电能接收部分包括:

接收线圈,所述接收线圈连接第二电容一,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能发送部分发出的无线电能;

无线电能接收充电装置,用于接收由接收线圈接收的无线电能,并将其无线电能进行整流检测后输入车载蓄电池一;

电动汽车充电连接线和电动汽车充电插头,用于连接车载蓄电池一和无线电能接收充电装置;

光电发送开关一,连接无线电能接收充电装置,用于发送启动或停止控制信号;

车载蓄电池一,用于存储电能以及电池管理。

电动汽车本身采用无线充电功能,电动汽车底盘安装有车载接收线圈、具体有车载无线电能接收充电装置时:

所述无线电能接收部分包括:

由吊车架接收线圈、中间补偿电容、吊车架发射线圈三者构成的并串联lcc谐振回路,吊车架接收线圈通过中间补偿电容连接吊车架发射线圈,用于接收和发射无线电能;

车载接收线圈,所述车载接收线圈连接第二电容二,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能;

车载蓄电池二,用于接收车载无线电能接收充电装置的电能并存储以及电池管理;

车载无线电能接收充电装置,用于接收由车载接收线圈接收的无线电能,并将其无线电能进行整流检测后输入车载蓄电池二;

光电发送开关二,连接车载无线电能接收充电装置,用于发送启动或停止控制信号;

停车检测开关,用于检测车轮位置;所述停车检测开关设置在吊车架上,且安装在停车车轮位置上;

吊车架光电中继电路,用于转发启动信号。

所述无线电能接收充电装置包括:高频整流电路一、直流斩波电路一、充电参数检测电路一、bms接口一、充电过程控制电路一、斩波驱动电路一、采样电流分流器一;所述高频整流电路一的输出接入直流斩波电路一,直流斩波电路一通过采样电流分流器一输出充电电流采样信号,且通过采样电流分流器一接入充电参数检测电路一,充电参数检测电路一通过bms接口一连接充电过程控制电路一,充电过程控制电路一通过斩波驱动电路一连接直流斩波电路一。

车载无线电能接收充电装置包括:高频整流电路二、直流斩波电路二、充电参数检测电路二、bms接口二、充电过程控制电路二、斩波驱动电路二、采样电流分流器二;所述高频整流电路二的输出信号接入直流斩波电路二,直流斩波电路二通过采样电流分流器二输出信号,且通过采样电流分流器二接入充电参数检测电路二,充电参数检测电路二通过bms接口二连接充电过程控制电路二,充电过程控制电路二通过斩波驱动电路二连接直流斩波电路二。

所述车载蓄电池一包括:蓄电池一、用于蓄电池一管理的车载蓄电池管理器一以及与车载蓄电池管理器一连接的bms输送接口一,bms输送接口一用于发送充电指令信号,所述车载蓄电池管理器一用于管理蓄电池一的电量。

所述车载蓄电池二均包括:蓄电池二、用于蓄电池二管理的车载蓄电池管理器二以及与车载蓄电池管理器二连接的bms输送接口二;bms输送接口二用于发送充电指令信号,所述车载蓄电池管理器二用于管理蓄电池二的电量。

作为上述一种优选方式,所述蓄电池一和蓄电池二的数据均包括其电压参数。

由于高频整流电路一与高频整流电路二、直流斩波电路一与直流斩波电路二、充电参数检测电路一与充电参数检测电路二、bms接口一与bms接口二、充电过程控制电路一与充电过程控制电路二、斩波驱动电路一与斩波驱动电路二、采样电流分流器一与采样电流分流器二的内部结构一致,以下将统一进行描述:即高频整流电路一与高频整流电路二统称为高频整流电路。

所述高频整流电路将接收到的高频交流电压转化为直流电压;直流斩波电路用于控制充电电压或电流;充电参数检测电路用于实时监测充电电压和电流反馈;所示bms接口用于接收充电指令;充电过程控制电路将充电参数检测得到的电压和电流信号和bms接口接收到的充电指令进行比较,进行pid调节运算,输出控制信号给斩波驱动电路;斩波驱动电路输出信号至直流斩波电路;采样电流分流器用于采样充电电流。

其中高频整流电路为由高频二极管dr1-dr4组成的整流桥;

直流斩波电路由开关管vtr1、二极管vdr1、电感lr、滤波电容cr1~cr4组成,其中滤波电容cr1和滤波电容cr3为电解电容,滤波电容cr2与滤波电容cr1并联,滤波电容cr3与滤波电容cr4并联,滤波电容cr1的正极通过开关管vtr1和电感lr连接至滤波电容cr3的正极,开关管vtr1和电感lr的连接处通过二极管vdr1接地;

充电参数检测电路包括差动放大器ic3,电压检测由电阻r6和电容c7组成,差动放大器ic3的三号引脚接有电阻ri1,二号引脚接有ri2,三号引脚接地,七号引脚接+5v且通过电容ci3接地,四号引脚接+5v且通过电容ci4接地,一号引脚和八号引脚之间接头电阻rig,六号引脚通过电阻ri5输出信号,且电阻ri5通过电容c8接地;

bms接口采用mcp2551芯片;

充电过程控制电路,由单片机组成,其包括a/d采样模块、接收a/d采样模块信号的pid调节器和充电参数给定模块,充电参数给定模块为pid调节器提供参数、用于接收bms接口信息的bms指令接收模块、接收bms指令接收模块的充电曲线存储模块、充电曲线存储模块为充电参数给定模块提供数据、bms指令接收模块输出信号至启/停控制模块、启/停控制模块和pid调节器输出信号至pwm斩波信号输出模块;

