CN104943560B - 一种旋转塔式无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋转塔式无线充电系统，该系统包括塔基子系统和电动车子系统，所述塔基子系统包括若干间隔一定距离设置在道路中间或者两侧的可旋转式塔基；所述可旋转式塔基包括塔基控制器、塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块和能量发射装置；所述电动车子系统包括电动车控制器、车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收装置、电池电量检测模块；本发明系统克服了现有无线充电中出现的充电过程过于复杂或使用效率过低与无计费功能的无线充电技术的问题，除了具有计费功能外，通过旋转塔式，实时跟踪充电车辆，实现充电小车在运行过程中完成充电，并能保证充电小车比较有效的接收发射台传输的能量。

Description

一种旋转塔式无线充电系统
技术领域
本发明涉及一种无线充电系统，尤其是涉及一种旋转塔式无线充电系统。
背景技术
随着社会经济的快速发展，新能源车型和保有量急剧增加。无线充电技术是通过在提供电能设备和被充电设备之间的空气中传输电能，从而为被充电设备的电池进行充电的技术。由于无线充电相对于有线充电来说，具有不易漏电、全自动操作以及无人值守等优点，目前已被广泛应用于电动汽车充电技术中。
目前，随着电动车的普及，在无线电能发射端和无线电能接收端实现电能的传输的无线充电技术逐渐成熟起来。在现有技术中，电动汽车上安装有能量接收装置，地面上安装有能量发射装置。当电动汽车需要停在能量发射装置上进行充电，这种方式采用的无线充电方法一般为电磁感应式，在充电过程中车辆不能随意移动，一般不能实现移动电动汽车的充电，而在塔式无线充电因充电过程中，会向四周辐射能量，对于给单车进行时，使用效率过低，同时与之配套的电能计量技术也是空白，为了便于运营和用户的使用，具有计费功能的无线充电技术是必须的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种旋转塔式无线充电系统。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种旋转塔式无线充电系统，该系统包括塔基子系统和电动车子系统，所述塔基子系统包括若干间隔一定距离设置在道路中间或者两侧的可旋转式塔基；所述可旋转式塔基包括塔基控制器、塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块和能量发射装置；所述电动车子系统包括电动车控制器、车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收装置、电池电量检测模块；
所述塔基控制器分别与塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块、能量发射装置连接，用于控制塔基各个模块的工作，并且计算塔基与电动车的距离、塔基旋转角度；
所述塔基通信模块用于和电动车进行通信，用于获取电动车充电参数信息，并将获取的信息传输给塔基控制器；
所述塔基跟踪模块接收电动车发送的位置信息，实现对电动车位置进行定位和跟踪；电动车发送的位置信息通过车载定位跟踪模块获得；
所述运动控制模块用于驱动塔基旋转，使塔基的能量发射器始终朝向电动车，保证能量的高效传输；
所述能量发射装置与电网相连，用于向电动车发射高能定向电磁波，由电动车的能量接收装置接收，实现对电动车的充电；
所述电动车控制器分别与车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收器、电池电量检测模块信号连接，用于控制电动车各个模块的工作；
所述车载通信模块用于和塔基通信模块进行通信；发送充电信息、ID信息、电池电量信息给塔基，并获取塔基通信模块发送的信息；
所述车载定位跟踪模块装有定位导航系统，实时获得电动车的坐标位置，用于和塔基跟踪模块共同实现对小车位置进行定位和跟踪；
所述能量接收装置接收能量发射装置发送的能量；
所述电池电量检测模块用于检测电动车电池电量，当电池电量小于阀值时，及时将信息传送给电动车控制器。
进一步地，所述电动车充电参数信息包括电压参数、充电电流参数、电池电量信息、电动车ID信息。
进一步地，塔基与电动车的通信方式采用无线通信，方式包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi、射频通信。
