一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，包括安裝于電動汽車上的電能接收側裝置和安裝在道路或地板下的若干個電能發射側裝置；其中電能接收極板安裝于電動汽車的輪胎中，通過與安裝在道路或者地板下的電能發射極板之間的電場耦合，將電能以高頻電場的形式從地面的電能發射極板傳輸到輪胎內的電能接收極板，經過電能轉換給車載電池組充電。本發明可以使電動汽車在高速行駛中(動態無線充電)，或者停止時進行充電(靜態無線充電)。本發明具有體積小、電能傳輸能力大、控制簡單、整體效率高、沒有磁場輻射、沒有火災隱患、成本低等優點。
【專利說明】
一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統
技術領域
[0001]本發明屬于無線充電技術領域，更具體而言，本發明涉及一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，應用于高速行駛中或者停止中的電動汽車無線充電。
技術背景
[0002]隨著電動汽車技術的發展，電動汽車充電問題日益突出，甚至成了限制電動汽車普及的關鍵技術問題。電動汽車的充電一般采用有線形式充電，但是，有線的接觸式充電易磨損、易觸電、多次插拔后可能造成電能傳輸不可靠以及不方便等缺點。因此，發展電動汽車無線充電技術意義重大。采用無線充電方式充電不僅方便，而且美觀，減少數據線和電線的使用，避免電路老化造成火災等危險。
[0003]現有的無線充電產品普遍采用電磁感應方式進行電力傳輸，這類產品具有功率大，效率高等優點。但是，這些優點是建立在傳輸距離與線圈尺寸比較小的條件下。通常，電能接收線圈要另行安裝在現有的電動汽車上。為了減小車載接收線圈的體積和重量，通常安裝在電動汽車底盤下的接收線圈要求尺寸200mm X 200mm至300mm X 300mm。無線傳輸距離應滿足乘用車底盤離地高度(最小約100mm，最大可達250mm)，而無線傳輸效率應達到85%以上。滿足以上需求存在設計上和經濟上的困難。
[0004]其次，現有的電磁感應式無線充電系統采用大功率的電磁波作為能量傳輸媒介。電動汽車采用的高頻(85kHz)的電磁波對人體組織以及中樞神經均有傷害。國際非電離無線電保護委員會Internat1nal Commiss1n on Non-1onizing Radiat1n Protect1n(ICNIRP)對人體在高頻電磁場下的輻射強度有嚴格的規定。現行的3.3kW電動私人乘用車用感應式無線充電可以滿足其輻射要求，但對于更高功率的快充(7kW)，或者電動公交車的超大功率感應式無線充電，卻鮮有研究，且存在安全隱患。對于充電時位于電動汽車底盤下的小動物，例如貓、狗、蛇等，更是有致命的傷害。另外，電磁波對在其附近的設備，例如無線通信模塊，車載收音機等會產生干擾。為了降低對外電磁場輻射，感應式無線充電需要用鐵氧體材料和鋁板進行電磁場屏蔽，更增加了設計和制造成本。
[0005]再次，電磁感應式無線充電系統會對電能發射線圈上或者附近的金屬物品產生渦流效應，直接加熱金屬物品，具有火災的風險。例如一片錫箔紙掉落在汽車底盤下，大功率無線充電系統產生的磁場迅速在錫箔上產生大電流，引燃錫箔紙。為了消除落在地上的金屬(例如硬幣，口香糖包裝紙，易拉罐等等)帶來的火災隱患，電磁感應式無線充電系統通常會配備金屬檢測裝置，大大增加了設計成本。
[0006]綜上所述，感應式無線充電的缺點包括:1.接收線圈需要單獨安裝，增大電動汽車的重量，降低燃油經濟性;2.地面距底盤的傳輸距離大，傳輸效率較低；3.電磁輻射對電動汽車附近人體組織和中樞神經有害，對位于電動汽車底盤下的動物具有致命傷害;4.電磁輻射對附近的電子設備產生干擾;5.具有火災隱患；6.需要單獨設計金屬檢測裝置，成本尚O
