CN104967190A - 一种车用无线充电装置 - Google Patents

Abstract

一种车用无线充电装置，包括薄膜太阳能电池、电能发射线圈、电能接收线圈，蓄电池，薄膜太阳能电池的电力输出端依次通过电能发射线圈、电能接收线圈与蓄电池、车内若干用电负载分别连接，电能可不经过车内蓄电池，而直接应用于车内若干用电负载，降低蓄电池的负载及蓄电池充放电次数过多导致寿命减少的问题。另外，当不能接收到阳光时，电能接收线圈也可对接充电桩，对汽车进行充电，实现二合一式的充电方式。

Description

一种车用无线充电装置

技术领域

本发明涉及无线充电，尤其涉及一种应用于常规汽车上的太阳能无线充电装置。

背景技术

随着科技的发展，我国的汽车数量逐年增多，汽车覆盖道路面积越来越大，如果对汽车采用太阳能光伏技术进行自供电，将极大的提高太阳能利用率。薄膜太阳能电池是以半导体p-n结面作为光吸收及能量转换的主体结构。薄膜电池的应用已经相当广泛，2009年“中国电谷”已经成功研发应用到汽车车顶，可以通过太阳能电池给汽车供电。现有的车顶太阳能电池有采用充电线的方式对车载电池进行充电，但这会影响到汽车的美观和整体性，而且对于电池的要求过高。

随着技术的不断发展，目前，已具备无线充电与汽车结合的方式，无线充电主要基于以下三种原理：1、电磁感应式充电；2、电磁共振式充电；3、无线电波式充电。现有无线充电技术已应用到了电动汽车“特斯拉”上，其采用的为定点充电，电能来源为电网或单独立太阳能充电站，但是以太阳能作为电能来源进行实时充电，并且应用在常规汽车上还是空白。

中国专利文献CN201901008，公开了一种具有无线充电功能的太阳能电动汽车，包括电动汽车、太阳能电池板和无线充电器，其在电动汽车的车体的顶面或其他表面上安装太阳能电池板，为电动汽车提供持续的电力。然而，该无线充电技术是应用于电动汽车上，而非常规的汽车，并且，采用的是电磁感应式的无线充电技术，充电效率不高，且电磁波对人体易产生影响，尤其是对儿童的伤害较大。另外，仅仅是对汽车进行供电，忽略了对汽车内部的若干负载单独供电，汽车内部蓄电池的负载高，汽车内部环境无法得到有效改善。

因此，业界亟需一种可应用于常规汽车，又可对汽车内部若干负载进行单独供电、自动改善车内环境的车用无线充电装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种车用无线充电装置，在常规汽车顶部、车身四周或其他可用范围内铺装薄膜太阳能电池，将太阳能转化为电能，通过无线充电技术将电能充进汽车蓄电池或汽车内部空调中，降低发动机发电负载，保护车内蓄电池。

根据本发明的目的提出的一种车用无线充电装置，包括外部发电系统和内部供电系统，所述外部发电系统包括薄膜太阳能电池、电能发射线圈及电能接收线圈，所述内部供电系统包括车内蓄电池，其中所述薄膜太阳能电池设置在车体表面，所述薄膜太阳能电池的电力输出端依次通过电能发射线圈、电能接收线圈与内部供电系统和车内若干用电负载分别连接，所述车内蓄电池的输出端连接发动机以及所述车内若干用电负载，所述车内若干用电负载通过一开关选择由外部发电系统或内部供电系统进行供电。

优选的，所述车内若干用电负载包括空调、车灯、音响、中控显示器及仪表盘中的一种或多种。

优选的，所述开关为光敏开关或定时开关。

优选的，所述无线充电采用电磁共振的方式。

优选的，所述太阳能电池可拆卸式安装在车顶、车底或车四周，接收太阳光或周围环境的漫反射光。

优选的，所述电能接收线圈或所述蓄电池对接充电桩，充电桩对所述蓄电池或车内若干用电负载进行充电。

优选的，车内安装可感应人体与阳光的感应装置，所述感应装置与空调连接，当感应到车内无人并且有阳光时，所述空调自动开启。

优选的，所述车为常规汽车，在无线充电装置无法工作时，汽车正常发动。

优选的，所述薄膜太阳能电池是非晶硅柔性薄膜太阳能电池或有机柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池片。