斩波驱动电路由光耦ica1、脉冲功率放大电路ica2组成,光耦ica1其五号引脚连接脉冲功率放大电路ica2二号引脚;

光电发送开关25,包括光电发送二极管ld、三极管vph1和电阻rp0组成的光电发送电路,电阻rp0接入三极管vph1的基极,其集电极接入光电发送二极管ld,并接有+12v电压,其发射极接地;

中继电路包括由光电接收三极管vph3、和电阻rp5~rp7组成的桥式电路、二号和三号引脚与桥式电路连接的比较器icph1,其一号引脚和四号引脚接地,其五号引脚连接六号引脚,其八号引脚接入+12v,且通过电容cp3接地,其七号引脚通过电容cp4接地,七号引脚通过电阻rp4接入+3.3v电压,其七号引脚接入三极管vph4的基极,其发射极接地,集电极通过光电发送二极管ld1接有+12v电压。

本实用新型的有益效果在于:本实用新型适用有线充电电动汽车和无线充电电动汽车两种,其具有防水性能好,且供电稳定的有益效果。

附图说明

图1是立体车库固定部分机架固定板无线电能发射部分安装示意图;

图2是吊车架移动部分吊车架固定板上的无线电能接收部分安装示意图;

图3a是电动汽车本身采用有线充电时,机架固定板上的无线电能发射部分示意图;

图3b是电动汽车本身采用有线充电时,吊车架固定板上无线电能接收部分侧面安装示意图;

图4是电动汽车本身采用有线充电时具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统总体框图;

图5是具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统无线电能发射部分主电路图;

图6是电动汽车本身采用有线充电时无线电能接收部分主电路图;

图7是逆变参数检测电路;

图8是pfc控制电路。

图9是逆变驱动电路。

图10是发射侧控制电路。

图11是无线电能发射部分控制电路图。

图12是电动汽车本身采用有线充电时光电开关发送和接收电路图;

图13a是电动汽车本身采用无线充电时,机架固定板上的无线电能发射部分示意图;

图13b是电动汽车本身采用无线充电时,吊车架固定板上无线电能接收部分侧面安装示意图。

图14是电动汽车本身采用无线充电时具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统总体框图。

图15是电动汽车本身采用无线充电时具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统无线电能接收部分主电路图。

图16是电动汽车本身采用无线充电时光电开关发送、吊车架光电中继电路和光电接收开关电路结构示意图;

图17是发射线圈和谐振补偿电容c1组成发射侧串联谐振回路,等效电路图;

图18是图17上忽略内阻的等效电路图;

图19是中间补偿电容和吊车架发射线圈组成并串联lcc谐振回路,等效电路图;

图20是图19忽略内阻的等效电路图;

图21是图20的简化电路图。

附图标记:1-无线电能发射部分;2-无线电能接收部分;3-吊车架;4-机架固定板;5-移动链条;6-旋转齿轮;7-吊车架固定板;

11-无线电能发送变换装置;12-发射线圈;13-光电接收开关;

111-整流电路;112-pfc电路;113-逆变电路;114-逆变参数检测电路;115-发射侧控制电路;116-pfc控制电路;117-逆变驱动电路;118-直流电流检测传感器;119-逆变电流检测互感器;

21-接收线圈;22-无线电能接收充电装置;24-汽车充电插头;25-光电发送开关一;

221-高频整流电路一;222-直流斩波电路一;223-充电参数检测电路一;224-bms接口一;225-充电过程控制电路一;226-斩波驱动电路一;227-采样电流分流器一;38-中继电路;

31-吊车架接收线圈;32-中间补偿电容;33-吊车架发射线圈;34-车载接收线圈;35-光电发送开关二;36-车载无线电能接收充电装置;37-停车检测开关;

261-高频整流电路二;262-直流斩波电路二;263-充电参数检测电路二;264-bms接口二;265-充电过程控制电路二;266-斩波驱动电路二;267-采样电流分流器二。

具体实施方式

参阅附图所示,垂直循环式立体车库有n+4个停车位,其中n是大于6的偶数,每个停车位对应一个吊车架3和机架固定板4。吊车架3为循环立体式,吊车架通过移动链条5和旋转齿轮6进行移动。当电动汽车进入立体车库时,电动汽车停在最下层中间的一个吊车架车位,随后载有电动汽车的吊车架沿椭圆形轨迹顺时针方向或逆时针方向移动到固定的位置,将有空位的吊车架移位到最下层中间的一个吊车架车位。如果有电动汽车需要如入库,最下层中间的一个车位有空位,电动汽车即可入库进入空位吊车架。如果最下层中间的一个车位没有空位,立体车库调度有空位的吊车架沿椭圆形轨迹顺时针方向或逆时针方向停到最下层中间的一个车位,电动汽车进入空位吊车架3。如果有电动汽车需要如出库,立体车库进行调度将需要出库的吊车架沿椭圆形轨迹顺时针方向或逆时针方向停到最下层中间的一个车位,电动汽车移出吊车架车位。电动汽车在停到固定位置后开始进行无线充电。在立体车库运行过程中,根据电动汽车入库和出库时,垂直循环式立体车库的要求,吊车架随时进行移动,移动过程中无线充电暂时中断,停到固定位置后继续充电,其中吊车架的固定位置为垂直循环类机械式立体车库系统保证的固定位置,每一个吊车架上的电动汽车可以在立体车库移动到任意固定位置都可以进行无线充电。

