CN105826987A - 一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，用于为行驶中的电动汽车充电，包括无线充电发射端、无线充电接收端、薄膜太阳能电池、第二DC/DC变换器及第一DC/DC变换器，薄膜太阳能电池的输出端通过第一DC/DC变换器与无线充电发射端连接，无线充电接收端通过第二DC/DC变换器对车载蓄电池充电，薄膜太阳能电池制成蜂窝状，安装在道路上方，呈三角顶状，无线充电接收端设置在电动汽车上。与现有技术相比，本发明将太阳能与无线充电技术相结合，改变传统的导线输电模式，提高了用电安全性与可靠性，并且用于公路上行驶的汽车，建成了方便快捷的电动汽车无线充电系统，使用户更加便捷。

Description

一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统
技术领域
本发明涉及一种汽车充电器，尤其是涉及一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统。
背景技术
随着经济全球化趋势的迅猛发展，非可再生能源(煤、石油、天然气等)的消耗与日俱增，研究开发新能源迫在眉睫。太阳能广泛存在且无污染，作为一种未来的替代能源，备受世界瞩目。在十三五规划中提出来将大幅提高可再生能源比重，要加强电源与电网统筹规划，积极发展智能电网，科学安排调峰、调频、储能配套能力，切实解决弃风、弃光问题。
2007年之前电能的传输都是通过导线直接连接设备传输电能。由于传输线暴露在外面，难免会有磨损，从而会出现漏电、接触火花等问题。而且插线端遇水等会对人身安全、设备安全、财产安全等造成威胁。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用方便、安全可靠的基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，用于为行驶中的电动汽车充电，该系统包括无线充电发射端、无线充电接收端、薄膜太阳能电池、第二DC/DC变换器及第一DC/DC变换器，所述的薄膜太阳能电池的输出端通过第一DC/DC变换器与无线充电发射端连接，所述的无线充电接收端通过第二DC/DC变换器对车载蓄电池充电，所述的薄膜太阳能电池制成蜂窝状，安装在道路上方，所述的无线充电接收端设置在电动汽车上，电动汽车在行驶过程中进行无线充电。
薄膜太阳能电池以蜂窝状设计，防止风雨雪的侵蚀，透光性好，蜂窝状的结构的承载力与刚度均显著增大。
所述的无线充电发射端的线圈安装在道路上方2.5m±0.5m处，与电动汽车车顶相距较近，间隔安装，按照限制的车速还有车载充电控制器对线圈转动的频率决定，找到最优的充电状态。
所述的无线充电接收端安装在电动汽车顶部，与所述的无线充电发射端的垂直距离为0.6m±0.2m。当无线充电接收端感应到靠近无线充电发射端时，会启动车载充电控制器，从而对无线充电接收端的线圈的转动起到控制。
该系统还包括直流汇流器、太阳能控制器和车载充电控制器，所述的薄膜太阳能电池、太阳能控制器及直流汇流器、第一DC/DC变换器及无线充电发射端依次连接，所述的车载充电控制器与所述的无线充电接收端连接。太阳能控制器用于时刻观察每块薄膜太阳能电池输出的电流及电压，再通过直流汇流器进行汇流，并利用第一DC/DC变换器输出符合要求的直流电，将该直流电输送至无线充电发射端，无线充电发射端产生的恒定磁场被无线充电接收端接收，无线充电接收端的线圈通过车载充电控制器控制磁场的旋转角度与周期，从而通过线圈的磁通周期性的变化，在线圈中形成电动势，在车载充电回路中形成电流。
该系统还包括滤波器，所述的滤波器与第二DC/DC变换器连接。滤波器用于滤除交流成分，再通过第二DC/DC变换器产生固定的直流电，实现对车载蓄电池的充电。
所述的无线充电发射端的线圈中配有铁芯，使磁感线全部集中在铁芯中，磁场相应增强，磁通量也增加。
所述的电动汽车顶部设有防电磁干扰层，防止电磁干扰对车内仪器、仪表的影响。
该系统还包括与所述的直流汇流器连接的外部蓄电池，用于存储不用的直流电。
所述的薄膜太阳能电池在道路上方安装成三角顶状，稳定性更好。
