一种利用太阳能的长距离无线充电系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种利用太阳能的长距离无线充电系统及方法。系统包括：一组布设于公路两侧的太阳能电池板，蓄电池，一组无线充电模块，控制机柜，以及电力公司网络平台；所述的太阳能电池板，用于接收太阳能并转换为电能；所述的蓄电池，用于存储太阳能电池板转换的电能；所述的无线充电的模块，用于将蓄电池存储的电能转换为无线电磁波，并向外发射；控制机柜受到电力公司网络平台的控制，进而控制所述的蓄电池和无线充电模块，以及统计充电电量。本发明的利用太阳能的长距离无线充电系统及方法，主要用在电动车辆无线充电领域，可以使电动车辆在公路的行驶过程中就完成充电，便于电动车辆的普及和推广。
【专利说明】—种利用太阳能的长距离无线充电系统及方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及无线充电领域，尤其是一种利用太阳能的长距离无线充电系统及方法。
【【背景技术】】
[0002]无线供电技术(Contactless Power Supply, CPS),也称为感应祸合电能传输技术(InductiveCoupled Power Transmiss1n, ICPT),无接触供电是指输电线路和负载方在没有电气连接和物理接触，甚至在它们之问还有相对运动的情况下，完成电能的传输。无接触供电技术的理论依据是电磁感应原理，利用现代电力电了能量变换技术、磁场祸合技术，借助于现代控制理论和微电了控制技术，实现能量从静止设备向可移动设备的传输。
[0003]随着工业化进程的日益推进，电动的交通工具越来越多，电动车已经广泛的应用在人们的生活中，电动车辆也逐步面向市场，电动车辆其动力普遍采用蓄电池供电方式，它比传统的车辆排放量小很多，对环境的影响非常小，在全球一致呼吁加强环保的今天，电动车辆一定因其无污染性和易扩展等优点而得到了迅猛发展和广泛应用。如果采用传统的供电设备对车辆进行充电有很多不利的地方，包括过多导线的存在，危险性，还有户外有线充电桩的侵害。在车辆内部就需要针对这种电动设备需要一种新的充电技术来替代现有的供电方式。无线充电就能很好的解决这些问题，无线充电只要有停车位就可以对电动车辆进行充电，甚至可以在车辆行驶过程中就对车辆进行充电，这些优点都非常利于电动车辆的普及推广。
【
【发明内容】
】
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用太阳能的长距离无线充电系统及方法。
[0005]本发明的一种利用太阳能的长距离无线充电系统，包括:一组布设于公路两侧的太阳能电池板，蓄电池，一组无线充电模块，控制机柜，以及电力公司网络平台；所述的太阳能电池板，用于接收太阳能并转换为电能；所述的蓄电池，用于存储太阳能电池板转换的电能；所述的无线充电的模块，用于将蓄电池存储的电能转换为无线电磁波，并向外发射；控制机柜受到电力公司网络平台的控制，进而控制所述的蓄电池和无线充电模块，以及统计充电电量。
[0006]其中，还包括:车主的手机终端或车载终端，通过所述的手机终端或车载终端与电力公司网络平台连接，控制电动车辆的充电过程，并完成充电的费用支付。
[0007]其中，还包括:与所述无线充电模块连接的市电电网，当所述的蓄电池电能不足时，由市电电网供电。
[0008]其中，所述的无线充电模块，包括:充电控制子模块，以及与所述充电控制子模块分别相连的充电发射子模块和充电检测子模块，以及与充电发射子模块相连的充电天线；充电控制子模块，通过所述控制机柜与电力公司网络平台连接，根据电力公司网络平台的要求进行充电；充电检测子模块，用于反向检测充电效率、充电频率及通信信号；充电发射子模块，用于将电信号转化成无线电磁波，并通过充电天线发射出去。
