3 电动客车无线充电系统
3.1系统构成
如图1所示,将电源管理模板、发射线圈、接收线圈、高压配电柜、电池管理系统、动力电池、DC/DC转换器、起动蓄电池、无线充电车载控制器、显示屏、WiFi以及身份识别模块等组成无线充电系统。
3.2工作原理
如图2所示,电源管理模块控制发射线圈将工业电源按照一定的频率变化,从而产生变化的电磁场。磁力线通过接收线圈,接收线圈产生感应电动势输出交流电给车载整流器,车载整流器将交流电转换成高压直流,通过高压配电柜中的充电继电器给车辆动力电池充电。
为保证车载充电系统各电器件的低压工作电源的平衡,在充电时,需要启动DC/DC转换器,将动力电池的高压直流电转换成低压电源给车辆起动蓄电池补电。
进入充电阶段时,电池管理系统检测动力电池状态,通过CAN总线通信网络和无线充电车载控制器、DC/DC转换器实现状态信息、控制信息和故障信息的传递交互,无线充电车载控制器通过WiFi及身份识别模块与地面的电源管理模块进行通信交互,从而实现智能充电。
3.3充电控制策略
充电控制策略原理框图见图3。
从显示屏上启动无线充电,该启动命令通过WiFi传送给地面电源管理模块,电源管理模块控制发射组件发射电磁能量,启动无线充电系统二电池管理系统工作后,检测到车载整流器的开启充电信号有效,按照国标GB/T 27930与车载整流器进行通信交互,建立正常的通信后,电池管理系统控制闭合充电继电器,开始充电。然后闭合DC/DC继电器,发启动命令给DC/DC转换器,启动DC/DC转换器,给起动蓄电池补电。充电过程中,车载整流器根据电池管理系统的充电需求,输出相应的电压和电流给动力电池充电;无线充电车载控制器检测车辆充电状态信息,发送相应的控制报文经过WiFi无线传输给地面充电设备,地面充电设备根据控制报文内容调整电磁能量的发射。当充满电后,电池管理系统通过CAN网络发停止充电报文,车载整流器停止电力输出,无线充电车载控制器发送相应的控制报文,经过WIFI无线传输给地面充电设备,地面充电设备停止电磁能量发射。