CN106945548A - 基于无线充电的电动汽车充电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，其中电动汽车充电站设置有多个停车位，各个所述停车位处设置有充电桩，所述充电桩中设置有控制单元和通讯单元，所述充电桩还设置有第一无线充电板和第二无线充电板。采用该种系统及方法，不仅可以通过充电枪进行充电，也可以无线充电，可以适用于不同的多种电动汽车的充电，更加方便实用；所述第二无线充电板可以自动根据充电需要移动位置，实现自动化电动汽车充电；所述第一无线充电板可以为用户的其他移动设备进行充电，例如对用户的手机、平板电脑、笔记本电脑等进行充电，实现多功能化充电桩；另外，本发明可以利用可再生能源，节能环保，更好地利用各种资源，具有更广泛的应用范围。

Description

基于无线充电的电动汽车充电系统及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及电动汽车管理技术领域，具体是指一种基于无线充电的电动汽车充电系统及方法。

背景技术

当前，随着工业发展和社会需求的增加，汽车在社会进步和经济发展中扮演着重要的角色。汽车工业的迅速发展，推动了机械、能源、橡胶、钢铁等多项支柱产业的发展，但同时也带来了环境污染、能源短缺等严重问题。因此，以混合动力汽车和纯电动汽车为代表的新能源汽车是解决汽车工业可持续发展问题的主要途径。

然而现有技术中，电动汽车充电站的建设速度却没有跟上电动汽车发展的步伐。电动汽车的用户仍面临着充电难、行驶距离短的问题，从而大大限制了电动汽车的进一步发展。

另外，现有技术中往往需要使用充电枪进行充电。充电枪的操作较为麻烦，并且充电枪需要连接很长的电源线，也造成了一定的安全隐患，后期也需要定期对电源线和充电枪本身进行维护，十分不方便。

综上所述，急需提供一种新的电动汽车的充电技术方案，改善传统的充电方式，提高用户的使用体验。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，既可以采用充电枪进行充电，也可以采用无线方式进行充电，给用户提供了更多选择，并且无线方式充电采用全自动方式，提高用户的使用体验，结构简单，应用方便，具有更广泛的应用范围。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

本发明提供了一种基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，所述电动汽车充电站设置有多个停车位，各个所述停车位处设置有充电桩，所述充电桩中设置有控制单元和通讯单元；

各个所述充电桩设置有至少两个充电头，需要充电的电动汽车中设置有超级电容和汽车蓄电池，充电时，两个充电头分别与所述超级电容和所述汽车蓄电池相连接；所述电动汽车在启动时，通过所述超级电容为所述电动汽车供电，所述电动汽车在行驶过程中，通过所述汽车蓄电池为所述电动汽车供电；

各个所述充电桩还设置有一第一无线充电板，所述第一无线充电板的一端通过至少一个扭簧可旋转连接至所述充电桩的侧壁，所述第一无线充电板在不使用时，所述第一无线充电板的第一侧面贴紧所述充电桩的侧壁设置，所述第一无线充电板使用时，在所述第一无线充电板上施加克服所述扭簧拉力的压力，将所述第一无线充电板向下压至所述第一无线充电板的第一侧面与地面平行，且所述第一无线充电板的第二侧面设置有一连接环，所述连接环通过一连接杆可拆卸连接至所述第一充电桩的侧壁，以保持所述第一无线充电板与地面平行；

所述第一无线充电板的第一侧面设置有第一无线充电感应线圈，所述第一无线充电感应线圈的电源输入端分别通过三个继电器与所述市电电源、所述第一充电站蓄电池和所述第二充电站蓄电池相连接；

各个所述充电桩的底部还设置有一第二无线充电板，所述第二无线充电板的一端通过链条固定至所述充电桩的底部，所述第二无线充电板的底部设置有滚轮、驱动电机和充电板通信电路。

可选地，所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；所述第二无线充电板的上表面设置有第二无线充电感应线圈，所述第二无线充电感应线圈在充电时对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元，所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板的一端抵触所述充电桩的底部停止。

可选地，所述电动汽车充电站还设置有一个主控制器、一个通讯设备和一个应急电源，所述电动汽车充电站的上方设置有遮阳棚，所述遮阳棚的顶端铺设有太阳能电池板，所述电动汽车充电桩中还设置有多个风光互补路灯；

各个所述充电桩具有至少两个供电回路：第一供电回路和第二供电回路，所述第一供电回路通过市电电源进行供电，第二供电回路通过第一充电站蓄电池进行供电，所述第一充电站蓄电池的充电端分别与所述太阳能电池板和/或风光互补路灯相连接；

所述充电桩的控制单元用于采集各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率，并通过所述充电桩的通讯单元将各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总量数据发送至所述主控制器；