本发明的薄膜太阳能电池在生产过程中，先生产出长方形一片一片的薄膜太阳能电池，再将每片裁剪成两半，并水平错开一定的距离到适当位置，再通过粘合技术粘合成的蜂窝状的薄膜太阳能电池。这样的太阳能薄膜铺设在道路上方，根据车载蓄电池的容量与充电的速度来决定每条路铺设的太阳能薄膜的长度。
本发明将太阳能与无线充电技术相结合，，改变传统的导线输电模式，提高了用电安全性与可靠性，并且用于公路上行驶的汽车，建成了方便快捷的电动汽车无线充电系统，使用户更加便捷，避免了以往要提前充电弊端，同时达到节能环保的目的，也解决了由于汽车电量不够，意外发生的事情无法解决的问题，推动了电动汽车的发展。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明将太阳能与无线充电技术相结合，，改变传统的导线输电模式，提高了用电安全性与可靠性，并且用于公路上行驶的汽车，建成了方便快捷的电动汽车无线充电系统，使用户更加便捷，避免了以往要提前充电弊端，同时达到节能环保的目的，也解决了由于汽车电量不够，意外发生的事情无法解决的问题，推动了电动汽车的发展。
(2)本发明为了节约成本，安全可靠，使用太阳能薄膜，搭成三角顶的形状，由于上方截面是三角形状，所以稳定性更好。
(3)薄膜太阳能电池以蜂窝状设计，防止风雨雪的侵蚀，透光性好，蜂窝状的结构的承载力与刚度均显著增大。
(4)采用无线充电技术，改变传统的导线输电模式，提高了用电安全性与可靠性，并且用于公路上行驶的汽车，使用户更加便捷，节约了以往要提前充电弊端，也解决了由于汽车电量不够，意外发生的事情无法解决的问题，推动了电动汽车的普及与发展。
(5)采用薄膜太阳能电池供电，与传统的硅材料的太阳能电池相比，不足晶体硅太阳电池厚度的1/100，这就大大降低了制造成本，而且具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大。
附图说明
图1为本发明实际应用时的结构图；
图2为本发明的系统结构示意图；
图3为一片薄膜太阳能电池经一次裁剪后的结构示意图；
图4为本发明的蜂窝状的薄膜太阳能电池的部分结构示意图；
图中标识为：1薄膜太阳能电池，2太阳能控制器，3直流汇流器，4第一DC/DC变换器，5外部蓄电池，6无线充电发射端的线圈，7磁场，8无线充电接收端的线圈，9车载充电控制器，10滤波器，11第二DC/DC变换器，12车载蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图2所示，一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，用于为行驶中的电动汽车充电，包括薄膜太阳能电池1、太阳能控制器2及直流汇流器3、第一DC/DC变换器4、无线充电发射端、外部蓄电池5、无线充电接收端、滤波器10、车载充电控制器9及第二DC/DC变换器11，薄膜太阳能电池1、太阳能控制器2、直流汇流器3、第一DC/DC变换器4及无线充电发射端依次连接，外部蓄电池5与直流汇流器3连接，用于存储不用的直流电，无线充电接收端、滤波器10及第二DC/DC变换器11依次连接，第二DC/DC变换器11与车载蓄电池12连接，车载充电控制器9与无线充电接收端连接。
本发明的薄膜太阳能电池1在生产过程中，先生产出长方形一片一片的薄膜太阳能电池1，再将每片裁剪成如图3所示的两半，并水平错开一定的距离，到适当位置(如图4所示)，再通过一定的粘合技术粘合成如图4所示的蜂窝状的薄膜太阳能电池1。将蜂窝状的薄膜太阳能电池1铺设在道路上方呈三角顶状，根据车载蓄电池12的容量与充电的速度来决定每条路铺设的薄膜太阳能电池1的长度。薄膜太阳能电池1以蜂窝状设计，防止风雨雪的侵蚀，透光性好，蜂窝状的结构的承载力与刚度均显著增大。
无线充电发射端的线圈6安装在道路上方2.5米处，与电动汽车车顶相距较近，间隔安装，按照限制的车速还有车载充电控制器9对线圈转动的频率决定，找到最优的充电状态。无线充电发射端的线圈6中配有铁芯，使磁感线全部集中在铁芯中，磁场7相应增强，磁通量也增加。
无线充电接收端安装在电动汽车顶部，与无线充电发射端的垂直距离为0.6m。当无线充电接收端感应到靠近无线充电发射端时，会启动车载充电控制器9，从而对无线充电接收端的线圈8的转动起到控制作用。
电动汽车顶部设有防电磁干扰层，防止电磁干扰对车内仪器、仪表的影响。
