新能源车无线充电停车场系统及其充电方法与流程

本发明涉及一种停车场系统及其充电方法，特别是涉及一种新能源车无线充电停车场系统及其充电方法。

背景技术：
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目前，随着空气污染的加剧以及能源短缺问题的出现，电动汽车被提上日程，电动汽车可以很好解决机动车污染排放和能源短缺问题，从提高充电系统的安全性、可靠性、适应多种恶劣环境和天气方面考虑，人们开始探索电动汽车无线充电，在车静止状态的无线电能充电领域上，人们形成的共识就是谐振耦合方式，但是由于充电效率、大功率无线充电的电磁环境和安全等原因，一直无法进行应用推广。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用控制技术将人们处于安全距离之外，通过控制调谐电容的容量使充电效率提升，通过电能发射线圈材料的改变使得可以输出大功率的新能源车无线充电停车场系统及其充电方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种新能源车无线充电停车场系统，包括停车位、无线电能发射系统和弱电控制系统，所述停车位设置在停车场内地表以上，且在所述停车位一侧设置有与此停车位上无线电能发射系统相对应的停车位特征标识码，所述停车位地表下安装有所述无线电能发射系统，所述无线电能发射系统采用磁场谐振耦合无线电能传输模式进行电能的传输，所述无线电能发射系统包括采用超导材料制作的谐振耦合电感线圈、能够进行谐振频率调整的调谐电容组、通断开关、逆变器、整流器和电源，所述电源包括市电或可再生能源；所述弱电控制系统包括设置在所述停车位一侧的生物信息获取模块、车位充电控制及通信模块、用于调整所述调谐耦合电容组谐振频率的电容投切控制模块、用于车位特征信息采集的手持终端和用于所述手持终端与所述车位充电控制及通信模块之间信息传递的服务器。

所述车位充电控制及通信模块与所述无线电能发射系统的监控信息、所述生物信息获取模块和所述电容投切控制模块连接，且所述车位充电控制及通信模块通过所述服务器与所述手持终端进行无线通信连接，所述无线电能发射系统的监控信息包括交/直流表计量信息以及控制电能通断开关的弱电控制连线，所述车位充电控制及通信模块通过交/直流表计量接收所述无线电能发射系统上各个阶段的交流电量信息或直流电量信息，一方面通过将交流电信息或直流电信息进行计量发送到所述服务器作为收费以及电池是否充满电的依据，另一方面，用来判断无线电能发射系统是否处于最佳的谐振耦合状态从而向电容投切控制模块发出命令调整调谐电容组容量使发射系统处于谐振耦合最佳状态，所述车位充电控制及通信模块接收所述生物信息获取模块发来的信号进行所述无线电能发射系统上通断开关的打开和关闭避免生物体在辐射范围内出现。

所述电容投切控制模块与所述调谐电容组连接，所述调谐电容组一端与所述谐振耦合线圈连接达成一种频率，使其与无线电能接收装置耦合谐振，另一端通过DC/AC逆变器与所述通断开关连接，所述通断开关一端通过AC/DC整流器与市电连接，另一端直接与所述可再生能源连接。

所述调谐电容组包括两个或两个以上的电容以及每个电容上串联的可以弱电控制通断的开关，所有电容并联连接后与所述电容投切控制模块连接，所述生物信息获取模块上设置有人体红外感应器。

所述通断开关包括通断开关A、通断开关B、通断开关C和通断开关D，通断开关A与市电连接，通断开关B与可再生能源直流电源连接，通断开关C用于选择使用交流电经整流后的直流电还是使用可再生能源直流电，通断开关D决定是否将直流电逆变为高频交流电。

一种新能源车无线充电停车场的充电方法，包括以下步骤：

步骤一：用户将新能源车停放在停车位上，并将新能源车上的无线电能接收装置与无线电能发射系统对接上；

步骤二：用户利用手持终端扫描与此停车位上的无线电能发射设备相对应的停车位特征标识码，并在安全距离之外通过手持终端提出充电请求，若在安全距离之内发送，则发送充电请求不成功，需移步到安全距离之外重新发送充电请求；

步骤三：车位充电控制及通信模块根据手持终端采集的车位信息以及各种交流电信息和直流电信息，判断是否开始充电，若符合充电要求，则再判断是否有可再生能源充电电源，若有，直接闭合通断开关B、通断开关C和通断开关D利用可再生能源进行充电，若没有，则闭合通断开关A、通断开关C和通断开关D利用市电进行充电，若不符合充电要求，则利用无线网向手持终端发送不符合充电要求的原因，方便用户进行调整；

步骤四：充电完成后，断开通断开关C和通断开关D，并通过网络向用户发送充电完成通知，此时，充电完成，用户可将新能源车开走。

所述安全距离是指在生物信息获取模块上的信息所覆盖的范围之外。

本发明的积极有益效果是：

1、本发明中采用生物信息获取模块来获取近距离的生物位置信息，并将此信息传给车位充电控制及通信模块，若在生物信息获取模块信号覆盖范围内监测到有生物存在，则通断开关不闭合，充电不开始；若在生物信息获取模块信号覆盖范围内监测不到有生物存在，则通断开关闭合，充电开始；这样能有效地避免生物近距离接触线圈，从而避免线圈辐射对生物体的不良影响。

2、本发明中谐振耦合线圈采用超导材料制作，超导材料单位面积通过电流大、因此磁感应电动势大，传输功率大；另外设置有调谐电容组和电容投切控制模块，能够在发射线圈与接收线圈谐振偏差范围内进行频率补偿，从而提升传输效率，充电效率高。

3、本发明中的电源可以使市电也可以是可再生能源电源，并且在两者共同存在时，自动优先使用可再生能源进行充电，这样能够有效地避免不可再生资源的浪费，节源能源，具有很好的经济效益和社会效益。