[0009]本发明的一种利用太阳能的长距离无线充电方法，包括步骤:S1、电动车辆在无线充电模块上方时，车载的无线充电装置发信号给所述无线充电模块进行充电请求；S2、所述无线充电模块通过控制机柜与电力公司网络平台通信，确认所述充电请求；S3、所述充电请求通过后，所述无线充电模块在其覆盖范围内为该电动车辆充电；S4、电动车辆行驶到下一个无线充电模块上方时，返回步骤SI ;采用上述的利用太阳能的长距离无线充电系统实施。
[0010]其中，步骤SI中还包括:通过车主的手机终端或车载终端控制车载的无线充电装置发出所述的充电请求；步骤S3之前还包括:电力公司网络平台确认所述的充电请求后，发信号给车主的手机终端或车载终端再次进行充电请求的确认。
[0011]其中，步骤S3中还包括:通过手机终端或车载终端实时监控充电情况，随时与电力公司网络平台通信，中断充电过程。
[0012]其中，还包括S5、充电结束后，电力公司网络平台从控制机柜获取充电电量信息；通过手机终端或车载终端与电力公司网络平台连接，完成电子支付。
[0013]本发明的利用太阳能的长距离无线充电系统及方法，主要用在电动车辆无线充电领域，可以使电动车辆在公路的行驶过程中就完成充电，便于电动车辆的普及和推广。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0014]图1是本发明实施例1的利用太阳能的长距离无线充电系统示意图；
[0015]图2是本发明实施例2的利用太阳能的长距离无线充电系统示意图；
[0016]图3是本发明实施例3的利用太阳能的长距离无线充电方法流程图。
【【具体实施方式】】
[0017]实施例1、本实施例的利用太阳能的长距离无线充电系统，在实际部署中，参见图1所示，包括:一组布设于公路两侧的太阳能电池板11，蓄电池12，一组无线充电模块13，控制机柜14，以及电力公司网络平台15。
[0018]本实施例充分利用了现有的公路具体环境。可利用公路上的大量路灯，在每个路灯上都安装多块太阳能电池板11，太阳能电池板11接收太阳能将这些能量存储在蓄电池12中。蓄电池12中的电能可以给路灯供电也可以提供给无线充电模块13给电动车辆充电。无线充电模块13安装在路边的护栏上，也可以安装在公路的地面上，嵌入到公路表面，高度不高于路面。无线充电模块13可以设置很多，这样可以保证车辆在行驶的过程中不断充电。控制机柜14可安装在道路边，由电力公司施工部署，无线充电模块13受到就近的控制机柜14的控制，控制机柜14控制着蓄电池12的工作，并且与电力公司网络平台15连接，受到电力公司网络平台15的控制，同时控制机柜14还控制着无线充电模块13的工作，并统计充电量。当车辆停止时该无线充电模块13可以独立的对电动车辆进行无线充电。当车辆行驶时，多个无线充电模块13可以连续的为一辆车进行充电，从而形成了车辆能够长距离的连续充电。无线充电模块13通过控制机柜14与电力公司网络平台15链接，车主可以通过手机终端或是车载终端与电力公司网络平台15连接，控制车辆的充电过程，并完成充电的费用支付。该无线充电模块13与车辆内部的接收端配合，电能通过无线充电模块13以电磁波的形式发射出去，车辆内部接收段将能量接收，对车辆内部的电池进行充电。
[0019]实施例2、本实施例的利用太阳能的长距离无线充电系统，参见图2所示，包括:一组布设于公路两侧的太阳能电池板21，蓄电池22，一组无线充电模块23，控制机柜24，电力公司网络平台25，以及市电电网26。