本发明在实际应用中，搭建成如图1所示的结构，由于薄膜太阳能电池1截面上方是三角的形状，所以稳定性更好，节约成本、安全可靠。采用薄膜太阳能电池1供电，与传统的硅材料的太阳能电池相比，不足晶体硅太阳电池厚度的1/100，这就大大降低了制造成本，而且具有可挠性可以制作成非平面构造其应用范围大。
本发明工作时，利用太阳能控制器2时刻观察每块薄膜太阳能电池1输出的电流及电压，再通过直流汇流器3进行汇流，并利用第一DC/DC变换器4输出符合要求的直流电，将该直流电输送至无线充电发射端，无线充电发射端产生的恒定磁场7被无线充电接收端接收，无线充电接收端的线圈8通过车载充电控制器9控制磁场7的旋转角度与周期，从而通过线圈的磁通周期性的变化，在线圈中形成电动势，在车载充电回路中形成电流，滤波器10滤除其中的交流成分，再通过第二DC/DC变换器11产生固定的直流电，实现对车载蓄电池12的充电。
本发明将太阳能与无线充电技术相结合，，改变传统的导线输电模式，提高了用电安全性与可靠性，并且用于公路上行驶的汽车，建成了方便快捷的电动汽车无线充电系统，使用户更加便捷，避免了以往要提前充电弊端，同时达到节能环保的目的，也解决了由于汽车电量不够，意外发生的事情无法解决的问题，推动了电动汽车的发展。
以上所述只是本发明优选的一种实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方案为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示的内容所做的等效改进或变化，都应纳入本发明权利要求书所保护的范围。
实施例2
本实施例中，无线充电发射端的线圈6安装在道路上方2米处，无线充电接收端与无线充电发射端的垂直距离为0.8m。其余同实施例1。
实施例3
本实施例中，无线充电发射端的线圈6安装在道路上方3米处，其余同实施例1，无线充电接收端与无线充电发射端的垂直距离为0.4m。其余同实施例1。

Claims (9)

1.一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，用于为行驶中的电动汽车充电，该系统包括无线充电发射端、无线充电接收端、薄膜太阳能电池、第二DC/DC变换器及第一DC/DC变换器，所述的薄膜太阳能电池的输出端通过第一DC/DC变换器与无线充电发射端连接，所述的无线充电接收端通过第二DC/DC变换器对车载蓄电池充电，其特征在于，所述的薄膜太阳能电池制成蜂窝状，安装在道路上方，所述的无线充电接收端设置在电动汽车上，电动汽车在行驶过程中进行无线充电。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述的无线充电发射端的线圈安装在道路上方2.5m±0.5m处。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述的无线充电接收端安装在电动汽车顶部，与所述的无线充电发射端的垂直距离为0.6m±0.2m。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，该系统还包括直流汇流器、太阳能控制器和车载充电控制器，所述的薄膜太阳能电池、太阳能控制器及直流汇流器及第一DC/DC变换器依次连接，所述的车载充电控制器与所述的无线充电接收端连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，该系统还包括滤波器，所述的滤波器与第二DC/DC变换器连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述的无线充电发射端的线圈中配有铁芯。
7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述的电动汽车顶部设有防电磁干扰层，防止电磁干扰对车内仪器、仪表的影响。
8.根据权利要求4所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，还包括与所述的直流汇流器连接的外部蓄电池，用于存储不用的直流电。
9.根据权利要求1所述的一种基于太阳能发电的行驶中的电动汽车无线充电系统，其特征在于，所述的薄膜太阳能电池在道路上方安装成三角顶状。
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