所述主控制器统计所述电动汽车充电站中每个预设时间段内需要充电的电动汽车的数量、运行数据、充电时间和充电总功率，并将统计数据通过所述通讯设备发送至云端服务器；

所述电动汽车充电站断电时，所述应急电源向所述主控制器和所述通讯设备供电，所述主控制器通过所述通讯设备向所述云端服务器发送断电求援信息。

可选地，所述云端服务器还用于利用所述电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率对电动汽车的状态进行综合评估，采用对数正态分布、高斯分布方法对电动汽车充电特征数据进行统计分析，以得到各充电特征数据的概率密度分布表达式；所述电动汽车充电特征数据包括起始充电时间、初始荷电状态和日行车里程；

所述云端服务器提取所述电动汽车充电特征数据，将所述电动汽车充电特征数据根据预设间隔分成多段，并统计在各个段中电动汽车充电特征数据的次数；计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值，得到其概率密度直方图；

其中，根据如下公式计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值：

其中，fi为第i个段中电动汽车充电特征的概率密度值，Ni为第i个段中电动汽车充电特征数据的个数，N为所述电动汽车充电特征数据的总个数，Δt为所述预设间隔，i∈(1,j)，j为段的总个数。

可选地，所述充电桩还具有第三供电回路，所述第三控制回路通过第二充电站蓄电池供电，所述第二充电站蓄电池的充电端分别与一液态氢发电装置相连接；

所述液态氢发电装置包括制氢装置、液态氢制备装置、氧气罐和氢能源直接燃料电池，所述制氢装置用于电解水产生氢气和氧气，所述液态氢制备装置用于将所述氢气与储氢材料混合形成液态的储氢材料氢化物，所述氢能源直接燃料电池利用所述储氢材料氢化物和所述氧气罐中的氧气产生电能，然后对所述多个第二充电站蓄电池进行充电；

所述制氢装置为电解水制氢装置，所述电解水制氢装置包括供电电源、储氢罐和电解池，所述电解池中设置有电解电极，所述供电电源与所述金刚石电极相连接，所述电解池的氧气输出端口与所述氧气罐的输入端口相连接，所述电解池的氢气输出端口与所述储氢罐相连接，所述电解池的外侧面设置有散热设备；

所述液态氢制备装置包括储氢材料罐、预热器、固定床反应釜和气液分离器，所述预热器的气体入口与所述储氢罐的输出端口相连接，所述预热器的液体入口与所述储氢材料罐相连接，储氢材料与氢气共同在所述预热器中被混合加热，所述固定床反应釜中设置有加氢催化剂和惰性材料，所述固定床反应釜的下方设置有加热器，所述固定床反应釜的出口与所述气液分离器的入口相连接，所述气液分离器的液体输出口与一储氢材料氢化物罐相连接，所述储氢材料氢化物罐和所述氧气罐分别与所述氢能源直接燃料电池相连接。

可选地，所述加氢催化剂为贵金属或贵金属与非贵金属组成的双金属负载型催化剂，所述贵金属包括Pd、Pt、Ru或Rh，所述非贵金属为Ni、Co或Fe，所述惰性材料为二氧化硅、氧化铝或活性炭，所述加氢催化剂的粒径为0.7～0.9mm，所述惰性材料的粒径为0.3～0.4mm；

所述储氢材料为多元混合液态不饱和杂环芳烃，且至少一种所述储氢材料为熔点低于75℃的低熔点化合物，所述多元混合液态不饱和杂环芳烃为多个液态不饱和杂环芳烃分子中的至少一种或其组合，所述液态不饱和杂环芳烃分子为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、苯乙炔、蒽、萘、芴、苯胺、咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-异丙基咔唑、N-正丁基咔唑、吲哚、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、N-丙基吲哚、喹啉、异喹啉、吡啶、吡咯、呋喃、苯并呋喃、噻吩、嘧啶或咪唑。

可选地，所述电动汽车中设置有电量管理模块、车辆控制器和车辆通讯终端，所述电量管理模块实时检测所述电动汽车的超级电容和所述汽车蓄电池的电量，所述车辆控制器获取所述超级电容和所述汽车蓄电池的电量，并通过所述车辆通讯终端发送至所对应的充电桩的控制单元；

所述充电桩的控制单元根据接收到的所对应的电动汽车的超级电容和汽车蓄电池的电量控制两个充电枪的充电过程。

可选地，各个所述充电桩处设置有一位置传感器，所述位置传感器检测到有电动汽车驶入时，通知所述控制单元；

各个所述充电桩处的中部设置有一存储箱，所述充电枪设置于所述存储箱中，且所述存储箱设置有电子门锁；

所述充电桩处还设置有一机械手臂，所述机械手臂的前端设置有摄像头，所述机械手臂伸至所述电动汽车的前端或尾端，所述摄像头扫描所述电动汽车的车牌信息，并将所述车牌信息发送至所述控制单元；

所述控制单元将所述车牌信息发送至所述主控制器，所述主控制器通过所述车牌信息判断所述电动汽车是否为预设允许充电汽车，如果是，则所述存储箱的电子门锁打开，所述存储箱中的充电枪可被用户取出，如果否，则所述存储箱的电子门锁保持关闭状态。