[0020]本实施例充分利用了现有的公路具体环境。可利用公路上的大量路灯，在每个路灯上都安装多块太阳能电池板21，太阳能电池板21接收太阳能将这些能量存储在蓄电池22中。蓄电池22中的电能可以给路灯供电也可以提供给无线充电模块23给电动车辆充电。无线充电模块23安装在路边的护栏上，也可以安装在公路的地面上，嵌入到公路表面，高度不高于路面。无线充电模块23可以设置很多，这样可以保证车辆在行驶的过程中不断充电。控制机柜24可安装在道路边，由电力公司施工部署，无线充电模块23受到就近的控制机柜24的控制，控制机柜24控制着蓄电池22的工作，并且与电力公司网络平台25连接，受到电力公司网络平台25的控制，同时控制机柜24还控制着无线充电模块23的工作，并统计充电量。本实施例中，优选的提供两种能量供应方式。一种是正常的市电电网26，一种是太阳能电池板21存储的蓄电池22能量，优先使用蓄电池22能量，当蓄电池22能量不足时，由正常市电电网26供电。当车辆停止时该无线充电模块23可以独立的对电动车辆进行无线充电。当车辆行驶时，多个无线充电模块23可以连续的为一辆车进行充电，从而形成了车辆能够长距离的连续充电。无线充电模块23通过控制机柜24与电力公司网络平台25链接，车主可以通过手机终端或是车载终端与电力公司网络平台25连接，控制车辆的充电过程,并完成充电的费用支付。该无线充电模块23与车辆内部的接收端配合，电能通过无线充电模块23以电磁波的形式发射出去，车辆内部接收段将能量接收，对车辆内部的电池进行充电。进一步的参见图2所示，无线充电模块23内部安装着充电控制子模块231，以及与充电控制子模块231分别相连的充电发射子模块232和充电检测子模块233，以及与充电发射子模块232相连的充电天线234。充电控制子模块231控制着充电的整个过程，并且与电力公司网络平台25连接，根据电力公司网络平台25的要求对车辆进行充电。充电检测子模块233接收反馈信号，用于检测充电的效率、充电的频率及通信信号。充电发射子模块232将电源信号转化成无线电磁波，通过充电天线234发射出去。充电天线234可采用金属线圈的方式，与车载的接收天线耦合，完成信号的空间的传播。在具体实现中，无线充电模块23的表壳米用硬质的非金属材质制成(面向车辆的一面)，便于电磁波的投射，方便无线充电。电路控制部分可制作在壳体之内，保护电路不受外部破坏，并且防水防腐蚀。充电天线234可采用外置的天线，围绕在电路控制部分外围，天线采用铜管的方式，铜管表面涂有三防漆，围成3维线圈的方式，可用于长期室外工程，通过多圈的线圈绕制提高充电天线234的辐射能力，充电天线234可以有对应的电压转化和检测部分，使充电天线234和车辆充电模块底部位置上完全匹配，有效地提高效率，节约能量。充电天线234和电路部分再使用外壳包装起来安装在充电井盖的表面下方，使之一体化。
[0021]实施例3、本实施例的利用太阳能的长距离无线充电方法，可采用上述实施例1或2的系统进行实施，参见图3所示，包括下列主要步骤:
[0022]S31、当车辆在无线充电模块上方时，用户可以通过手机控制车辆是否进行无线充电，如果进行无线充电，则车载的无线充电装置发信号给无线充电模块进行充电请求。
[0023]S32、无线充电模块与电力公司网络平台通信确认请求，确认通过，则电力公司网络平台会给手机终端发信号再次进行确认。
[0024]S33、确认通过后，无线充电模块在其覆盖范围内开始给电动车辆充电。
[0025]S34、当车辆停止时无线充电模块可以独立的对电动车辆进行无线充电。当车辆行驶时，多个无线充电模块可以连续的为一辆车进行充电，从而形成了车辆能够长距离的连续充电，即电动车辆行驶到下一个无线充电模块上方时，返回步骤S31。
[0026]S35、车主可以通过手机实时监控自己的车辆充电情况，可以随时与电力公司网络平台通信中断充电过程。充电结束后，车主通过手机根据电力公司网络平台的充电量统计进行电子支付。
[0027]综上所述，本发明的优点如下:
[0028]1、充分利用了地面的路灯，通过在路灯上添加太阳能电池板，有效的接收太阳能，并存储在蓄电池中，为无线充电提供能源，这样充分利用太阳能，达到节能的效果。
[0029]2、当普通的金属放置在充电天线上时，它对充电天线电压的影响和线圈天线的影响是不同的，我们通过反向检测这些反馈影响的不同从而判断是否是充电线圈天线，检测车辆停放位置是否合适。
[0030]3、针对不同的被充设备，通过检测电压的变化控制充电电压，进而调整发射功率。