[0007]電容型無線充電系統，是用類似于平板電容器的裝置來傳輸高頻交流電。平板電容器兩極板之間的電場作為能量傳輸的介質。電能被轉換成高頻電場，從電容器的一個極板傳輸到另一個極板，完成無線電能傳輸。
[0008]電容型無線充電系統不涉及磁場，電能的傳輸完全由電場完成。因此，對外的電磁波福射極小，對附近的電子設備的干擾極小。根據A.Chr i st等人的研究(〃EvaIuat 1n ofwireless resonant power transfer systems with human electromagnetic exposureIimits^Electromagnetic Compatibility，IEEE Transact1ns on,vo1.55,n0.2pp.265-274，2013)，人體組織和中樞神經系統的影響主要來自于電磁波中的磁場對人體的耦合效應。因此，電容型電能傳輸系統對系統附近的人體輻射極小。對于掉落在極板間的金屬物品，由于沒有磁場作用，完全沒有渦流加熱效應，沒有火災隱患，因此，電容型電能傳輸系統不需要金屬檢測裝置。
[0009]但是，由于平板電容器的電容大小與極板之間的距離成反比，對于電容極板之間距離10mm至250mm(電動汽車底盤距離地面)，平板電容器的容值很小，能量儲存和傳輸能力很小，通常需要非常高的系統工作頻率OlMHz)和非常大的諧振電感，大大增加了系統的體積和重量。
【發明內容】
[0010]本發明公開了一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，該系統可以使電動汽車在高速行駛中或停止中進行無線充電，有效提高了生產施工效率，降低了研發新型輪胎的成本，有利于使無線充電技術大面積迅速實施推廣。
[0011 ]本發明所采取的技術方案是:
[0012]—種經于輪胎接收的電容型無線充電系統:
[0013]包括安裝于電動汽車上的電能接收側裝置和安裝在道路或地板下的若干個電能發射側裝置；
[0014]所述電能發射側裝置中包含一個或多個發射模塊，所述發射模塊沿道路汽車行駛的方向分布，所述發射模塊包括電能發射極板；
[0015]所述電能接收模塊包括電能接收極板、車載電池組、車載電能顯示裝置和車載電能總控裝置，所述電能接收極板安裝在電動汽車輪胎中，所述電能接收極板分為接收正極板和接收負極板；
[0016]所述電能發射極板和所述電能接收極板構成電容器。
[0017]進一步的，所述電能接收極板為采用高電導率材料制作的環形板，所述的電能接收極板安裝于輪胎的橡膠內壁或安裝與輪胎胎面內部，其寬度約等于輪胎寬度，其直徑小于電動汽車的輪胎直徑，其厚度在1_2_。
[0018]進一步的，所述電能接收極板隨輪胎的形狀改變而發生相應的形變，所述電能接收極板上開設有形狀規則或者不規則的孔洞。
[0019]進一步的，所述電能發射極板分為靜態發射極板和動態發射極板。
[0020]進一步的，所述動態發射極板的數量為兩個，分別為一個動態發射正極板和一個動態發射負極板，所述動態發射正極板與所述接收正極板構成電容器，所述動態發射負極板與所述接收負極板構成電容器。
[0021]進一步的，所述靜態發射極板的數量大于等于兩個，所述靜態發射極板分為靜態發射正極板和靜態發射負極板，所述靜態發射正極板為一個或者多個電氣相連的靜態發射極板組成，所述靜態發射負極板為一個或者多個電氣相連的靜態發射極板組成。
[0022]進一步的，所述電能接收極板絕緣材料密封。
[0023]進一步的，所述電能接收極板、動態發射極板、靜態發射極板由絕緣材料密封。
[0024]進一步的，所述電能接收側裝置還包含電能控制系統和整流模塊。
[0025]更進一步的，所述電能發射側裝置還包含功率因數校正模塊、電壓調節模塊、控制電路，所述功率因數校正模塊的輸入端連接有50?60Hz的工頻交流電電源。
[0026]此電容型無線充電系統的電能接收極板安裝于電動汽車的輪胎中，通過安裝在道路或者地板下的電能發射極板之間的電場耦合，將電能以高頻電場的形式從地面的電能發射極板傳輸到輪胎內的電能接收極板，經過電能轉換給車載電池組充電。本發明可以使電動汽車在高速行駛中(動態無線充電)，或者停止時進行充電(靜態無線充電)。