在立体车库的每个固定停车位置上有机架固定板4,用于安装无线电能发射部分,吊车架3上有吊车架固定板7,用于安装无线电能接收部分,本实用新型可用于上述垂直循环类机械式立体车库以及其他可充电车库中。

实施例一:

参阅附图所示,

本实施例的电动汽车本身采用有线充电功能,一种电动汽车无线充电系统,包括设置在固定机架上的无线电能发射部分1以及设置在载车吊架上的用于接收无线电能的无线电能接收部分2,所述无线电能发射部分1包括:无线电能发送变换装置11,用于将电网交流电源转化为高频电源,通过发射线圈12和谐振补偿电容c1组成的谐振电路通过无线方式将电能发送至无线电能接收部分;光电接收开关13,用于接收所述无线电能接收部分发出的信号,并将该信号输送至所述无线电能发送变换装置。

光电接收开关13包括由光电接收三极管vph2和电阻rp1~rp3组成的桥式电路、二号和三号引脚与桥式电路连接的比较器icph,其一号引脚和四号引脚接地,其五号引脚连接六号引脚,其八号引脚接入+12v,且通过电容cp1接地,其七号引脚通过电容cp2接地,七号引脚通过电阻rp4接入+3.3v电压。

作为上述一种优选方式,所述无线电能发送变换装置11包括:整流电路111,用于将电网交流电变成直流电源;整流电路111包括过压保护压敏电阻rv1、启动充电限流热敏电阻ntc1、驱动开关ki组成的输入启动保护电路,由共模电感lm、电阻rx1、rx2、电容cx1、cx2、cx3、cx4组成的emc滤波器,和整流桥br1。

其中过压保护压敏电阻rv1两端连接电网电压,即220v交流电,启动充电限流热敏电阻ntc1一端与过压保护压敏电阻rv1一端连接,另一端通过电容cx1接入过压保护压敏电阻rv1的另一端,驱动开关ki与启动充电限流热敏电阻ntc1并联,电容cx1两端连接共模电感lm,共模电感lm并联电容cx2,电阻rx1、rx2串联后与电容cx2并联,电容cx3与电阻rx1并联,电容cx4与电阻rx2并联,电阻rx1、rx2连接处接地,电容cx2两端连接整流桥br1;

pfc电路112,用于与整流电路组合完成功率因数校正功能,提高电网交流电源侧的输入功率因数;pfc电路包括由升压电感lp1、lp2、lp3、开关管vq1、vq2、vq3、二极管vd1、vd2、vd3、滤波电容cd1、cd2、cd3、电流采样电阻ra1、rb1、rc1组成的三级交错式pfc功率因数校正电路,其中滤波电容cd3为电解电容;升压电感lp1与二极管vd1正向串联,二者连接点处接有开关管vq3的集电极,其发射极通过电流采样电阻rc1接地;升压电感lp2与二极管vd2正向串联,二者连接点处接有开关管vq2的集电极,其发射极通过电流采样电阻rb1接地;升压电感lp3与二极管vd3正向串联,二者连接点处接有开关管vq1的集电极,其发射极通过电流采样电阻ra1接地;升压电感lp1、lp2、lp3连接整流桥br1的输出信号,且输出信号通过滤波电容cd1接地;二极管vd1、vd2、vd3的负极均通过滤波电容cd3接地,滤波电容cd2与滤波电容cd3并联。

逆变电路113,与pfc电路112之间连接有直流电压检测传感器118a和直流电流检测传感器118b,所述逆变电路与发射线圈之间接有逆变电流检测互感器119,所述逆变电路113通过第一电容与发射线圈12电气连接,所述逆变电路113用于将pfc电路112输出的直流电源变换为高频交流电源;逆变电路113包括开关管vt1、vt2、vt3、vt4和高频吸收电容cd4,开关管vt1、vt2、vt3、vt4组成的桥式电路,高频吸收电容cd4与桥式电路并联形成全桥逆变电路,其中开关管vt1、vt2、vt3、vt4的漏极和源极之间连接有一个二极管,其栅极连接至二极管vd1、vd2、vd3与电流采样电阻的连接处。

逆变参数检测电路114,用于通过逆变电流检测互感器119检测逆变电路113输出的高频电流,且将该信号传送至发射侧控制电路115;其包括由运算放大器icia、icib、电阻ri1~ri5、二极管di1、di2、电容ci1~ci3组成的逆变电流精密整流电路,和包括由运算放大器icua、icub、电阻ru1~ru5、二极管du1、du2、电容cu3组成的逆变电压精密整流电路,逆变通过电阻ri1接入运算放大器icia的二号引脚,其四号引脚和八号引脚分别通过电容ci1和ci2接地,其四号引脚和八号引脚均接有一个12v电压,其三号引脚直接接地,其二号引脚通过电阻ri2和电阻ri4接入运算放大器icib的六号引脚,其二号引脚通过电阻ri3接入运算放大器icib的五号引脚,电阻ri2和电阻ri4的连接处通过正向连接一个二极管di1接入运算放大器icia的一号引脚,且其一号引脚正向连接二极管di2,二极管di2的负极连接电阻ri3和运算放大器icib的五号引脚,运算放大器icib的六号引脚通过电阻ri5连接至其自身七号引脚并通过电容ci3接地;