进一步地，所述能量发射装置与能量接收装置之间能量传输的方式包括电磁感应式、无线电波式、磁场共振式、激光充电。
进一步地，所述塔基还包括信息匹配模块和ID数据库，所述ID数据库由需要充电的电动车ID信息注册形成，位于塔基后端服务器，在收到电动车ID信息后，信息匹配模块调取数据库中的信息，进行ID信息匹配，确定收到的ID信息为注册ID后可进行充电，并在确认匹配时发送匹配成功信息给电动车。
进一步地，所述塔基还包括计费收费模块，用于电动车的收费，根据充电电流和充电时间计算充电费用，从ID余额中扣除相应费用。
本发明的有益效果是：本发明系统克服了现有无线充电中出现的充电过程过于复杂或使用效率过低与无计费功能的无线充电技术的问题，除了具有计费功能外，通过旋转塔式，实时跟踪充电车辆，实现充电小车在运行过程中完成充电，并能保证充电小车比较有效的接收发射台传输的能量。
附图说明
图1为旋转塔式塔基结构框图；
图2为微波充电能量发射装置示意图；
图3为可旋转塔式无线充电系统结构框图；
图4为旋转塔式塔基接收信号范围示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1-3所示，本发明一种旋转塔式无线充电系统，该系统包括塔基子系统和电动车子系统，所述塔基子系统包括若干间隔一定距离设置在道路中间或者两侧的可旋转式塔基。
如图1所示，所述可旋转式塔基包括塔基控制器、塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块和能量发射装置。
所述塔基控制器分别与塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块、能量发射装置连接，用于控制塔基各个模块的工作，并且计算相关数据，例如塔基与电动车的距离、塔基旋转角度等。
所述塔基通信模块用于和电动车进行通信，用于获取电动车充电参数信息，例如充电电压参数、充电电流参数、电池电量信息、电动车ID信息等，并将获取的信息传输给塔基控制器；塔基与电动车的通信方式采用无线通信，方式包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi、射频通信等。
所述塔基跟踪模块接收电动车发送的位置信息，实现对电动车位置进行定位和跟踪；电动车发送的位置信息通过车载定位跟踪模块获得。
所述运动控制模块用于驱动塔基旋转，使塔基的能量发射器始终朝向电动车，保证能量的高效传输。
所述能量发射装置与电网相连，用于向电动车发射高能定向电磁波，由电动车的能量接收装置接收，实现对电动车的充电；能量传输的方式有电磁感应式、无线电波式、磁场共振式、激光充电等。
电磁感应方式的实现方式为能量发射装置上的初级线圈通过一定频率的交流电，在能量接收装置的次级线圈中产生随之变化的感应电动势，从而进行能量传输，实现无线充电；无线电波式的能量发射装置和能量接收装置分别为微波发射装置和微波接收装置，接收装置可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压；磁场共振式将能量发射装置和能量接收装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，实现无线充电。
本实施例中具体以微波充电为例，如图2所示，塔基将电网的三相交流电能经过整流逆变电路后变为直流电能，微波源内的磁控管在2. 45 GHz频段传送电力，经过发射天线，把能量发送出去，传送的微波也是交流电波，可用天线在不同方向实现定向接收，用整流电路转换成直流电为汽车电池充电，为防止充电时微波外漏，充电部分装有金属屏蔽装置。使用中，送电与接收之间的有效屏蔽可防止微波外漏。
如图3所示，本实施例中，塔基还可以包括信息匹配模块和ID数据库，所述ID数据库由需要充电的电动车ID信息注册形成，位于塔基后端服务器，在收到电动车ID信息后，信息匹配模块调取数据库中的信息，进行ID信息匹配，确定收到的ID信息为注册ID后可进行充电，并在确认匹配时发送匹配成功信息给电动车。
所述塔基还包括计费收费模块，用于电动车的收费，根据充电电流和充电时间计算充电费用，从ID余额中扣除相应费用。
所述电动车子系统包括电动车控制器、车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收装置、电池电量检测模块。