[0027]本發明由于采用以上所述技術方案及技術設計，其具有以下優點:
[0028]1.體積小，電能傳輸能力大。由于將接收極板嵌入輪胎，相比將其安裝在電動汽車底盤上，使得發射極板和接收極板距離更小，發射極板和接收極板的電容更大，使得與其諧振的電感更小，減少了諧振電感體積。同時耦合電容的增大使得電能傳輸能力增加，可以實現更大的電能傳輸功率。
[0029]2.控制簡單，整體效率高。由于電容型發射極板在待機時不消耗電能，可使系統一直處于待機狀態。一旦有電動汽車駛入，有電場耦合即可實現無線電能傳輸。對于行駛中的電動汽車的動態充電，所有發射極板時時處于待機狀態，不需要進行額外的電動汽車位置檢測和發射側切換控制。
[0030]3.沒有磁場輻射。由于電容型無線電能傳輸中不涉及磁場，因此系統對人體的電磁輻射以及對周圍設備的電磁干擾極低。
[0031]4.沒有火災隱患，不需要額外的金屬檢測和動物檢測功能，節約成本。由于電能傳輸中不產生磁場，不會對路面上或者地面上的金屬物體產生渦流效應，沒有火災隱患。不需要設計安裝額外的金屬檢測裝置，節約成本。另外，小動物一般不會位于車輪下，因此無需設計安裝額外的動物檢測裝置。
[0032]5.成本低。相比較感應式無線充電而言，電容式無線充電采用金屬極板，無需使用價格昂貴的多股絞線線圈，從而降低生產成本。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明一種經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統在汽車靜止時(靜態)的示意圖；
[0034]圖2是本發明一種經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統在汽車高速行駛時(動態)充電的示意圖；
[0035]圖3是高速公路鋪設無線充電帶，其發射極板分布示意圖。每一對發射極板的長度設計根據道路限速、電動汽車功率需求以及最大傳輸功率決定；
[0036]圖4是電能接收極板在輪胎內安裝的橫向截面示意圖；
[0037]圖5是電能接收極板在輪胎內安裝的縱向截面示意圖；
[0038]圖6是本發明一種經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統的電氣原理圖。
[0039]圖中:
[0040]101-靜態發射極板1la-靜態發射正極板1lb-靜態發射負極板；
[0041 ] 201-動態發射極板201a-動態發射正極板201b_動態發射負極板；
[0042]102-電能接收極板102a-接收正極板102b_接收負極板；
[0043]103-電動汽車；
[0044]301-輪胎橡膠302-鋼絲束帶層；
[0045]501-系統電源502-功率因數校正模塊503-電壓調節模塊504-控制電路505-逆變器
[0046]506-原邊諧振電感515-無線信號收發裝置516-原邊電壓電流監測保護裝置；
[0047]507-副邊諧振電感508-整流器509-濾波器510-功率測量裝置511-車載電池組
[0048]512-車內電能監測裝置513-副邊電壓電流監測保護裝置514-無線信號發射模塊。
【具體實施方式】
[0049]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0050]本系統由安裝于電動汽車103上的電能接收側裝置和安裝在道路或地板下的若干個電能發射側裝置組成。電能發射側裝置中包含一個或多個發射模塊，發射模塊沿道路汽車行駛的方向分布，發射模塊包括電能發射極板;電能接收模塊包括電能接收極板、車載電池組、車載電能顯示裝置和車載電能總控裝置，電能接收極板安裝在電動汽車輪胎中，電能接收極板分為接收正極板和接收負極板;電能發射極板和電能接收極板構成電容器。
