据车载终端方位信息控制波束产生模块207按指定的方位和功率发送微波能量束，拥有一套能够接入公共通信网络的通信模块208，一套向充电基站提供电能的电源转换装置209;其中天线阵列201能够区分不同的相互正交的上行参考信号204的方位而且具有足够的角度分辨率以保证能够分辨能量收集区域109和能量收集保护区110在空间上的不同；其中特定的帧结构203必须支持足够短的时隙使车辆高速移动时的控制时延足够小保证微波束的方位始终被控制在区域109内，同时203还必须能够承载必要的公共信道和专用信道支持终端用户的随机接入和业务承载功能；不同上行参考信号204的序列相互正交但并不限定具体的正交序列集合及其复用和调制方式。4.权利要求1中的管理控制系统300，其特征在于能够通过互联网与每个充电基站200进行通信并且能够对其进行配置，拥有用户身份识别和系统接入授权控制的功能模块301，拥有电量和资费管理的功能模块302，以及其他没有提及的相关辅助功能模块。5.权利要求2中所述的方位和功率调整算法111其特征为，把能量收集保护区110分为偶数个不同方向的子区域，对子区域设定两条微波强度门限Tl和T2，Tl大于T2，Tl不大于微波辐射安全门限，当任意一对位置相对的子区域中的最大微波强度相差超过门限T3那么发送向弱强度区域方向调整的指令，当任意一对位置相对的子区域中的最大微波强度相差小于门限T3那么在此相对的两个方向上不发送任何位置调整指令，当任意子区域中的最大微波强度大于Tl那么发送功率下降指令，当所有子区域的最大微波强度都小于T2时发送功功率上升指令。6.权利要求1中的电动车道路移动充电系统协议栈400其特征在于，支持移动终端在四种状态下迀移完成充电流程控制，这四种状态包括休眠态，待机态，连接态和充电态，休眠态是车载终端100不工作的状态，待机态是车载终端100没有无线通信连路连接进行网络搜索的过程，连接态是车载终端100接入网络、注册并建立专用无线通信连接的状态，充电态是车载终端100已经建立无线通信连接并且建立了微波能量传送通路通过微波束闭环控制进行充电的过程，其特征还在于，从待机态到连接态迀移的网络接入过程401，从连接态到充电态迀移的充电启动过程402，充电态下的充电闭环控制过程403，从充电态到下一个小区的充电态迀移的充电切换过程404，从充电态到休眠态迀移的充电停止过程405和从充电态向待机态迀移的服务中止过程406。7.权利要求6中的网络接入过程401其特征包含以下流程: a.充电基站200发送系统广播； b.车载终端100搜索频点，下行同步，读取系统广播； c.车载终端100发送上行随机接入信号； d.充电基站200在公用下行控制信道上发送专用信道配置信息； e.车载终端100在专用信道上发送用户信息进行网络接入注册； f.充电基站200把用户注册信息发送到管理控制系统300; g.管理控制系统300识别用户身份并进行接入授权控制，并把结果反馈给充电基站200 ； h.充电基站接收接入授权指令后分配上行参考信号204给车载终端100。8.权利要求6中的充电启动过程402其特征包含以下流程: a.车载终端100循环发送上行参考信号204; b.充电基站200对接收到的每一个上行参考信号204计算到达角，如果到达角落入本基站的充电覆盖范围，以小功率发送微波能量束，并在专用信道上发送微波能量传输开始指令； c.车载终端100接收到微波能量传输开始指令后计算微波能量束的位置并发送方位调整指令； d.充电基站200接收到方位调整指令后调整微波束的方位； e.c和d过程不断循环直到车载终端100发送方位调整到位指令给充电基站200 ; f.充电基站200收到方位调整到位指令后把微波能量束的功率提高到正常充电水平。9.权利要求6中的充电闭环控制过程403其特征包含以下流程: a.车载终端100发送微波束方位和功率调整指令以及上行参考信号； b.充电基站200根据上行参考信号估算车辆移动速度，结合微波束方位和功率调整指令调整微波束的功率和方向； c.检测微波束的方位和功率并重复以上过程。10.权利要求6中的充电切换过程404其特征包括: a.充电基站200检测到车载终端100即将驶出原基站的充电覆盖区域，发送位置切换命令给车载终端，包含下个目标基站的系统信息； b.车载终端100在原基站充电覆盖区域继续充电闭环控制过程403，当到达原小区的充电覆盖区域边界时充电基站向车载终端发送驶离充电覆盖区域指示； c.车载终端100向原基站发送确认驶离的消息，然后释放在原小区的专用信道连接； d.原充电基站收到确认消息后释放该用户的专用信道资源； e.车载终端100收到下个目标基站的系统信息后与步骤b并行的开始进行目标基站的下行同步过程，当同步完成后在目标基站上发送上行随机接入信号； f.目标充电基站200收到上行随机接入信号后在下行公用信道上发送专用信道配置消息； g.开始充电启动过程402。11.权利要求6中的充电停止过程405其特征包括以下流程: a.车载终端100主动发起充电结束请求，该请求包括从上次结算以来的充电量信息； b.充电基站200收到该请求后停止微波能量传送，同时向管理控制系统300发送该用户的充电结束通知； c.管理控制系统300收到该通知后进行身份识别，并进行费用结算，然后向充电基站200发送充电结束确认消息； d.充电基站200收到管理控制系统300的充电结束确认消息后向车载终端发送充电结束请求确认消息，并释放该用的通信链路资源； e.车载终端100收到充电结束请求确认消息后释放在该基站的通信链路资源，并把充电量清零。12.权利要求6中的服务中止过程406其特征包含以下流程: a.充电基站200发现车载终端100驶离该充电覆盖区域后发送驶离充电覆盖区域指示，并停止向车载终端发送微波能量束； b.车载终端100收到驶离充电覆盖区域指示后向充电基站200回复驶离确认消息，该消息包含从上次结算以来的充电量信息； c.充电基站200收到该确认消息后向管理控制系统300发送该用户的充电结束通知； d.管理控制系统300收到该通知后进行身份识别，并进行费用结算，然后向充电基站200发送充电结束确认消息； e.充电基站200收到管理控制系统300的充电结束确认消息后向车载终端发送充电结束确认消息，并释放该用的通信链路资源； f.车载终端100收到充电结束确认消息后释放在该基站的通信链路资源，并把充电量清零。
【专利摘要】车辆道路移动充电系统是无线微波电力传输技术结合无线通信技术的创新系统。该系统弥补了电动车通过固定充电设施充电的不足。通过该系统电动车可在行驶状态下经微波能量束进行充电。这种方式有效的拓展了纯电动车的行驶距离，避免了长途多次充电耗时过长的缺点，同时也消除了驾驶员的里程焦虑。该系统包括车载终端，充电基站和管理控制系统。车载终端成功接入充电网络并被授权后发送上行参考信号。充电基站通过天线阵列接收此上行参考信号并处理确定车辆方位，根据方位信息控制微波天线阵列把电能以微波束的方式传送给车辆能量收集和转换装置。闭环波束控制技术保证能量束始终对准车载能量收集装置避免对周围物体产生危害。
【IPC分类】H02J17/00, H02J13/00, H02J7/00
【公开号】CN104967155
【申请号】CN201510292229
【发明人】李高山, 其他发明人请求不公开姓名
【申请人】李高山
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月2日