具有多线圈的无线电力传输装置和无线电力传输方法与流程

本发明涉及无线电力传输，具体为具有多线圈的无线电力传输装置和无线电力传输方法。

背景技术：

1、无线电力传输也称无线能量传输或无线功率传输，它通过电磁感应和能量转换来实现。无线电力传输主要通过电磁感应、电磁共振、射频、微波、激光等方式实现非接触式的电力传输，根据在空间实现无线电力传输供电距离的不同，可以把无线电力传输形式分为短程、中程和远程传输三大类，随着科技的发展，无线电力传输技术已经得到了广泛的应用，然而，现有的无线电力传输装置和方法在传输效率和稳定性方面仍存在一些问题，特别是在传输距离较远或需要为多个设备同时供电的情况下，这些问题尤为突出；

2、随着环保理念的普及和新能源汽车技术的进步，新能源汽车在全球范围内得到了广泛的推广和应用，然而，新能源汽车的续航能力一直是制约其大规模应用的主要问题之一，虽然目前已有许多关于新能源汽车充电设施的研究，但如何实现汽车在行驶过程中的实时充电，仍是新能源汽车领域亟待解决的问题，因此，有必要开发具有多线圈的无线电力传输装置和无线电力传输方法，以提高传输效率和稳定性，无线电力传输技术以其无需物理连接的便捷性在多个领域得到应用；

3、该充电道路通过集成高效能源收集、存储和传输系统，以及智能车辆识别与充电控制系统，实现汽车在行驶过程中实时无线充电，从而提高新能源汽车的续航能力，推动新能源汽车行业的快速发展。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供具有多线圈的无线电力传输装置和无线电力传输方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：具有多线圈的无线电力传输装置和无线电力传输方法，包括多个电力传输末端线圈系统和电力传输起始端系统，所述电力传输起始端系统包括交流电源、整流滤波电路和逆变电路；

3、所述电力传输末端系统包括整流滤波电路和集电对象，集电对象为汽车；

4、无线电力传输中的线圈部分由电力传输起始端线圈和电力传输末端线圈组成，进行无线电力传输时，交流电源通过整流滤波电路，滤掉其中的高次谐波并将滤波之后得到的交流电进行整流，得到低频直流电，然后通过逆变电路将其转变为高频交流电，以此确保得到的交流电波形平滑，输出高频交流电后，驱动电力传输起始端线圈使电能转换成磁场能发射出去，通过电力传输起始端线圈和电力传输末端线圈之间的互感耦合，使得电力传输末端线圈接收到发送出去的磁场能，将接收到的磁场能再次转换成电能，转换后的电能通过一个整流滤波电路，从高频率的交流电转变成低频的直流电，将低频的直流电传输给集电对象。

5、根据上述技术方案，设置电力传输起始端线圈为主线圈，设置电力传输末端线圈为副线圈；

6、设置汽车电池监控系统；

7、所述汽车电池监控系统包括汽车能耗标定数据、汽车行驶标定数据、汽车功能性能耗数据；

8、所述汽车功能性能耗数据包括车内能耗性数据和车外能耗性数据；

9、所述行驶标定能耗数据包括汽车在最佳状态下的能耗数据、充电数据。

10、根据上述技术方案，设置充电道路，所述充电道路表面采用导电材料制成，以便将电力传输起始端线圈组件产生的电能传输给行驶在上面的汽车，在路面下方铺设若干个电力传输起始端线圈组件，根据路面长度和宽度自定义相邻电力传输起始端线圈组件的间隔长度，每个电力传输起始端线圈组件包括若干个主线圈，每个主线圈均为独立控制线圈。

11、根据上述技术方案，所述充电道路的两侧、充电道路的起点、终点处均设置汽车监测条。

12、根据上述技术方案，所述汽车监测条的作用是监测进入充电道路的汽车，获取汽车进入充电道路的时间起点、汽车类型、汽车能耗标定数据、汽车行驶标定数据、汽车功能性能耗数据，在汽车驶出充电道路时，所述汽车监测条再次获取汽车驶出时间点；

13、所述汽车电池监控系统中设置汽车感应条，所述汽车感应条与汽车监测条无线匹配，所述汽车感应条位于汽车监测条垂直上方时，汽车监测条获取汽车电池监控系统中的全部数据；

14、当汽车行驶至充电道路，无线电力传输装置获取汽车的规格，通过所述汽车能耗标定数据确认汽车是否为无线充电车型，若是确认为无线充电车型，则无线电力传输装置对汽车进行无线充电，汽车内部可以设置是否准许汽车进行实时无线充电功能，由车主进行选择是否进行无线充电。