附图说明：

图1是本发明新能源车无线充电停车场系统的结构示意图；

图2是本发明新能源车无线充电停车场系统充电过程及方法的流程示意图；

图3是图2中判断生物体是否在安全距离内的中断子程序。

具体实施方式：

下面结合附图1、附图2、附图3和具体实施例对本发明作进一步的解释和说明：

实施例：一种新能源车无线充电停车场系统，包括停车位、无线电能发射系统和弱电控制系统，停车位设置在停车场内地表以上，且在停车位一侧设置有与此停车位上无线电能发射系统相对应的停车位特征标识码，停车位地表下安装有无线电能发射系统，无线电能发射系统采用磁场谐振耦合无线电能传输模式进行电能的传输，无线电能发射系统包括采用超导材料制作的谐振耦合电感线圈、能够进行谐振频率调整的调谐电容组、通断开关、逆变器、整流器和电源，电源包括市电或可再生能源；弱电控制系统包括设置在停车位一侧的生物信息获取模块、车位充电控制及通信模块、用于调整调谐耦合电容组谐振频率的电容投切控制模块、用于车位特征信息采集的手持终端和用于手持终端与车位充电控制及通信模块之间信息传递的服务器。

车位充电控制及通信模块与无线电能发射系统的监控信息、生物信息获取模块和电容投切控制模块连接，且车位充电控制及通信模块通过服务器与手持终端进行无线通信连接，无线电能发射系统的监控信息包括交/直流表计量信息以及控制电能通断开关的弱电控制连线，车位充电控制及通信模块通过交/直流表计量接收无线电能发射系统上各个阶段的交流电量信息或直流电量信息，一方面通过将交流电信息或直流电信息进行计量发送到服务器作为收费以及电池是否充满电的依据，另一方面，用来判断无线电能发射系统是否处于最佳的谐振耦合状态从而向电容投切控制模块发出命令调整调谐电容组容量使发射系统处于谐振耦合最佳状态，车位充电控制及通信模块接收生物信息获取模块发来的信号进行无线电能发射系统上通断开关的打开和关闭避免生物体在辐射范围内出现。

电容投切控制模块与调谐电容组连接，调谐电容组一端与谐振耦合线圈连接达成一种频率，使其与无线电能接收装置耦合谐振，另一端通过DC/AC逆变器与通断开关连接，通断开关一端通过AC/DC整流器与市电连接，另一端直接与可再生能源连接。

调谐电容组包括两个或两个以上的电容以及每个电容上串联的可以弱电控制通断的开关，所有电容并联连接后与电容投切控制模块连接，生物信息获取模块上设置有人体红外感应器。

通断开关包括通断开关A、通断开关B、通断开关C和通断开关D，通断开关A与市电连接，通断开关B与可再生能源直流电源连接，通断开关C用于选择使用交流电经整流后的直流电还是使用可再生能源直流电，通断开关D决定是否将直流电逆变为高频交流电。

一种新能源车无线充电停车场的充电方法，包括以下步骤：

步骤一：用户将新能源车停放在停车位上，并将新能源车上的无线电能接收装置与无线电能发射系统对接上；

步骤二：用户利用手持终端扫描与此停车位上的无线电能发射设备相对应的停车位特征标识码，并在安全距离之外通过手持终端提出充电请求，若在安全距离之内发送，则发送充电请求不成功，需移步到安全距离之外重新发送充电请求；

步骤三：车位充电控制及通信模块根据手持终端采集的车位信息以及各种交流电信息和直流电信息，判断是否开始充电，若符合充电要求，则再判断是否有可再生能源充电电源，若有，直接闭合通断开关B、通断开关C和通断开关D利用可再生能源进行充电，若没有，则闭合通断开关A、通断开关C和通断开关D利用市电进行充电，若不符合充电要求，则利用无线网向手持终端发送不符合充电要求的原因，方便用户进行调整；

步骤四：充电完成后，断开通断开关C和通断开关D，并通过网络向用户发送充电完成通知，此时，充电完成，用户可将新能源车开走。

安全距离是指在生物信息获取模块上的信息所覆盖的范围之外。

手持终端在向车位充电控制及通信模块发送信息时，先通过网络将信息传给服务器，然后由服务器将信息通过网络传给车位充电控制及通信模块。

停车场射设置有多个停车位，每个停车位上均分别对应一套弱电系统和无线电能发射系统。

当新能源车需要充电时，车主将新能源车开进停车场，停放在停车上的的任一个停车位上，并将新能源车上的无线电能接收装置与无线电能发射系统对接上；随后车主利用手持终端（手机等）扫描与此停车位上的无线电能发射设备相对应的停车位特征标识码，并在安全距离之外通过手持终端提出充电请求，若在安全距离之内发送，则发送充电请求不成功，需移步到安全距离之外重新发送充电请求；充电请求发送成功后，车位充电控制及通信模块根据各种交流电信息和直流电信息以及手持终端采集的车位信息，判断是否开始充电，若符合充电要求，则再判断是否有可再生能源充电电源，若有，直接闭合通断开关B、通断开关C和通断开关D利用可再生能源进行充电，若没有，则闭合通断开关A、通断开关C和通断开关D利用市电进行充电，若不符合充电要求，则利用无线网向手持终端发送不符合充电要求的原因，方便用户进行调整；充电完成后，断开通断开关C和通断开关D，并通过网络向用户发送充电完成通知，此时，充电完成，用户可随时将新能源车开走，在整个充电过程中判断生物体是否在安全距离内的中断子程序一直存在，对整个程序进行询问，若是在充电过程中，一旦有生物体进入非安全距离，即立刻停止充电，一直到生物体离开非安全距离。

以上所述，仅是本发明的优先实施例而已，并未对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。