逆变电压通过电阻ru1接入运算放大器icua的二号引脚,其四号引脚和八号引脚分别通过电容cu1和cu2接地,其四号引脚和八号引脚均接有一个12v电压,其三号引脚直接接地,其二号引脚通过电阻ru2和电阻ru4接入运算放大器icub的六号引脚,其二号引脚通过电阻ru3接入运算放大器icub的五号引脚,电阻ri2和电阻ri4的连接处通过正向连接一个二极管du1接入运算放大器icua的一号引脚,且其一号引脚正向连接二极管du2,二极管du2的负极连接电阻ru3和运算放大器icub的五号引脚,运算放大器icub的六号引脚通过电阻ru5连接至其自身七号引脚并通过电容cu3接地;

还包括由电压比较器icb、电容cf1~cf3、电阻rf1~rf6组成的频率跟踪逆变电流波形整形电路,电压比较器icb二号引脚通过电阻rf4接地,其五号引脚连接电阻rf3,六号引脚连接电阻rf1,电阻rf1和电阻rf2连接后通过电容cf1接地,电阻rf1和电阻rf2连接点接入逆变,其五号引脚通过电阻rf2接地,其八号引脚和四号引脚分别通过电容cf2和cf3接地,且八号引脚和四号引脚均连接12v电压,其一号引脚通过电阻rf5接入3.3v电压,且引出ip信号,其七号引脚通过电阻rf5接入3.3v电压,且引出in信号。

发射侧控制电路115,用于无线电能传输的频率跟踪控制以及电能传送电能跟踪控制,其通过pfc控制电路116与pfc电路112连接,其通过逆变驱动电路117与逆变电路113连接,且其接收直流电流检测传感器的输出信号;由dsp、cpld组成的频率跟踪与功率跟踪控制电路;

cpld包括扫频模块、接收扫频模块信号的选择器、接收选择器信号的脉宽调制pwm模块、接收脉宽调制pwm模块信号的锁存模块、接收锁存模块信号的移相实现模块、接收移相实现模块信号的死区实现模块、接收死区实现模块信号的保护电路模块,保护电路模块输出移相控制驱动信号q1-q4至逆变驱动电路,其中选择器接收由逆变参数检测电路输送的ip信号和in信号;

dsp包括启/停控制模块、接收启/停控制模块信号的逆变电流设定模块、用于接收直流电流传感器采样值i+、直流电压传感器采样值u+、逆变参数检测输给的i1和u1的a/d采样模块、用于接收a/d采样模块信号的zf计算反射阻抗模块、用于接收a/d采样模块信号以及逆变电流设定模块信号的pid调节模块、用于接收pid调节模块输出信号的移相控制角模块、用于接收zf计算反射阻抗模块并将信号传输至逆变电流设定模块的反射阻抗判断模块、用于发送信号至反射阻抗判断模块的最小反射阻抗设定模块;

频率跟踪功能主要由cpld完成,逆变电流经整形电路得到ip、in,ip对应逆变电流波形由负变正过零点脉冲信号,in对应逆变电流波形由正变负过零点脉冲信号,选择器决定将扫频模块或过零信号送给脉宽调制pwm模块。工作过程中先启动扫频模块进行软启动,这时加在脉宽调制pwm模块上的频率从高开始逐渐向下扫描,在某个频率下正好和电路的谐振频率相等,则电流必然会比较大,只要电流大到一定的值,则认为软启动成功,这时通过选择器将扫频模块的信号断开,逆变电流过零点信号立即进入脉宽调制pwm模块,开始正常的频率跟踪工作流程。锁存模块保存上一周期的pwm信号,工作过程中出现pwm信号突变的非正常信号时,启用锁存模块中的pwm信号作为本周期的工作信号。移相过程控制由dsp和cpld共同完成,dsp的a/d采样模块采集由逆变参数检测输给的i1和u1,以及直流电流传感器采样值i+、直流电压传感器采样值u+,通过计算zf1=u1/i1的动态反射阻抗,和zf2=u+/i+平均反射阻抗,确定接收侧的负载状态,通过反射阻抗动态判断,从而改变逆变电流设定值,实现功率跟踪控制。通过pid调节器改变移相控制角,通过cpld的移相实现模块、死区实现模块、保护电路模块,输出移相控制驱动信号q1~q4,实现移相控制。另外当接收侧的负载出现空载时,动态反射阻抗迅速变小,达到最小反射阻抗设定值,反射阻抗判断模块迅速将逆变电流设定值降为零,同时移相控制角也降为零,移相控制驱动信号的移相角也为零,全桥逆变电路输出电流为零,发射侧停止输出电能。启/停控制模块接收来自光电开关的启动/停止信号,送出upho信号控制pfc电路的开启和停止。

反射阻抗用于发射侧控制电路中反射阻抗判断模块中设定值的依据。

移相控制角模块将其信号输送至移相实现模块。

pfc控制电路115用于控制功率因素校正;其包括由三级交错式pfc集成电路fan9673组成的pfc控制电路、由ic2、ic3、ic4组成的驱动放大电路,输出驱动脉冲vq1、vq2、vq3,通过光耦icds接收来自dsp的开关控制信号ss。