[0051]電能接收側裝置適用于一般構造的，有輪胎的電動汽車103。上述電能接收側中的電能接收極板采用金屬材料。電能接收極板102是一塊的圓形金屬環，其寬度約等于輪胎的寬度。電能接收極板102的直徑應略小于輪胎直徑，厚度在l-2mm左右，宜采用硬度低、高電導率的金屬材料，例如銅。電能接收極板102安裝并貼合于輪胎的橡膠層內部，不需要改造現有輪胎結構，電能接收極板102應可隨輪胎的形狀改變而發生相應的形變，電能接收極板102上可存在形狀規則或者不規則的孔洞。電能接收極板102安裝于電動汽車103的某兩個輪胎以至于所有的輪胎中。以四輪電動汽車103為例，四個輪胎可以全部安裝電能接收極板102。左前輪和坐后輪的電能接收極板102電氣連接，組成接收正極板102a，接收電能；右前輪和右后輪的接收極板102電氣連接，組成接收負極板102b，為電能提供回路。
[0052]對于高速行駛中的電動汽車103的無線充電(動態無線充電)和停止時的電動汽車103的無線充電(靜態無線充電)，電能發射側裝置中的發射模塊數量是不同的，電能發射側裝置中含有發射模塊，發射模塊包括電能發射極板，電能發射極板根據高速行駛中的電動汽車103(動態無線充電)和停止時的電動汽車103的無線充電(靜態無線充電)的不同分為動態發射極板201和靜態發射極板101。
[0053]動態無線充電的電能發射側裝置包括一個或多個發射模塊，沿電動汽車103行駛方向分布。每個發射模塊之間是相互獨立的系統，沒有電氣連接和電場耦合。
[0054]每個發射模塊包括一對動態發射極板201。動態發射極板201通常埋在路面以下或者與路面高度平齊。動態發射極板201采用的材料宜采用高電導率的金屬材料，厚度1-2_左右。動態發射極板201由動態發射正極板201a和動態發射負極板201b兩塊構成，一塊位于左側車輪下方，另一塊位于右側車輪下方。每塊動態發射極板201寬度略大于汽車輪胎寬度，保證電動汽車在有一定橫向位移時仍然可以接收到足夠的能量。動態發射極板201的長度根據道路限速、電動汽車103功率需求以及最大傳輸功率決定。電動汽車103在經過動態發射極板201上方時，動態發射極板201和車輪中嵌入的電能接收極板102經過電場耦合，形成回路，電能從動態發射極板201傳輸到電能接收極板102，經過轉換對車載電池組511進行充電，從而實現無線電能傳輸。一對動態發射極板201給一輛或者多輛電動汽車103無線充電。系統的最大功率等于每一對動態發射極板201上所有電動汽車接收的電能之和。
[0055]由于最大功率受限于功率器件的耐壓耐流，對于一條很長的道路，需要多個發射模塊沿車行進方向分布，覆蓋整條道路，保證電動汽車103沿道路行進時可以時時接收到電能。每個發射模塊由一組電源501供電，各個發射模塊間是獨立系統。覆蓋道路的這些對動態發射極板201保證時時連接電源，保持通電狀態。由于動態發射極板201在待機時(沒有電動汽車103行駛在其上)，一對極板之間保持恒定的電勢差，沒有電流流通，因此待機時完全沒有能量損耗。
[0056]靜態無線充電的電能發射側裝置只有一個發射模塊，發射模塊包括靜態發射極板
101。靜態發射極板101采用同動態無線充電的動態發射極板201同樣的材料、厚度，安裝位置在地面以下或者與地面高度平齊，靜態發射極板101的數量大于等于兩個。以四輪電動汽車103為例，靜態發射極板101數量為四塊，分別位于靜止的電動汽車103四個車輪下。其中左前車輪與左后車輪下的靜態發射極板101電氣連接，構成靜態發射正極板1la;右前車輪與右后車輪下的靜態發射極板101電氣連接，構成靜態發射負極板10 lb。每塊靜態發射極板101的寬度略大于汽車輪胎寬度，保證電動汽車103泊車時有一定橫向位移時仍然可以接收到足夠的能量。每塊靜態發射極板101的長度約等于輪胎直徑，保證電動汽車泊車時有一定縱向位移時仍然可以接收到足夠的能量。由于接收正極板102a是左前輪和左后輪電氣連接，接收負極板102b是右前輪和右后輪電氣連接，因此電動汽車停在發射極板上方時，電動汽車左側靜態發射正極板1la和左前輪、左后輪接收正極板102a構成電容器，電能通過電場耦合，給車載電池組充電。電動汽車右側靜態發射負極板1lb和右前輪、右后輪接收負極板102b構成電容器，形成回路。靜態發射極板101待機時也保持通電狀態。
