一种供电动汽车充电、定位、导航及自动驾驶的无线充电带系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种支持电动汽车在高速行驶中无线多模式自动充电、自动定位、自动导航、自动驾驶，并支持智能交通控制以及通信娱乐为一体的多功能无线充电带系统，属新能源汽车领域。
【背景技术】
[0002]无线及非接触充电技术十几年前就已在实验室实现了，近距离非接触充电技术已经应用在电话机充电器中和各种电动工具的充电器中。常用的技术主要有三种:一种是电磁感应耦合技术，另一种是电磁共振技术，还有一种是无线射频或称微波技术。电磁耦合技术可使用的环境是近距离:充电发射器和接收器之间的距离都小于几十毫米；电磁共振技术可以使用于几米的距离，然而传输的功率相对比较低；无线射频或称微波技术所传输的距离相对比较远，但是由于微波无线充电技术会对人体造成伤害，所以一般不常用在民用设施中。随着新能源电动汽车技术的发展，无线非接触充电在电动汽车领域的需求越来越高。不少人提出了将现有的电磁耦合非接触充电技术和电磁共振技术应用于电动汽车领域，提出了将充电接收器的天线安装在电动汽车的底盘部位的各种方案。由于现有无线非接触充电技术的充电效率与充电发射器和接收器之间的距离的平方成反比，距离越远效率越低，而电动汽车的地盘离路面的距离一般都在200-500毫米之间，因此这些无线非接触充电技术用于电动汽车领域的方案的充电效率相对比较低。也有人提出了在汽车底盘下面安装一个可以调整高度的支架用于减小接收天线与路面的距离，这种方法用于停车场在电动汽车静止状态下进行非接触充电还可以接受，然而对于高速行驶中的电动汽车，过于减小接收天线与路面的距离，任何颠簸将会造成严重的安全隐患。另外，现有无线非接触充电技术直接用于电动汽车领域也将会产生比较严重的电磁辐射和能源浪费。有人曾提出用压力传感器来探测车辆的通过时才开启充电电流，然而，由于压力传感器并无法判断是普通汽车还是电动汽车，因此还是对大量通过充电路段的非电动汽车或不需要充电的汽车产生电磁辐射并浪费充电电能。综上所诉，现有无线非接触电动汽车充电技术和方案存在的缺点和不足包括:1、充电效率低；2、辐射量大，造成电磁辐射和能源浪费。
[0003]自动导航及自动驾驶技术目前主要是利用毫米波长雷达、或激光雷达、或声纳、位置传感器、图像摄像头采集信息，结合GPS系统或北斗系统的数据，通过安装在汽车内的中央处理器来操控汽车以实现自动巡航驾驶。总体来讲，车辆自动驾驶的自动化程度可以分为四种等级，即第一:驾驶员辅助阶段、第二:半自动驾驶阶段、第三:高度自动驾驶阶段，和第四:完全自动驾驶阶段。目前的自动驾驶技术只能做到前两种阶段，即驾驶员辅助阶段和半自动驾驶阶段。要做到后两个阶段必须要有道路基础设施的配合与互动，完全靠车辆自己探测将很难达到高效的完全自动驾驶阶段。
[0004]针对现有技术的缺点和补足，本发明提供了一种即可支持电动汽车在高速行驶中无线多模式自动充电，也支持自动定位、自动导航和全自动驾驶，并且还支持智能交通控制以及通信娱乐等等为一体的多功能无线充电带系统。本发明提供的多功能无线充电带系统为车辆全自动驾驶提供了高效的道路基础设施的支持，使自动驾驶有效的达到完全自动驾驶阶段。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种多功能无线充电带系统，使用所述多功能无线充电带系统不但可以让电动汽车在高速行驶中无线多模式自动充电，而且还能给电动汽车定位、定向、定速，提供全自动驾驶支撑、智能交通管理、通信娱乐信息等等。