优选的，所述薄膜太阳能电池可卷曲或折叠。

与现有技术相比，本发明具有如下的技术优势：

采用薄膜太阳能电池对汽车进行无线充电，只要是有阳光的地方均可充电，解决了汽车充电的局限性。

薄膜太阳能电池可拆卸式设置在车体表面，可应用于常规汽车中，不影响汽车的美观与整体性。

电能可不经过车内蓄电池，而直接应用于汽车空调系统，降低了蓄电池的负载及蓄电池充放电次数过多导致寿命减少的问题。

车内安装感应装置，当感应到车内无人并且有阳光时，空调自动开启，自动改善车内环境，对车内环境进行调控，改善车内环境，包括温度、空气质量、湿度等，提高人体舒适度，防止因长时间空置导致车内环境恶化。

对接充电桩，当处在夜晚、阴雨天、车库内等无阳光的环境下，充电桩对蓄电池及车内负载系统进行充电，弥补了太阳能光伏发电的不足。

采用电磁共振的方式进行无线充电，将线圈安排在距离人体较远处，减少电磁波对人体的危害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施例中车用无线充电装置的结构原理示意图

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：1.薄膜太阳能电池；2.电能发射线圈；3.电能接收线圈；4.蓄电池；5.车内若干用电负载；6.发动机；7.开关。

具体实施方式

正如背景技术中所述，现有的具有无线充电功能的太阳能电动汽车，未对车内的用电负载单独供电，汽车内部蓄电池的负载高，汽车内部环境无法得到有效改善。

因此，本发明提出了一种车用无线充电装置，在常规汽车表面铺装薄膜太阳能电池，通过无线充电技术将电能充进汽车蓄电池或汽车内部空调中，降低发动机发电负载，保护车内蓄电池，并改善车内环境。

下面，将对本发明的具体技术方案做详细介绍。

请参见图1，本发明中的车用无线充电装置，包括外部发电系统和内部供电系统，外部发电系统包括薄膜太阳能电池1、电能发射线圈2、电能接收线圈3，内部供电系统包括车内的蓄电池4，蓄电池4连接发动机6，对发动机6进行供电，蓄电池4还连接车内若干用电负载5，车内若干用电负载5包括空调、车灯、音响、中控显示器及仪表盘等车内设备，薄膜太阳能电池1铺设于车体表面，如车顶、车底或车的四周等可用范围内，可以在车体外表面，也可以在车体内表面可以接收到太阳光或周围环境漫反射光的位置，实现高效的光电转换，薄膜太阳能电池1采用可拆卸的形式与车体表面结合在一起，如粘贴，固定夹固定等形式，薄膜太阳能电池1不是与车为一整体，因此，可以不改变车体的形态，可应用于常规的汽车，而不限于特制的电动汽车，当充电无法工作时，汽车还是可以正常发动行驶的。

薄膜太阳能电池1可采用非晶硅柔性薄膜太阳能电池、有机柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池片等，薄膜太阳能电池1可卷曲或折叠，方便铺设于汽车上的任意位置，易于收纳，若是可折叠，在使用时不可避免的进行反复的折叠操作，对薄膜太阳能电池1可能会造成一定程度的机械损害，影响薄膜太阳能电池1的使用寿命，因此可在折叠处设置加强筋，以增加其机械强度。

薄膜太阳能电池1的电力输出端连通电能发射线圈2、电能接收线圈3，此时，分为两路，一路即电能接收线圈3与蓄电池4、发动机6连接，当太阳能电池工作时，蓄电池4直接给发动机6供电，另一路即电能接收线圈3与车内若干用电负载5连接，由此，电能可以不经过蓄电池4而直接输送至车内若干用电负载5，即将电能直接输送至空调、车灯、音响等车内设备，以降低蓄电池4的负载及蓄电池4充放电次数过多导致寿命减少的问题。另外，蓄电池4又连接于车内若干用电负载5，当没有阳光、太阳能电池无法工作时，蓄电池4直接向车内若干用电负载5供电。在电能接收线圈3与车内若干用电负载5之间设置有开关7，开关7可控制车内若干用电负载5是否由太阳能供电的方式供电，开关7可以为光敏开关，即在感测到有阳光时，开关7自动开启，负载系统5通过太阳能电池进行供电，在感测到无阳关时，开关7自动关闭，由蓄电池4为车内若干用电负载供电，开关7也可以为定时开关，例如，设置开关开启与关闭时间，将早上七点至下午五点设置为开启，此时，负载系统5通过太阳能电池进行供电，其余时间设置为关闭，由蓄电池4为车内若干用电负载5供电，通过开关可以更智能化开启或关闭太阳能电池对车内若干用电负载5的供电。另外，在车内安装感应装置，该感应装置即可对人体进行感应，也可对阳关进行感应，感应装置与车内若干用电负载5中的空调连接，当感应装置感应到车内无人并且有阳光时，空调自动开启，对车内环境进行调控，改善车内环境，包括温度、空气质量、湿度等，提高人体舒适度，防止因长时间空置而导致车内环境恶化，实现高智能，由于空调得到的电能是薄膜太阳能电池1提供的，因此，不会出现浪费能源、升高成本的问题。