15、根据上述技术方案，当汽车确认为无线充电车型，实时获取汽车行驶速度v，将v分为v1-v8共计8个层级，v1表示汽车行驶速度最慢，v8表示汽车行驶速度最快；

16、无线电力传输装置获取当前充电道路的限制速度为l，l包括在v1-v8层级内，设置每个电力传输起始端线圈组件包括8个主线圈，形成多通道无线电力传输路径，随着汽车的行驶速度按照层级逐渐递增，其启用主线圈数量也依次增加，如汽车以v1层级的速度行驶，则无线电力传输装置驱动1个主线圈运行，如汽车以v8层级的速度行驶，则无线电力传输装置驱动8个主线圈运行，无线电力传输装置根据l所处层级实时调整驱动的主线圈数量，使得不同限速的充电道路上的充电功率不同，汽车在低限速的充电道路上行驶速度低，其能耗低，则汽车对无线充电的需求低，相反，汽车在高限速的充电道路上行驶速度低，其能耗高，则汽车对无线充电的需求高，由于无线充电过程中存在无效能耗，则通过充电道路的限速层级调整无线充电功率，则可以大幅减小无效能耗，且满足汽车的正常充电的使用。

17、根据上述技术方案，当汽车行驶速度为v1或者低于停驻时，则无线电力传输装置驱动8个主线圈同时运行，低速或者不运行时，汽车底部的副线圈与单个主线圈的接触时间长，且无线传输电力的效率高，产生的无效能耗少，则可以同时驱动8个主线圈对汽车进行充电，在能耗低损耗的情况下提高汽车的充电速度。

18、根据上述技术方案，车内能耗性数据和车外能耗性数据，车内能耗性数据为车内照明、车内通风、净化、加热等非行驶用能耗，车外能耗数据为汽车照明等非行驶用能耗，设置车内实时能耗性数据为k1，设置车外实时能耗性数据为k2，预设车内能耗性数据分为车内低能耗性数据和车内高能耗性数据，预设车外能耗性数据分为车外低能耗性数据和车外高能耗性数据，车内低能耗性数据为k3，车内高能耗性数据为k4，车外低能耗性数据为k5，车外高能耗性数据为k6。

19、根据上述技术方案，通过对比k1和k3、k4，若是k1小于等于k3，则表示汽车行驶过程中其汽车内部功能性的能耗可以忽略不计，若是k1大于k3，且k1小于等于k4，则表示汽车内部功能性的能耗对汽车行驶期间的充电造成低影响，即相同时间内，汽车行驶在充电道路上实际充电量不达标，无法避免汽车电量维持进入充电通道起点的电量，则无线电力传输装置增加1个驱动主线圈数量，若是k1大于k4，则表示汽车内部功能性的能耗对汽车行驶期间的充电造成高影响，则无线电力传输装置增加2个驱动主线圈数量，提高汽车上副线圈接收电力的效率，维持汽车的稳定充电量。

20、根据上述技术方案，通过对比k2和k5、k6，若是k2小于等于k5，则表示汽车行驶过程中其汽车外部功能性的能耗可以忽略不计，若是k2大于k5，且k2小于等于k6，则表示汽车外部功能性的能耗对汽车行驶期间的充电造成低影响，即相同时间内，汽车行驶在充电道路上实际充电量不达标，无法避免汽车电量维持进入充电通道起点的电量，则无线电力传输装置增加1个驱动主线圈数量，若是k2大于k6，则表示汽车外部功能性的能耗对汽车行驶期间的充电造成高影响，则无线电力传输装置增加2个驱动主线圈数量，提高汽车上副线圈接收电力的效率，维持汽车的稳定充电量；

21、若是汽车内部和外部均处于低影响能耗阶段，则无线电力传输装置只增加驱动1个主线圈，若是汽车内部和外部分别处于不同影响能耗阶段，则无线电力传输装置增加驱动2个主线圈，在避免无线充电能耗过大损失的状况下确保为汽车进行补充无线充电即可，若是汽车内部和外部均处于高影响能耗阶段，则无线电力传输装置增加驱动4个主线圈，最高为8个主线圈，确保汽车充电量足够。

22、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有电力传输末端线圈系统和电力传输起始端系统，通过区分汽车行驶过程中的能耗，精确控制各主线圈的工作状态，可以有效避免电磁干扰和过热等问题，确保使用安全，同时根据汽车的实时状态，使用不同数量的主线圈，可以确保在设备移动或位置变化时，仍能保持稳定的电力传输，提高汽车的无线电力传输稳定性。