逆变驱动电路116用于驱动逆变电路113工作;包括由ic3~ic6的脉冲功率放大电路、t1、t2脉冲变压器、以及电阻和二极管组成;移相控制驱动信号q1-q4分别通过电阻r10-13输入至ic3~ic6的二号引脚;ic3的六号引脚和七号引脚相接并通过电阻rg1接入脉冲变压器t1的原边,电容cg1与电阻rg1并联,ic4的六号引脚和七号引脚相连,并接入脉冲变压器t1的原边,脉冲变压器t1的副边包括两组相同的电路结构,包括:相互连接的电阻r15和电容c6,二者连接处通过二极管d2连接至脉冲变压器t1的副边,电阻r15通过电阻r14连接至脉冲变压器的副边,电阻r15和电容c6两端并联有二极管d6,二极管d6与电阻r16并联。其中脉冲变压器t1的原边为ic3和ic4,副边为两个相同的电路结构;脉冲变压器t2的原边为ic5和ic6,其连接方式与上述相同,副边为两组相同的电路结构,电路结构与上述结构一致。

直流电流检测传感器用于检测逆变电路的过流保护。

发射线圈12和谐振补偿电容c1组成发射侧串联谐振回路,其等效电路如图17所示,

其中r1、r2是线圈的内阻。如果忽略线圈内阻r1、r2,等效电路变如图18所示,

其反射阻抗为zf=ω2m2/rl,反射阻抗用于发射侧控制电路中反射阻抗判断模块中设定值的依据。

本实施例中所述无线电能接收部分包括:接收线圈21,所述接收线圈21连接第二电容一c2,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能发送部分发出的无线电能;无线电能接收充电装置22,用于将接收到的交流电能进行整流和斩波控制后输入到车载蓄电池一,并将其无线电能进行整流检测后输入车载蓄电池一;电动汽车充电连接线和电动汽车充电插头,用于连接车载蓄电池一和无线电能接收充电装置22;光电发送开关一25,连接无线电能接收充电装置22,用于发送启动或停止控制信号;车载蓄电池一,用于存储电能以及电池管理。

所述无线电能接收充电装置包括:高频整流电路一221、直流斩波电路一222、充电参数检测电路一223、bms接口一224、充电过程控制电路一225、斩波驱动电路一226、采样电流分流器一227;

所述高频整流电路一221的输出接入直流斩波电路一222,直流斩波电路一222通过采样电流分流器一227输出信号,且通过采样电流分流器一227接入充电参数检测电路一223,充电参数检测电路一223通过bms接口一224连接充电过程控制电路一225,充电过程控制电路225一通过斩波驱动电路一226连接直流斩波电路一222。

所述车载蓄电池一包括:蓄电池一、用于蓄电池一管理的车载蓄电池管理器一以及与车载蓄电池管理器一连接的bms输送接口一,bms输送接口一用于发送充电指令信号,所述车载蓄电池管理器一用于管理蓄电池一的数据。

其中图4中,由采样电流分流器一227、充电参数检测电路一223和直流斩波电路一222接有充电量计算,其用于计算充电量,且可通过wi-fi无线网输送至电动汽车本身或者使用者的手机端,其直流电压检测传感器118a和直流电流检测传感器118b延伸连接有输入电量计算电路,用于该停车库的费用计算系统中。

本实施例的工作过程为:

第一步,当电动汽车进入吊车架后,将电动汽车充电插头插入电动汽车充电插口;

第二步,立体车库移动吊车架沿椭圆形轨迹顺时针方向或逆时针方向运行到固定位置;

第三步,充电过程控制电路一225检测车载蓄电池一电压是否正常,如果正常,光电发送开关一25发送启动信号;

第四步,光电接收开关13接收到光电发送开关一25的启动信号,无线电能发送变换装置22开始启动充电;电网工频交流电源经整流电路111和pfc电路112组合完成整流和功率因数校正,将交流电压变换成直流电压;逆变电路113将直流电压变换成高频交流电压;逆变参数检测电路114通过逆变电流检测互感器119检测逆变电路输出的高频电流,发射侧控制电路115根据逆变电路113输出的高频电流进行频率跟踪控制和电能传送跟踪控制;

第五步,逆变电路113输出的高频电压经发射线圈12和谐振补偿电容c1组成发射侧串联谐振回路,发送无线电能;

第六步,由接收线圈21和谐振补偿电容c2组成接收侧串联谐振回路,接收无线电能;

第七步,高频整流电路一221将接收到的高频交流电压变换成直流电压,直流斩波电路一222根据bms接口一224接收到的车载电池管理系统的充电指令设定的充电电压或电流,和充电参数检测电路一223实时检测到的充电电压或电流进行比较,通过pid调节器运算,输出pwm控制信号控制斩波电路的脉冲宽度,实时控制充电过程。

第八步,在充电过程中,立体车库调度需要吊车架移动,吊车架离开固定位置,光电接收开关接收不到光电发送开关一25的启动信号,无线电能发送变换装置停止充电。当吊车架运行到下一个固定位置,光电接收开关接收再次接受到光电发送开关一25的启动信号,无线电能发送变换装置再次启动充电。

实施例二:

本实施例与实施例一的区别仅在于:本实施例的电动汽车本身采用无线充电功能,电动汽车底盘安装有车载接收线圈34、具体有车载无线电能接收充电装置时:所述无线电能接收部分包括:

由吊车架接收线圈31、中间补偿电容32、吊车架发射线圈33三者构成的并串联lcc谐振回路,吊车架接收线圈31通过中间补偿电容32连接吊车架发射线圈33,用于接收和发射无线电能;车载接收线圈34,所述车载接收线圈连接第二电容二,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能;车载蓄电池二,用于接收车载无线电能接收充电装置的电能并存储以及电池管理;车载无线电能接收充电装置36,用于接收由车载接收线圈接收的无线电能,并将其进行整流和斩波控制后输入车载蓄电池二;光电发送开关二35,连接车载无线电能接收充电装置,用于发送启动或停止控制信号;停车检测开关37,用于检测车轮位置;所述停车检测开关37设置在吊车架上,且安装在停车车轮位置上;吊车架光电中继电路38,用于转发启动信号。

其中吊车架接收线圈31、中间补偿电容32和吊车架发射线圈33,起到中继线圈的功能;所述并串联lcc谐振回路和中继线圈不同的是中继线圈安装在发射线圈和接收线圈的中间,而本发明的并串联lcc谐振回路由吊车架接收线圈和吊车架发射线圈组成,两个线圈分别在两个位置,通过中间补偿电容连接而成;所述中间补偿电容和吊车架发射线圈组成并串联lcc谐振回路,其等效电路如图19所示;

其中r1~r4是各线圈的内阻。如果忽略线圈内阻r1~r4,等效电路变如图20所示,如果将电路参数设计为:ωl3-1/ωc4=1/ωc3=ωl2;等效电路可以简化为如图21所示,则其反射阻抗为:zf=ωm1m22c32l2/rl。

吊车架光电中继电路38包括由光电接收三极管vph3、和电阻rp5~rp7组成的桥式电路、二号和三号引脚与桥式电路连接的比较器icph1,其一号引脚和四号引脚接地,其五号引脚连接六号引脚,其八号引脚接入+12v,且通过电容cp3接地,其七号引脚通过电容cp4接地,七号引脚通过电阻rp4接入+3.3v电压,其七号引脚接入三极管vph4的基极,其发射极接地,集电极通过光电发送二极管ld1接有+12v电压。

所述车载无线电能接收充电装置36包括:高频整流电路二261、直流斩波电路二262、充电参数检测电路二263、bms接口二264、充电过程控制电路二265、斩波驱动电路二266、采样电流分流器二267;

所述高频整流电路二261的输出信号接入直流斩波电路二262,直流斩波电路二262通过采样电流分流器二267输出充电电流采样信号,且通过采样电流分流器二276接入充电参数检测电路二263,充电参数检测电路二263通过bms接口二264连接充电过程控制电路二265,充电过程控制电路二265通过斩波驱动电路二266连接直流斩波电路二262。

所述车载蓄电池二均包括:蓄电池二、用于蓄电池二管理的车载蓄电池管理器二以及与车载蓄电池管理器二连接的bms输送接口二;bms输送接口二用于发送充电指令信号,所述车载蓄电池管理器二用于管理蓄电池二的电量。

其中图14中,由采样电流分流器二267、充电参数检测电路二2773和直流斩波电路二262接有充电量计算,其用于计算充电量,且可通过wi-fi无线网输送至电动汽车本身或者使用者的手机端,其直流电压和电流检测传感器延伸连接有输入电量计算电路,用于该停车库的费用计算系统中。

本实用新型的工作过程为:

第一步,当电动汽车进入吊车架后,四个安装在车轮位置的停车检测开关37闭合;

第二步,立体车库移动吊车架沿椭圆形轨迹顺时针方向或逆时针方向运行到固定位置;

第三步,光电发送开关二35发送启动信号;

第四步,光电接收开关13接收到光电发送开关二35的启动信号,无线电能发送变换装置36开始启动充电;电网工频交流电源经整流电路111和pfc电路112组合进行整流和功率因数校正,将交流电压变换成直流电压;逆变电路113将直流电压变换成高频交流电压;逆变参数检测电路114通过逆变电流检测互感器119检测逆变电路输出的高频电流,发射侧控制电路115根据逆变电路输出的高频电流进行频率跟踪控制和电能传送跟踪控制;

第五步,逆变电路113输出的高频电压经发射线圈12和谐振补偿电容c1组成发射侧串联谐振回路,发送无线电能;

第六步,由车载接收线圈34、中间补偿电容和吊车架发射线圈33组成并串联lcc谐振回路,接收和发射无线电能,车载接收线圈34和谐振补偿电容c2组成接收侧串联谐振回路接收无线电能;

第七步,高频整流电路二261将接收到的高频交流电压变换成直流电压,直流斩波电路二根据bms接口二264接收到的车载电池管理系统的充电指令设定的充电电压或电流,和充电参数检测电路二263实时检测到的充电电压或电流进行比较,通过pid调节器运算,输出pwm控制信号控制斩波电路的脉冲宽度,实时控制充电过程。

第八步,在充电过程中,立体车库调度需要吊车架移动,吊车架离开固定位置,光电接收开关13接收不到光电发送开关二35的启动信号,无线电能发送变换装置停止充电。当吊车架运行到下一个固定位置,光电接收开关13再次接受到光电发送开关二35的启动信号,无线电能发送变换装置再次启动充电。

实施例一与实施例二中:由于高频整流电路一221与高频整流电路二261、直流斩波电路一222与直流斩波电路二262、充电参数检测电路一223与充电参数检测电路二263、bms接口一224与bms接口二364、充电过程控制电路一225与充电过程控制电路二265、斩波驱动电路一226与斩波驱动电路二266、采样电流分流器一227与采样电流分流器二267的内部结构一致,以下将统一进行描述:即高频整流电路一与高频整流电路二统称为高频整流电路。