所述电动车控制器分别与车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收器、电池电量检测模块信号连接，用于控制电动车各个模块的工作。
所述车载通信模块用于和塔基通信模块进行通信；发送充电信息、ID信息、电池电量信息等给塔基，并获取塔基通信模块发送的信息，例如ID匹配成功信息等。
所述车载定位跟踪模块装有定位导航系统，实时获得电动车的坐标位置，用于和塔基跟踪模块共同实现对小车位置进行定位和跟踪。
所述能量接收装置接收能量发射装置发送的能量。
所述电池电量检测模块用于检测电动车电池电量，当电池电量小于阀值时，及时将信息传送给电动车控制器。
本发明充电系统的无线充电方法如下：
（1）当电池电量检测模块检测到电量少于阀值时，电动车将ID信息、位置信息发送给塔基；
车载控制器通过车载通信模块发送ID信息、通过车载定位跟踪模块将位置信息发送给塔基；所述位置信息也可以是车载控制器从车载定位跟踪模块获得，通过车载通信模块发送给塔基；
所述ID信息内包含电动车唯一可识别ID号和ID号内的余额信息；
在电动车和塔基充电连接前一旦发生位置变化，电动车发送新的位置信息给塔基；
（2）塔基与电动车完成对接，对接过程如下：
（2.1）控制器通过塔基跟踪模块获取位置信息；通过塔基通信模块获取ID信息并识别ID信息；
如图4所示，所述塔基可接收信号的范围为AB，塔基与塔基之间的信号覆盖范围有一段空隙BC，能够保证只有唯一塔基可接收到电动车发送的信息；
（2.2）完成ID信息匹配，并发送匹配成功信息给电动车；
本实施例中，塔基包括信息匹配模块和ID数据库，所述ID数据库由需要充电的电动车ID信息注册形成，位于塔基后端服务器，在收到电动车ID信息后，信息匹配模块调取数据库中的信息，进行ID信息匹配，确定收到的ID信息为注册ID后可进行充电，并在确认匹配时发送匹配成功信息给电动车。
（2.3）电动车获取匹配成功信息，发送充电信息给塔基
电动车通过车载通信模块匹配成功信息，并发送充电信息给塔基；所述充电信息包括充电电压参数、充电电流参数、电池电量等；
（2.4）塔基接受充电信息并确认，对接完成。
（3）塔基根据获得的位置信息，调整塔基的旋转，使能量发射装置对准电动车，传输能量；
塔基控制器通过塔基跟踪模块获取位置信息后，根据塔基坐标与电动车位置坐标的距离计算旋转的角度，通过运动控制模块控制塔基旋转到对应的角度；
塔基调整角度过程中，塔基实时根据需要充电的电动车发送的新的坐标位置信息，调整塔基的旋转角度，使能量发射器对准小车；
（4）电动车的能量接收装置接收塔基发射的能量，对电池进行充电；
能量接收装置接收到能量后，经接收整流器转换为直流电能，然后经直流变换器后给电池组充电；电池组触端检查到电压时，车载通信模块与基站通信模块通信，计费收费模块启动，根据充电电流和充电时间计算充电费用，从ID余额中扣除相应费用。
（5）电池电量充满，电动车发送充电完成信号给塔基，塔基回复初始位置；
电池电量检测模块检测到电池电量充满，电动车控制器通过车载通信模块发送充电完成信号给塔基，塔基控制器通过塔基通信模块接收该信号，塔基控制器控制能量发射装置停止能量传输，停止计费收费，并通过运动控制模块驱动塔基回复原始位置；
本实施例中，电动车一旦驶离塔基充电范围，塔基控制器控制能量发射器停止发射电磁波，停止计费收费，塔基控制器通过运动控制模块驱动塔基回复原始位置。
充电过程中，电动车电池电量未充满时，离开塔基充电范围，进入下一个塔基的充电范围时，重复（1）-（4）。

Claims (6)

1.一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，该系统包括塔基子系统和电动车子系统，所述塔基子系统包括若干间隔一定距离设置在道路中间或者两侧的可旋转式塔基；所述可旋转式塔基包括塔基控制器、塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块和能量发射装置；所述电动车子系统包括电动车控制器、车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收装置、电池电量检测模块；
所述塔基控制器分别与塔基通信模块、塔基跟踪模块、运动控制模块、能量发射装置连接，用于控制塔基各个模块的工作，并且计算塔基与电动车的距离、塔基旋转角度；
所述塔基通信模块用于和电动车进行通信，用于获取电动车充电参数信息，并将获取的信息传输给塔基控制器；
所述塔基跟踪模块接收电动车发送的位置信息，实现对电动车位置进行定位和跟踪；电动车发送的位置信息通过车载定位跟踪模块获得；
