一种电动汽车路段无线充电控制方法与流程

本发明涉及一种电动汽车路段无线充电控制方法。

背景技术：

电动汽车作为近年来新普及的绿色能源交通工具，颇受环保爱护着的青睐。但是，目前电动汽车充电问题还未能较好地得到解决。比如道路段设置的充电桩较少，停车位有限无法及时充电，充电时间较长影响行程等一系列原因均导致部分电动汽车拥护者想使用电动汽车但是又未能实现。对于电动汽车充电，固定充电桩无法实现随时及时充电，便捷性不够，所以，实现电动汽车的无线充电技术便应运而生。

无线充电不仅充电方便，同时需要较高的充电对应性，对于电动汽车身的准确识别，准确定位均有较高要求，这样才能满足无线充电效率的提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动汽车路段无线充电控制方法，不仅方便对电动汽车及时充电，同时便于充电车辆的规范化管理，定位准确，充电效率高。

本发明提供的一种电动汽车路段无线充电控制方法，包括以下步骤：

1)电量检测装置检测到车载蓄电池当前电量小于预设值时，发送提醒信息至随车启动的主控装置上，设在驾驶台前方的所述主控装置接收信息并控制其内设置的GPS定位模块搜寻当前路段最近距离的无线充电网点；

2)所述主控装置中的数据处理模块判断当前能耗下车载蓄电池的当前电量是否满足电动汽车到达目标位置所需电量；

3)判断结果为“是”，行驶至目标位置后，打开电动汽车顶部的接收线圈，所述主控装置中的无线信号检测模块调控所述接收线圈搜寻并接收无线充电信号；

4)接收到所述无线充电信号后，所述主控装置的控制面板上自动显示出该电动汽车的车辆信息，并显示登录界面，驾驶人员进行界面登录，并进行车辆信息认证，认证成功后无线充电信号连通，开始充电；

5)所述电量检测装置检测到车载蓄电池的当前电量充满后，发送电量充满信号至所述主控装置，所述主控装置接收信号并控制所述接收线圈收回，电动汽车充电完成。

进一步地，所述车载蓄电池内置无线接收器，所述接收线圈接收到无线充电信号后，通过内置的所述无线接收器无线连接信号，开始给所述车载蓄电池充电。

进一步地，步骤3中，所述接收线圈的固定方法为：

在电动汽车的车顶上设置一个固定安装板，所述固定安装板上设置有能够在360°范围内转动的伸缩支架，所述伸缩支架通过线路与所述主控装置电连接，所述接收线圈设在所述伸缩支架上并随伸缩支架转动进行无线信号的准确定位。

进一步地，所述主控装置内设有伸缩支架控制模块，所述主控装置的控制面板上设有控制键，使用时，

驾驶人员直接在所述控制面板上通过开启键发送指令给所述伸缩支架控制模块，所述伸缩支架控制模块控制所述伸缩支架根据所述接收线圈接收的无线充电信号的位置进行转动伸缩。

进一步地，所述伸缩支架的伸缩范围最大为3米。

进一步地，步骤3中，所述接收线圈至少包括两个，两个所述接收线圈所在平面成30°夹角，二者并联耦合。

进一步地，其中至少一个所述接收线圈金属表面覆有增强其自身电感耦合强度的导磁层；所述导磁层由主要成分为氧化锌的铁氧体材料制成。

进一步地，两个所述接收线圈的匝数相同，两个所述接收线圈的面积相等。

进一步地，步骤3中，所述接收线圈中的磁芯采用高磁导率软磁铁氧体磁芯。

进一步地，步骤3中，所述接收线圈的表面涂覆有抗氧化保护膜，所述抗氧化保护膜为镀电泳漆、镀镍镀金保护层或喷涂保护层。

本发明提供的一种电动汽车路段无线充电控制方法，通过电量检测装置、主控装置及其内部的GPS定位模块的结合，准确提醒电动汽车驾驶人员根据剩余电量及时充电。充电时，先通过车辆身份认证，通过认证的车辆能够自动连通无线充电信号进行充电，而未通过车辆身份认证的，则无法连接到无线充电信号，这样，能够对充电电动汽车进行很好地规范化管理。

附图说明

图1为本发明提供的电动汽车路段无线充电控制方法流程示意图；

图2本发明提供的电动汽车路段无线充电控制方法中的车载蓄电池降温装置的结构示意图。

1.蓄电池，2.蓄电池盒，3.相变降温材料，4.干冰存储盒。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行说明。

本发明的一种电动汽车路段无线充电控制方法，如图1所示，包括以下步骤：

101.电量检测装置检测到车载蓄电池当前电量小于预设值时，发送提醒信号至随车启动的主控装置上，设在驾驶台前方的所述主控装置接收信息并控制其内设置的GPS定位模块搜寻当前路段最近距离的无线充电网点；