所述高频整流电路将接收到的高频交流电压转化为直流电压;直流斩波电路用于控制充电电压或电流;充电参数检测电路用于实时监测充电电压和电流反馈;所示bms接口用于接收充电指令;充电过程控制电路将充电参数检测得到的电压和电流信号和bms接口接收到的充电指令进行比较,进行pid调节运算,输出控制信号给斩波驱动电路;斩波驱动电路输出信号至直流斩波电路;采样电流分流器用于采样充电电流。

其中高频整流电路为由高频二极管dr1-dr4组成的整流桥;

直流斩波电路由开关管vtr1、二极管vdr1、电感lr、滤波电容cr1~cr4组成,其中滤波电容cr1和滤波电容cr3为电解电容,滤波电容cr2与滤波电容cr1并联,滤波电容cr3与滤波电容cr4并联,滤波电容cr1的正极通过开关管vtr1和电感lr连接至滤波电容cr3的正极,开关管vtr1和电感lr的连接处通过二极管vdr1接地;

充电参数检测电路包括差动放大器ic3,电压检测由电阻r6和电容c7组成,差动放大器ic3的三号引脚接有电阻ri1,二号引脚接有ri2,三号引脚接地,七号引脚接+5v且通过电容ci3接地,四号引脚接+5v且通过电容ci4接地,一号引脚和八号引脚之间接头电阻rig,六号引脚通过电阻ri5输出信号,且电阻ri5通过电容c8接地;

bms接口采用mcp2551芯片;

充电过程控制电路,由单片机组成,其包括a/d采样模块、接收a/d采样模块信号的pid调节器和充电参数给定模块,充电参数给定模块为pid调节器提供参数、用于接收bms接口信息的bms指令接收模块、接收bms指令接收模块的充电曲线存储模块、充电曲线存储模块为充电参数给定模块提供数据、bms指令接收模块输出信号至启/停控制模块、启/停控制模块和pid调节器输出信号至pwm斩波信号输出模块;

斩波驱动电路由光耦ica1、脉冲功率放大电路ica2组成,光耦ica1其五号引脚连接脉冲功率放大电路ica2二号引脚。

光电发送开关一25和光电发送开关二35的结构一致均包括光电发送二极管ld、三极管vph1和电阻rp0组成的光电发送电路,电阻rp0接入三极管vph1的基极,其集电极接入光电发送二极管ld,并接有+12v电压,其发射极接地;

其中实施例一与实施例二中,当吊车架移动时,吊车架上的光电发送开关一直处于发送状态,但立体车库机架上的光电开关接收不到吊车架上的光电发送开关的发送信号,立体车库机架上的无线电能发送装置停止发送电能,直到吊车架移动停止固定后,立体车库机架上的光电开关再次接收到信号,立体车库机架上的无线电能发送装置重新启动继续发送电能。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电源电压vcc等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

技术特征:

1.一种具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,包括设置在固定机架上的无线电能发射部分以及设置在载车吊架上的用于接收无线电能信号的无线电能接收部分,其特征在于:

所述无线电能接收部分包括:

接收线圈,所述接收线圈连接第二电容一,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能发送部分发出的无线电能;

无线电能接收充电装置,用于接收由接收线圈接收的无线电能,并将其无线电能进行整流和斩波后输入车载蓄电池一;

电动汽车充电连接线和电动汽车充电插头,用于连接车载蓄电池一和无线电能接收充电装置;

光电发送开关一,连接无线电能接收充电装置,用于发送启动或停止控制信号;

车载蓄电池一,用于存储电能以及电池管理。

2.根据权利要求1所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述无线电能接收充电装置包括:高频整流电路一、直流斩波电路一、充电参数检测电路一、bms接口一、充电过程控制电路一、斩波驱动电路一、采样电流分流器一;

所述高频整流电路一的输出信号接入直流斩波电路一,直流斩波电路一通过采样电流分流器一输出信号,且通过采样电流分流器一接入充电参数检测电路一,充电参数检测电路一通过bms接口一连接充电过程控制电路一,充电过程控制电路一通过斩波驱动电路一连接直流斩波电路一。

3.根据权利要求2所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述高频整流电路一将接收到的高频交流电压转化为直流电压;直流斩波电路一用于控制充电电压或电流;充电参数检测电路一用于实时监测充电电压和电流反馈;所示bms接口一用于接收充电指令;充电过程控制电路一将充电参数检测得到的电压和电流信号和bms接口一接收到的充电指令进行比较,进行pid调节运算,输出控制信号给斩波驱动电路一;斩波驱动电路一输出信号至直流斩波电路一;采样电流分流器一用于采样充电电流。

4.根据权利要求1或2或3所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述无线电能发射部分包括发射线圈,所述发射线圈和谐振补偿电容组成发射侧串联谐振回路,用于发射侧控制电路中反射阻抗判断模块中设定值的依据的反射阻抗为:

zf=ω2m2/rl。

5.一种具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,包括设置在固定机架上的无线电能发射部分以及设置在载车吊架上的用于接收无线电能信号的无线电能接收部分,其特征在于:

所述无线电能接收部分包括:

由吊车架接收线圈、中间补偿电容、吊车架发射线圈三者构成的并串联lcc谐振回路,吊车架接收线圈通过中间补偿电容连接吊车架发射线圈,用于接收和发射无线电能;