[0057]靜態發射極板101和動態發射極板201與路面或者地面應保證絕緣。靜態發射極板101和動態發射極板201可以由絕緣材料密封，再埋入地下。保證路面或者地面有積水、積雪時，一對發射極板之間不會聯通。
[0058]在電動汽車103上的電能接受側裝置還包含電能控制系統和整流模塊，電能控制系統位于汽車駕駛室，或整合在汽車儀表盤上。電能控制系統包括車內電能監測裝置512、電能接收控制開關和無線信號收發裝置515。車內電能監測裝置512測量并記錄本車接收到的無線電能，作為結算記錄;電能接收控制開關由車內人員(司機)控制，可以隨時打開或停止無線電能接收;無線信號收發裝置515用于發送和接收控制信號，反饋信號等等。
[0059]—般家用電動汽車底盤距離地面10mm?150mm。如果將接收極板置于車底盤下，發射極板置于正對接收極板的地面上，由于上述的10mm?150mm氣隙，發射極板和接收極板之間的電容很小，限制了電能傳輸能力。或需要非常大面積的發射和接收極板才能實現足夠的能量傳輸。根據有限元仿真軟件MaxwelI 3D的靜態場仿真結果，對于尺寸為1800mmX 500m的一組發射和接收極板(發射極板和接收極板面積相同，各有兩塊)，120mm氣隙時電容大小為88.47pF。因此，一對構成回路的發射極板和接收極板，發射極板總面積1.Smm2，接收極板總面積I.8mm2，總電容為44.24pF。作為對比，如果將電能接收極102板嵌入輪胎中，選擇215/55R16規格的輪胎進行靜態場仿真。每個圓環形電能接收極板102寬度200mm，直徑600mm，每個發射極板長1000mm、寬300mm，電能接收極板102圓環底部距離電能發射極板15mm。仿真結果顯示，一組發射和接收極板可以得到48.3pF的電容。四組發射和接收極板(四個輪胎均安裝)兩兩串聯再并聯，最終可以獲得同樣48.3pF的電容值。四個電能發射極板總面積1.2m2，四個電能接收極板102總面積1.51m2。由此可見，將電能接收極板102置于電動汽車輪胎中，比置于底盤下，可以用更小的金屬材料的面積得到更大的傳輸電容值和更大的電能傳輸能力。
[0060]圖1展示了經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統在汽車靜止時的靜態發射極板101和電能接收極板102安裝方式。電能接收極板102成圓環狀，安裝在輪胎胎面內部。在圖1中，電動汽車103的左前、左后、右前、右后四個輪胎中全部安裝了電能接收極板
102。在具體實施中，可根據輪胎數量，傳輸功率等酌情增減，但通常保證有兩個靜態發射極板101和相對應的兩個電能接收極板102，以保證電能傳輸閉合回路。因此如果電能接收極板102的數量大于2個，則應將電動汽車103—側的電能接收極板102電氣相連。例如圖1中的四個輪胎中的電能接收極板102，應保證左前和左后輪胎中的電能接收極板102a電氣相連，右前和右后輪胎中的電能接收極板102b電氣相連。電能接收極板102采用硬度低，高電導率的金屬材料，例如銅，厚度在I_2mm左右。對于靜止充電系統，靜態發射極板1I的數量通常與電能接收極板102數量相同。在圖1中靜態發射極板101由四塊組成，分別位于靜止的電動汽車103四個車輪下。其中左前車輪與左后車輪下的靜態發射極板101電氣連接形成靜態發射正極板101a，右前車輪與右后車輪下的靜態發射極板101電氣連接形成靜態發射負極板101b。靜態發射極板101由絕緣材料密封，安裝于在地面以下或與地面高度平齊。每塊靜態發射極板101的寬度選擇可略大于汽車輪胎寬度，長度大于等于汽車輪胎直徑，保證電動汽車103泊車時有一定橫向位移和縱向位移時仍然可以接收到足夠的電能。靜態發射極板101采用高電導率的金屬材料，例如銅，鋁等，厚度可在1-2_左右。