102.所述主控装置中的数据处理模块判断当前能耗下车载蓄电池的当前电量是否满足电动汽车到达目标位置所需电量；

103.判断结果为“是”，行驶至目标位置后，打开电动汽车顶部的接收线圈，所述主控装置中的无线信号检测模块调控所述接收线圈搜寻接收无线充电信号；

104.接收到所述无线充电信号后，所述主控装置的控制面板上自动显示出该电动汽车的车辆信息，并显示登录界面，驾驶人员进行界面登录，并进行车辆信息认证，认证成功后无线充电信号连通，开始充电；

105.所述电量检测装置检测到车载蓄电池的当前电量充满后，发送电量充满信号至所述主控装置，所述主控装置接收信号并控制所述接收线圈收回，电动汽车充电完成。

电量检测装置实时检测车载蓄电池的当前电量，并将检测到的电量信息发送至主控装置，主控装置中的GPS定位模块实时搜寻当前路段上最近距离的无线充电网点，主控装置中的数据处理模块将接收到的电量信息与最近距离的无线充电网点信息结合，判断当前能耗下车载蓄电池能否满足至目标位置充电，判断为“是”之后，电动汽车开始行驶至无线充电网点。

充电时，先打开接收线圈，主控装置中的无线信号检测模块调控接收线圈搜寻接收无线充电信号，接收到无线充电信号后，主控装置的控制面板上会自动显示出该电动汽车的车辆信息，并显示登录界面，驾驶人员进行界面登录，并进行车辆信息认证，认证成功后无线充电信号连通，开始充电，充满电后，主控装置控制接收线圈收回，充电完成。

充电时，充电站往往会有快充和慢充的充电点，驾驶人员根据个人需求可以使用快充或者慢充。但是，由于快充过程中电池内部产生的气体和热量，在正常情况下能够达到平衡，如果充电电压过高，电池内部的化学反应加速，则平衡将被破坏，对电动汽车电池及电瓶造成损害。

本实施例中，电量检测装置可是由市售采购获得，可以使用常用的智能电量监测仪。优选电量检测装置为电量检测芯片，该电量检测芯片优选采用BQ27x00系统，提供了诸如电量剩余状态、剩余运行时间等信息。主机在任何时候都可以询问到这种信息，并由主机来决定是通过LED还是通过屏幕显示消息来通知最终用户有关电池的信息。

为了保护车载蓄电池，减小充电过程中对其造成的损害，优选可以给车载蓄电池配设温度传感器，同时在所述电量检测装置内配设温控元件用以调控车载蓄电池的当前温度。

温度传感器为非接触式温度传感器，测量上限不受感温元件耐温程度的限制，因而对最高可测温度原则上没有限制。优选采用美国omega的OS136-1-K型号。

温控元件为突跳式温控器，在主控装置上设置遥控突跳式温控器自动复位的复位开关，当降温装置对蓄电池降温至预设温度后，温控元件将降温完成信息反馈给主控装置，主控装置控制突跳式温控器的内部触点自动复位。

具体地，温控元件调节蓄电池的当前温度时，根据温控元件中存储的充电电流与蓄电池温度对照信息进行自动调节，具体为：

温控元件识别当前蓄电池能够达到的最大安全温度以及在该温度下可达到的最大充电电流，并将蓄电池的当前充电电流调节至最大充电电流。

当温度传感器检测到蓄电池的当前温度超出最高临界值时，发送反馈信息给主控装置，主控装置接收信息并启动降温设备对蓄电池进行紧急降温。

如图2所示，降温设备包括相变降温材料3层以及干冰降温层；

将蓄电池1放置在侧壁内填充有相变降温材料3的蓄电池盒2内，在蓄电池盒2的外部套设干冰存储盒4，干冰存储盒4上同时配设有干冰制造机；使用相变降温材料3对蓄电池1进行降温，同时，外部的干冰层吸收相变材料吸收的蓄电池1释放的热量对相变降温材料3进行降温。

紧急降温需要在蓄电池1上设置降温设置，为了能够更高效地对蓄电池1进行降温，该降温设备降相变降温材料3和干冰制造机结合使用，具体为，将蓄电池1放置在侧壁内填充有相变降温材料3的蓄电池盒2内，在蓄电池盒2的外部套设干冰存储盒4，干冰存储盒4上同时配设有干冰制造机，该干冰制造机的动力来源于车载蓄电池1；使用相变降温材料3对蓄电池1进行降温，同时，外部的干冰层吸收相变降温材料3吸收的蓄电池1释放的热量对相变降温材料3进行降温。