车载接收线圈,所述车载接收线圈连接第二电容二,二者形成接收侧串联谐振回路,用于接收无线电能;

车载蓄电池二,用于接收车载无线电能接收充电装置的电能并存储以及电池管理;

车载无线电能接收充电装置,用于接收由车载接收线圈接收的无线电能,并将其无线电能进行整流检测后输入车载蓄电池二;

光电发送开关二,连接车载无线电能接收充电装置,用于发送启动或停止控制信号;

停车检测开关,用于检测车轮位置;

吊车架光电中继电路,用于转发启动信号。

6.根据权利要求5所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述车载无线电能接收充电装置包括:高频整流电路二、直流斩波电路二、充电参数检测电路二、bms接口二、充电过程控制电路二、斩波驱动电路二、采样电流分流器二;

所述高频整流电路二的输出信号接入直流斩波电路二,直流斩波电路二通过采样电流分流器二输出信号,且通过采样电流分流器二接入充电参数检测电路二,充电参数检测电路二通过bms接口二连接充电过程控制电路二,充电过程控制电路二通过斩波驱动电路二连接直流斩波电路二。

7.根据权利要求6所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述高频整流电路二将接收到的高频交流电压转化为直流电压;直流斩波电路二用于控制充电电压或电流;充电参数检测电路二用于实时监测充电电压和电流反馈;所示bms接口二用于接收充电指令;充电过程控制电路二将充电参数检测得到的电压和电流信号和bms接口二接收到的充电指令进行比较,进行pid调节运算,输出控制信号给斩波驱动电路二;斩波驱动电路二输出信号至直流斩波电路;采样电流分流器用于采样充电电流。

8.根据权利要求5或6或7所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述并串联lcc谐振回路由吊车架接收线圈和吊车架发射线圈组成,两个线圈分别在两个位置,通过中间补偿电容连接而成;所述中间补偿电容和吊车架发射线圈组成并串联lcc谐振回路,忽略线圈内阻的电路参数为:

用于发射侧控制电路中反射阻抗判断模块中设定值的依据的反射阻抗为:

9.根据权利要求1或5所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述无线电能发射部分包括:

无线电能发送变换装置,用于将电网交流电源转化为高频电源后将该信号发送至发射线圈;

发射线圈,用于接收所述无线电能发送变换装置的输出信号,并通过无线方式发送至无线电能接收部分;

光电接收开关,用于接收所述无线电能接收部分发出的信号,并将该信号输送至所述无线电能发送变换装置。

10.根据权利要求9所述的具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,其特征在于,所述无线电能发送变换装置包括:整流电路,用于将电网交流电变成直流电源;

pfc电路,用于与接收整流后的直流电源信号的功率因素校正;

逆变电路,与pfc电路之间连接有直流电流检测传感器,所述逆变电路与发射线圈之间接有逆变电流检测互感器,所述逆变电路通过第一电容与发射线圈电气连接,所述逆变电路用于将pfc电路输出的直流电源变换为高频交流电源;

逆变参数检测电路,用于通过逆变电流检测互感器检测逆变电路输出的高频电流,且将该信号发送至发射侧控制电路;

发射侧控制电路,用于无线电能传输的频率跟踪控制以及传送电能跟踪控制,其通过pfc控制电路与pfc电路连接,其通过逆变驱动电路与逆变电路连接,且其接收直流电流检测传感器的输出信号;

pfc控制电路用于控制功率因素校正;逆变驱动电路用于驱动逆变电路工作;

直流电流检测传感器用于检测逆变电路的过流保护;

所述发射侧控制电路由dsp、cpld组成的频率跟踪与功率跟踪控制电路;

cpld包括扫频模块、接收扫频模块信号的选择器、接收选择器信号的脉宽调制pwm模块、接收脉宽调制pwm模块信号的锁存模块、接收锁存模块信号的移相实现模块、接收移相实现模块信号的死区实现模块、接收死区实现模块信号的保护电路模块,保护电路模块输出移相控制驱动信号q1-q4至逆变驱动电路,所述选择器接收由逆变参数检测电路输送的ip信号和in信号;

dsp包括启/停控制模块、接收启/停控制模块信号的逆变电流设定模块、用于接收直流电流传感器采样值i+、直流电压传感器采样值u+、逆变参数检测输给的i1和u1的a/d采样模块、用于接收a/d采样模块信号的zf计算反射阻抗模块、用于接收a/d采样模块信号以及逆变电流设定模块信号的pid调节模块、用于接收pid调节模块输出信号的移相控制角模块、用于接收zf计算反射阻抗模块并将信号传输至逆变电流设定模块的反射阻抗判断模块、用于发送信号至反射阻抗判断模块的最小反射阻抗设定模块。

技术总结

本实用新型所公开的一种具有电动汽车充电的垂直循环式立体车库无线供电系统,包括设置在固定机架上的无线电能发射部分以及设置在载车吊架上的用于接收无线电能信号的无线电能接收部分,本实用新型可用于电动汽车本身采用有线充电和电动汽车本身采用无线充电两种形式,解决了传统立体停车库充电方式供电不稳、难以防水等问题。本实用新型采用两种方式进行充电,满足现有立体式停车库对于电动汽车稳定供电的目的。

技术研发人员:沈锦飞;万海松;盛少辉

受保护的技术使用者:无锡市沃乐思科技有限公司

技术研发日:.05.13

技术公布日:.02.11

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