所述多功能无线充电带系统的特征在于，该系统包含有多模式无线充电带，可充电轮胎，或导磁型可充电轮胎，电流传导器，充电带控制器，充电带接收器，道路引导线/灯光电探测器，智能交通控制器，通信娱乐控制器，充电卡和管理后台，所述充电卡、充电接收器和电流传导器放置或安装在电动汽车里。所述多功能无线充电带系统中的无线充电带的充电功能、可充电轮胎、导磁型开充电轮胎、电流传导器、充电带控制器、充电带接收器，充电卡和管理后台部分已经在本发明人的前期发明中给予了公开(一种供电动汽车行驶中充电的电磁自动聚焦无线充电带系统，申请号:2014103885755、2014204465249，申请日期:2014-08-08 ; —种电动汽车用可充电轮胎及无线充电带系统，申请号:201410388801X,2014204469790申请日期=2014-08-10 ；新型导磁橡胶及供电动汽车行运中充电的导磁轮胎充电系统，申请号:2014104028097、2014204622343，申请日期:2014-08_17)，本发明主要着重公开多功能无线充电带系统的自动驾驶支撑功能、智能交通管理功能、通信娱乐信息功能、以及多功能无线充电带实现电磁耦合和电磁共振等多模式充电功能部分。
[0006]所述多模式无线充电带的第一特征在于，该充电带是一种宽30-350厘米，厚小于5厘米(一般为0.5-1厘米)，最长可达500公里或无限长的高强度塑料或橡胶或铝合金密封外壳的带状物体，包括模块化的控制信号收发天线阵列、充电电流耦合线圈阵列、导磁橡胶柱材料、阵列控制器、LED充电带指示灯阵列、控制线路和低压充电电流传输线。所述多模式无线充电带的第二个特征在于，该多模式无线充电带即可以支持电磁耦合型无线充电模式，如:通过可充电轮胎、导磁型可充电轮胎接收充电电磁流并转换成充电电流，经过电流传导器将电流导入充电带控制器给电动汽车充电，也支持电磁共振型无线充电模式，通过安装在汽车底盘上的充电接收共振线圈接收后导入充电控制器给电动汽车充电，以及混合型无线充电模式。所述多功能无线充电带的第三个特征在于，采用了最新型的导磁橡胶材料和充电电流耦合线圈阵列，导磁橡胶材料“聚集”充电带的发射磁场，从而有效的提高了无线充电带的充电效率。所述多功能无线充电带的第四个特征在于，采用了最新型的模块化塑性分层印刷电路设计方案及加工工艺，具有高抗压、抗震性能，设计有渗水孔，透气孔，抗震折，可以防水、防尘、防震、渗水、透气、超薄，铺设施工非常简单:采用浙青将无线充电带粘贴在行车道的相应位置上并定期在上面涂上绿色或其他颜色的路标漆或路面标线涂料即可。所述多功能无线充电带的第五个特征在于，包括控制信号收发天线阵列和天线阵列控制器阵列，可以有效的跟踪和定位电动汽车在充电带上的具体位置和运行速度，从而为汽车导航和自动驾驶以及动态电磁发射阵列技术提供了有效的基础数据，在充电带控制器的控制下，电动汽车的可充电轮胎所在充电带位置上相对应的电磁发射阵列(动态电磁发射阵列)将发射充电电磁流到位于可充电轮胎里面的接收天线线圈上。电动汽车所在充电带位置上相对应的电磁发射阵列称为动态电磁发射阵列，动态电磁发射阵列中发射天线的个数与电动汽车当时的行运速度成正比，速度越高动态电磁发射阵列中发射天线的个数越多，最少为I个(聚焦型充电带为2个)，最多为100个。静态电磁发射阵列中发射天线的个数与电动汽车当时的行运速度无关。配合多功能无线充电带系统的充电卡认证管理，使购置了充电权的电动汽车可在任何铺设有所述多功能无线充电带的道路路段上可边运行边充电，对未购置充电权或不需要充电的汽车经过时所述铺设多功能无线充电带的道路路段将自动关闭无线充电电流，以减少辐射并节省电力资源。所述多功能无线充电带第六个特征在于，能够通过所述的充电带控制器跟踪通过认证后的车辆并且开启车辆所在充电带相对位置上的电磁发射阵列，将充电电