所述运动控制模块用于驱动塔基旋转，使塔基的能量发射装置始终朝向电动车，保证能量的高效传输；
所述能量发射装置与电网相连，用于向电动车发射高能定向电磁波，由电动车的能量接收装置接收，实现对电动车的充电；
所述电动车控制器分别与车载通信模块、车载定位跟踪模块、能量接收装置、电池电量检测模块信号连接，用于控制电动车各个模块的工作；
所述车载通信模块用于和塔基通信模块进行通信；发送充电信息、ID信息、电池电量信息给塔基，并获取塔基通信模块发送的信息；
所述车载定位跟踪模块装有定位导航系统，实时获得电动车的坐标位置，用于和塔基跟踪模块共同实现对小车位置进行定位和跟踪；
所述能量接收装置接收能量发射装置发送的能量；
所述电池电量检测模块用于检测电动车电池电量，当电池电量小于阀值时，及时将信息传送给电动车控制器。
2.根据权利要求1所述一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，所述电动车充电参数信息包括电压参数、充电电流参数、电池电量信息、电动车ID信息。
3.根据权利要求1所述一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，塔基与电动车的通信方式采用无线通信，方式包括Zigbee、蓝牙、Wi-Fi、射频通信。
4.根据权利要求1所述一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，所述能量发射装置与能量接收装置之间能量传输的方式包括电磁感应式、无线电波式、磁场共振式、激光充电。
5.根据权利要求1所述一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，所述塔基还包括信息匹配模块和ID数据库，所述ID数据库由需要充电的电动车ID信息注册形成，位于塔基后端服务器，在收到电动车ID信息后，信息匹配模块调取数据库中的信息，进行ID信息匹配，确定收到的ID信息为注册ID后可进行充电，并在确认匹配时发送匹配成功信息给电动车。
6.根据权利要求1所述一种旋转塔式无线充电系统，其特征在于，所述塔基还包括计费收费模块，用于电动车的收费，根据充电电流和充电时间计算充电费用，从ID余额中扣除相应费用。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107010212A (zh) * 2017-04-13 2017-08-04 上海微小卫星工程中心 基于组合式飞行器的半自主可持续空运系统
CN107054613A (zh) * 2017-04-13 2017-08-18 上海微小卫星工程中心 基于激光阵列输能的货运飞行器
CN108973726A (zh) * 2018-07-24 2018-12-11 陈倩 一种基于公路的无线充电装置
CN110675016B (zh) * 2019-08-08 2020-04-07 北京航空航天大学 一种基于端边云架构的矿车无人驾驶运输系统云智能调度系统及充电方法
CN111923751B (zh) * 2020-07-22 2024-04-05 上海牟尼科技开发有限公司 一种电动汽车远程无线充电系统
CN115593340A (zh) * 2022-09-29 2023-01-13 重庆长安汽车股份有限公司（Cn） 车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110042403A (ko) * 2009-10-19 2011-04-27 김현민 전기자동차용 무선충전 시스템 및 그충전방법
CN103874601A (zh) * 2011-08-16 2014-06-18 核科学股份有限公司 架空电力传送系统
CN103078381B (zh) * 2013-01-27 2015-06-17 中国科学院电工研究所 一种电动汽车无线充电装置及其输出控制方法
CN103280853A (zh) * 2013-05-23 2013-09-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种发射塔式远程汽车充电系统和充电方法
CN104362765A (zh) * 2013-10-06 2015-02-18 郭和友 加强式分布式无线充供电基站及接收系统

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