[0031]4、可以调整线圈天线的谐振频率，进而可以和车载部分的充电天线形成共振匹配，利于提高无线充电的效率。
[0032]5、无线充电模块连接电力公司网络平台，可以对充电量进行统计。用户通过手机控制车载充电设备，与充电模块配合完成无线充电。用户通过手机电子支付的方式，方便快捷，便于无线充电网络的推广普及。
[0033]6、无线充电模块可以通过后台控制的方式，和其他充电模块统一配合对电动车辆进行充电，这样达到了连续充电的目的，使得车辆在行驶过程中充电成为可能。
[0034]7、无线充电模块可以独立的对电动车辆进行充电，这样非常方便，车辆只要停靠在有无线充电模块的地方就能充电，方便快捷，便于电动车辆的普及。
[0035]这里本发明的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技术人员还应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【权利要求】
1.一种利用太阳能的长距离无线充电系统，其特征在于，包括:一组布设于公路两侧的太阳能电池板，蓄电池，一组无线充电模块，控制机柜，以及电力公司网络平台； 所述的太阳能电池板，用于接收太阳能并转换为电能； 所述的蓄电池，用于存储太阳能电池板转换的电能； 所述的无线充电的模块，用于将蓄电池存储的电能转换为无线电磁波，并向外发射； 控制机柜受到电力公司网络平台的控制，进而控制所述的蓄电池和无线充电模块，以及统计充电电量。
2.如权利要求1所述的利用太阳能的长距离无线充电系统，其特征在于，还包括:车主的手机终端或车载终端，通过所述的手机终端或车载终端与电力公司网络平台连接，控制电动车辆的充电过程，并完成充电的费用支付。
3.如权利要求1所述的利用太阳能的长距离无线充电系统，其特征在于，还包括:与所述无线充电模块连接的市电电网，当所述的蓄电池电能不足时，由市电电网供电。
4.如权利要求1所述的利用太阳能的长距离无线充电系统，其特征在于，所述的无线充电模块，包括:充电控制子模块，以及与所述充电控制子模块分别相连的充电发射子模块和充电检测子模块，以及与充电发射子模块相连的充电天线； 充电控制子模块，通过所述控制机柜与电力公司网络平台连接，根据电力公司网络平台的要求进行充电； 充电检测子模块，用于反向检测充电效率、充电频率及通信信号； 充电发射子模块，用于将电信号转化成无线电磁波，并通过充电天线发射出去。
5.一种利用太阳能的长距离无线充电方法，其特征在于，包括步骤: 51、电动车辆在无线充电模块上方时，车载的无线充电装置发信号给所述无线充电模块进行充电请求； 52、所述无线充电模块通过控制机柜与电力公司网络平台通信，确认所述充电请求； 53、所述充电请求通过后，所述无线充电模块在其覆盖范围内为该电动车辆充电； 54、电动车辆行驶到下一个无线充电模块上方时，返回步骤SI； 采用权利要求1至4任一项所述的利用太阳能的长距离无线充电系统实施。
6.如权利要求5所述的利用太阳能的长距离无线充电方法，其特征在于，步骤SI中还包括:通过车主的手机终端或车载终端控制车载的无线充电装置发出所述的充电请求； 步骤S3之前还包括:电力公司网络平台确认所述的充电请求后，发信号给车主的手机终端或车载终端再次进行充电请求的确认。
7.如权利要求5所述的利用太阳能的长距离无线充电方法，其特征在于，步骤S3中还包括:通过手机终端或车载终端实时监控充电情况，随时与电力公司网络平台通信，中断充电过程。
8.如权利要求7所述的利用太阳能的长距离无线充电方法，其特征在于，还包括S5、充电结束后，电力公司网络平台从控制机柜获取充电电量信息；通过手机终端或车载终端与电力公司网络平台连接，完成电子支付。
【文档编号】H02J7/00GK104242384SQ201410422726
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】陈业军 申请人:陈业军