该相变降温材料的主要原料的组份为：

17g六水氯化钙GaCl2·6H2O、0.75g成核剂六水氯化锶SrCl2·6H2O、0.5g熔点调节剂氯化钠NaCl、增稠剂羟甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose sodium，NaCMC)0.25g以及水2.5g。

将上述原料混合并配制成溶液，然后置于80℃的恒温水浴中加热，并不断地搅拌直至原料全部熔融溶液变成透明液体。接着，将透明液体置于4℃的低温下结晶，完成初始能量的储存与释放，得到相变材料。制得的相变材料的相变温度为31℃，相变潜热为168J/g。

当降温设备对超出最高临界值的蓄电池降温1分钟之后还未降温至最高临界值或者最高临界值以下时，发出紧急断电信号，主控装置接收紧急断电信号并启动紧急断电装置，停止对蓄电池充电。

优选，该蓄电池可以为能够快速充电也能快速放电的双向蓄电池，包括第一非水电解质电池、第二非水电解质电池以及控制部；

第一非水电解质电池能够吸附释放锂离子，含有石墨粉末，平均粒子直径大于2微米；

第二非水电解质电池是能够吸附锂离子，电位为0.5-0.6Vvs.Li/Li⁺、一次粒子的平均粒子直径大于1微米、并含钛金属氧化物的负极活性物质；

控制部至少在未从外部向第二非水电解质电池供电的情况下，断续地使第一非水电解质电池与第二非水电解质电池连接，第二非水电解质电池的充放电深度为10-90％。

第二非水电解质电池的充电深度处于50-100％范围内时，以恒电流恒电压的控制方式从第二非水电解质电池向第一非水电解质电池充电；

第二非水电解质电池的充电深度降低至小于40％时，以恒电压控制方式从第一非水电解质电池向第二非水电解质电池充电。

为了节省无线充电设备对电动汽车内部空间的使用，优选采用内置有无线接收器的车载蓄电池，不需要单独地无线接收设备，接收线圈接收到无线充电信号后即可对蓄电池进充电。

为了准确定位到无线充电信号，优选可以给接收线圈设置一个可以伸缩的支架，具体包括：在电动汽车的车顶上设置一个固定安装板，该固定安装板上设置有能够在360°范围内转动的伸缩支架，该伸缩支架通过线路与主控装置电连接，接收线圈设在伸缩支架上并随伸缩支架转动进行无线信号的准确定位。

主控装置内设有伸缩支架控制模块，主控装置的控制面板上设有控制键，控制面板优选为触摸屏式，使用时，

驾驶人员直接在控制面板上通过开启键发送指令给所述伸缩支架控制模块，所述伸缩支架控制模块控制所述伸缩支架根据所述接收线圈接收的无线充电信号的位置进行转动伸缩。

该伸缩支架的伸缩范围最大为3米，在3米范围内可以根据需要进行全方位伸缩。为了便于收放，该收缩支架可以设置为折叠式的，占用空间少。

为了减小接收线圈的电阻，提高磁感应强度，优选接收线圈至少包括两个，两个接收线圈所在平面成30°夹角，二者并联耦合。这样不仅能减小等效电阻，还能提高接收线圈的充电感应灵敏性。

其中至少一个接收线圈金属表面覆有增强其自身电感耦合强度的导磁层；导磁层也可以是导引磁通或磁场线的层。优选该导磁层由主要成分为氧化锌的铁氧体材料制成，与无线充电信号所在磁场耦合。

两个接收线圈也可以相互垂直设置也可以相距一定距离并联设置。

两个接收线圈的匝数可以相同也可以不同，两个接收线圈的面积可以相等也可以不等。根据试验，当不等时，其中一个接收线圈的面积较大时，该线圈的匝数可以相对减小，优选两个接收线圈的匝数相同，两个接收线圈的面积相等。其中，两个接收线圈的匝数可以基于以下关系式：

A_{Rx 2}N_{Rx 1}＝A_{Rx 1}N_{Rx 2}， 式(1)；

式(1)中，A_Rx2和A_Rx1分别表示两个接收线圈的面积，N_Rx2和N_Rx1分别表示两个接收线圈的线圈匝数。

为了提高接收线圈的磁导率，优选接收线圈中的磁芯采用高磁导率软磁铁氧体磁芯。

接收线圈可以设置在存储盒内，也可以直接裸露在车顶位置，当裸露在车顶位置时，优选可以在接收线圈的表面涂覆保护接收线圈的抗氧化保护膜，该抗氧化保护膜为可以镀电泳漆、镍金保护层或喷涂其他可用的保护层。

以上，虽然说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式只是作为例子提出的，并非用于限定本发明的范围。对于这些新的实施方式，能够以其他各种方式进行实施，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换、及变更。这些实施方式和其变形，包含于本发明的范围和要旨中的同时，也包含于权利要求书中记载的发明及其均等范围内。