[0061 ]圖2展示了經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統在汽車高速行駛時(動態)的動態發射極板201和電能接收極板102安裝方式。其中電能接收極板102的結構和安裝方式與靜止充電時完全一樣，保證電動汽車103可以在靜止和高速行駛中均可無線傳輸電能。動態發射極板201由動態發射正極板201a和動態發射負極板201b組成，分別位于高速行駛中的電動汽車103的左側輪胎(左前輪和左后輪)和右側輪胎(右前輪和右后輪)下。動態發射極板201由絕緣材料密封，安裝于在路面以下或與路面高度平齊。動態發射極板201長度沿汽車行駛方向延長。動態發射極板201材料與厚度與上述靜止時無線充電靜態發射極板101相同。
[0062]圖3是高速公路鋪設的無線充電帶，其電能發射模塊分布示意圖。靜態發射極板101、動態發射極板201寬度選擇可略大于汽車輪胎寬度，以保證電動汽車103不在公路正中行駛時仍可以接收到足夠的電能。每個電能發射模塊中一對動態發射極板201的長度相同，其長度根據道路限速、電動汽車功率需求以及最大傳輸功率決定。每個電能發射模塊采用單獨電源供電，相鄰兩部分沒有電氣連接，是相互獨立的系統。系統的最大傳輸功率等于每部分電能發射極板上所有電動汽車103接收的電能之和。
[0063]圖4和圖5是電容型電動汽車無線充電系統的輪胎內電能接收極板102的安裝示意圖。在圖4的輪胎截面中，鋼絲束帶層302位于輪胎橡膠301內部，鋼絲束帶層302采用的是金屬材料。電能接收極板102緊貼于輪胎橡膠301內壁。由于無線充電采用的是電容型電能傳輸方式，位于電能接收極板102和電能發射極板101(201)之間的鋼絲束帶層302可以作為電能傳輸的介質，增強電能傳輸能力。電能接收極板102寬度與輪胎寬度相當，通常大于20cm。圖5是輪胎的縱向切面示意圖。
[0064]圖6是本發明一種經于輪胎接收的電容型電動汽車無線充電系統的電氣原理圖。系統電源501是由電網提供的三相或單相50或60Hz，380V或220V交流電。經過功率因數矯正模塊502，使得系統產生的無功功率最小化，同時將低頻50Hz或60Hz的交流電，轉換為直流電。直流電經過電壓調節模塊503，將功率因數矯正模塊502輸出的直流電的電壓轉換成期望的電壓值。此電壓值跟車載電池組511電壓、電能發射極板和電能接收極板的電容值、系統輸出功率等有關。電壓調節模塊503的輸出電壓經過逆變器505，將直流電轉換成高頻交流電，頻率通常大于20kHz，低于10MHz。逆變器的輸出經過原邊諧振電感506，與兩電能發射極板相連接。
[0065]電能發射極板和電能接收極板102之間形成平板電容器，經過電場耦合，高頻交流電場經電能發射極板和電能接收極板間的介質(包括空氣，橡膠，鋼絲束帶等)被電能接收極板102耦合，在車載側感生出電流。電能接收極板102經與之串聯的副邊諧振電感507與整流器508相連，將高頻交流電轉換成直流電。再經過濾波器模塊509，得到穩定的輸出電壓(或電流)給車載電池組511充電。功率測量裝置510時時檢測車載電池組獲得的能量，并將測量的數據傳輸到車內電能監測裝置512并顯示給駕駛者。車內電能監測裝置512可以位于駕駛室或整合在儀表盤內，駕駛者或車內乘員可以時時監測電能傳輸數值，并可以通過控制開關切斷整個無線電能傳輸系統。