具体地，无线充电采用电磁共振的方式，利用电流通过线圈产生同频率的磁场共振实现无线充电，发射线圈2和接收线圈3可以相距很远，其充电效率高，并且可将发射线圈2和接收线圈3安排在距离人体较远的地方，尽可能减少电磁波对人体，尤其是对儿童的危害。

另外，电能接收线圈3可以对接充电桩，充电桩可以是无线充电的形式，也可以是有线充电的形式，充电桩设置在汽车停留的地点，如车库、停车场、路口等位置，当充电桩是无线充电的形式时，在充电桩中预埋无线充电的充电器，并作好充电器与电网或太阳能电池板连接，并且，在汽车的底部或其他部位安装无线充电的接收装置，即电能接收线圈3，电能接收线圈3分别连接蓄电池4及车内若干用电负载5，蓄电池4连接车内若干用电负载5，充电桩对蓄电池4或车内若干用电负载5或二者均进行充电，另外，需统一发射、接收信号的频率，使其能够通用，在雨水较多的地方，应注意对发射线圈2、接收线圈3等设备的防水问题。当充电桩是有线充电的形式时，当处在夜晚、阴雨天、车库内等无阳光的环境下，充电桩可以对蓄电池4进行充电，蓄电池4又对发动机6及车内若干用电负载5进行充电，弥补太阳能光伏发电的不足，避免了身处无阳光的环境下而无法充电等缺憾。

本发明中的车用无线充电装置，包括薄膜太阳能电池1、电能发射线圈2、电能接收线圈3，车内若干用电负载5，薄膜太阳能电池1的电力输出端依次通过电能发射线圈2、电能接收线圈3与内部供电系统及车内若干用电负载5分别连接，电能可不经过车内蓄电池4，而直接应用于汽车车内若干用电负载5，降低蓄电池4的负载及充放电次数过多导致寿命减少的问题。另外，当不能接收到阳光时，汽车对接外部充电桩，对汽车蓄电池及车内若干用电负载5进行充电，实现二合一式的充电方式。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种车用无线充电装置，其特征在于：包括外部发电系统和内部供电系统，所述外部发电系统包括薄膜太阳能电池、电能发射线圈及电能接收线圈，所述内部供电系统包括车内蓄电池，其中所述薄膜太阳能电池设置在车体表面，所述薄膜太阳能电池的电力输出端依次通过电能发射线圈、电能接收线圈与内部供电系统和车内若干用电负载分别连接，所述车内蓄电池的输出端连接发动机以及所述车内若干用电负载，所述车内若干用电负载通过一开关选择由外部发电系统或内部供电系统进行供电。

2.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述车内若干用电负载包括空调、车灯、音响、中控显示器及仪表盘中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述开关为光敏开关或定时开关。

4.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述无线充电采用电磁共振的方式。

5.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述太阳能电池可拆卸式安装在车顶、车底或车四周，接收太阳光或周围环境的漫反射光。

6.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述电能接收线圈或所述蓄电池对接充电桩，充电桩对所述蓄电池或车内若干用电负载进行充电。

7.如权利要求2所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：车内安装可感应人体与阳光的感应装置，所述感应装置与空调连接，当感应到车内无人并且有阳光时，所述空调自动开启。

8.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述车为常规汽车，在无线充电装置无法工作时，汽车正常发动。

9.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述薄膜太阳能电池可卷曲或折叠。

10.如权利要求1所述的一种车用无线充电装置，其特征在于：所述薄膜太阳能电池是非晶硅柔性薄膜太阳能电池或有机柔性薄膜太阳能电池或晶硅太阳能电池片。