[0066]在發射側，逆變器505的輸出電流經過電流霍爾監測，并將監測到的電流信號發送到原邊電壓電流監測保護模塊516。原邊電壓電流監測保護模塊516與控制電路504相連接，一旦檢測到原邊電壓電流高于安全值，即切斷整個無線電能傳輸系統。在接收側，車載電池組511的電壓電流信號與副邊監測保護模塊513連接，進而與無線信號發射模塊514連接。車載電池組511的電壓電流信號可已通過車載的無線發射模塊514傳輸到地面的無線信號接收模塊515，并與控制電路504連接。一旦檢測到副邊電壓電流高于安全值，即切斷整個無線電能傳輸系統。
[0067]車內電能監測裝置512可以顯示實時電能的功率值。對于電動汽車高速行駛時(動態)無線充電，一旦電能功率值小于某設定值，即表明電動汽車較大程度的偏離了車道中心。此時，車內電能監測裝置512即向司機發出一條警告消息或聲音，提醒司機應駕駛車輛回歸車道中心。
[0068]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于: 包括安裝于電動汽車上的電能接收側裝置和安裝在道路或地板下的若干個電能發射側裝置； 所述電能發射側裝置中包含一個或多個發射模塊，所述發射模塊沿道路汽車行駛的方向分布，所述發射模塊包括電能發射極板； 所述電能接收模塊包括電能接收極板、車載電池組、車載電能顯示裝置和車載電能總控裝置，所述電能接收極板安裝在電動汽車輪胎中，所述電能接收極板分為接收正極板和接收負極板； 所述電能發射極板和所述電能接收極板構成電容器。2.根據權利要求1所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能發射極板分為靜態發射極板和動態發射極板。3.根據權利要求2所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述動態發射極板的數量為兩個，分別為一個動態發射正極板和一個動態發射負極板，所述動態發射正極板與所述接收正極板構成電容器，所述動態發射負極板與所述接收負極板構成電容器。4.根據權利要求2所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述靜態發射極板的數量大于等于兩個，所述靜態發射極板分為靜態發射正極板和靜態發射負極板，所述靜態發射正極板為一個或者多個電氣相連的靜態發射極板組成，所述靜態發射負極板為一個或者多個電氣相連的靜態發射極板組成。5.根據權利要求1所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能接收極板為采用高電導率材料制作的環形板，所述的電能接收極板安裝于輪胎的橡膠內壁或安裝與輪胎胎面內部，其寬度等于輪胎寬度，其直徑小于電動汽車的輪胎直徑，其厚度在1-2mm。6.根據權利要求1或5所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能接收極板隨輪胎的形狀改變而發生相應的形變，所述電能接收極板上開設有形狀規則或者不規則的孔洞。7.根據權利要求2所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述動態發射極板、靜態發射極板分別由絕緣材料密封。8.根據權利要求1所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能接收極板由絕緣材料密封。9.根據權利要求1所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能接收側裝置還包含電能控制系統和整流模塊。10.根據權利要求1所述的一種經于輪胎接收的電容型無線充電系統，其特征在于:所述電能發射側裝置還包含功率因數校正模塊、電壓調節模塊、控制電路，所述功率因數校正模塊的輸入端連接有50?60Hz的工頻交流電電源。
【文檔編號】H02J50/05GK105896694SQ201610352601
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】吳迪
【申請人】上海眾聯能創新能源科技股份有限公司