通过采用机械手臂，实现车牌信息自动验证，在验证失败时，充电枪被锁在存储箱中无法使用。从而实现了电动汽车充电的自动管理。

可选地，所述充电桩的表面还设置有射频卡识别模块，电动汽车的射频卡中包含有所对应的电动汽车的ID、是否为无线充电方式和最大充电时间；所述射频卡识别模块识别到射频卡中包含的信息为是无线充电方式时，自动激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行，所述第二无线充电板的第二无线充电感应线圈的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈开始工作，为所述电动汽车进行充电。

本发明还提供一种基于无线充电的电动汽车充电方法，采用所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，所述方法包括如下步骤：

所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；

所述第二无线充电板的第二无线充电感应线圈的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈开始工作；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元；

所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，并停止所述第二无线充电感应线圈的工作；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板的一端抵触所述充电桩的底部停止。

采用了该发明中的基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，不仅可以通过充电枪进行充电，也可以无线充电，可以适用于不同的多种电动汽车的充电，更加方便实用，给用户提供了更多选择，并且无线方式充电采用全自动方式，提高用户的使用体验；所述第二无线充电板可以自动根据充电需要移动位置，实现自动化电动汽车充电；所述第一无线充电板可以为用户的其他移动设备进行充电，例如对用户的手机、平板电脑、笔记本电脑等进行充电，实现多功能化充电桩；另外，本发明可以利用可再生能源，节能环保，更好地利用各种资源，具有更广泛的应用范围。

附图说明

图1为本发明的基于无线充电的电动汽车充电系统的结构示意图；

图2为本发明的第一无线充电板的使用示意图；

图3为本发明的第二无线充电板的使用示意图；

图4为本发明的电动汽车充电特征数据采集分析的流程图；

图5为本发明的电解水制氢装置的结构示意图；

图6为本发明的液态氢制备装置的结构示意图；

图7为本发明的电动汽车充电时选择蓄电池的流程图；

图8为本发明的基于无线充电的电动汽车充电方法的流程图。

附图标记：

1 供电电源

2 储氢罐

3 电解池

4 氧气罐

5 电解电极

6 储氢材料罐

7 预热器

8 固定床反应釜

9 气液分离器

10 储氢材料氢化物罐

11 第二无线充电板

12 滚轮

13 第二无线充电感应线圈

14 第一无线充电板

15 第一无线充电感应线圈

16 连接环

17 连接杆

18 扭簧

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明提供了一种基于无线充电的电动汽车充电系统，所述系统包括：

本发明提供了一种基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，所述电动汽车充电站设置有多个停车位，各个所述停车位处设置有充电桩，所述充电桩中设置有控制单元和通讯单元；

各个所述充电桩设置有至少两个充电头，需要充电的电动汽车中设置有超级电容和汽车蓄电池，充电时，两个充电头分别与所述超级电容和所述汽车蓄电池相连接；所述电动汽车在启动时，通过所述超级电容为所述电动汽车供电，所述电动汽车在行驶过程中，通过所述汽车蓄电池为所述电动汽车供电；

所述电动汽车采用超级电容和汽车蓄电池两种方式进行供电，分别针对汽车不同运行状态选择对应的对象供电。例如电动汽车启动时，采用超级电容为所述电动汽车充电，超级电容放电快，从而可以保证电动汽车的快速启动，给用户以更好的使用体验；在行驶过程中，则可以使用蓄电池充电即可。

各个所述充电桩还设置有一第一无线充电板14，所述第一无线充电板14的一端通过至少一个扭簧18可旋转连接至所述充电桩的侧壁，所述第一无线充电板14在不使用时，所述第一无线充电板14的第一侧面贴紧所述充电桩的侧壁设置，所述第一无线充电板14使用时，在所述第一无线充电板14上施加克服所述扭簧18拉力的压力，将所述第一无线充电板14向下压至所述第一无线充电板14的第一侧面与地面平行，且所述第一无线充电板14的第二侧面设置有一连接环16，所述连接环16通过一连接杆17可拆卸连接至所述第一充电桩的侧壁，以保持所述第一无线充电板14与地面平行；

所述第一无线充电板14的第一侧面设置有第一无线充电感应线圈15，所述第一无线充电感应线圈15的电源输入端分别通过三个继电器与所述市电电源、所述第一充电站蓄电池和所述第二充电站蓄电池相连接；

所述扭簧18优选为设置两个，分别连接所述第一无线充电板14的两个侧壁与所述充电桩的侧壁，保持所述第一无线充电板14在充电过程中的平衡和稳定性。

各个所述充电桩的底部还设置有一第二无线充电板11，所述第二无线充电板11的一端通过链条固定至所述充电桩的底部，所述第二无线充电板11的底部设置有滚轮12、驱动电机和充电板通信电路；

所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板11的滚轮12，将所述第二无线充电板11向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板11位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；所述第二无线充电板11的上表面设置有第二无线充电感应线圈13，所述第二无线充电感应线圈13在充电时对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元，所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板11的滚轮12，将所述第二无线充电板11向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板11的一端抵触所述充电桩的底部停止。

本发明通过采用该种电动汽车充电桩的结构，不仅可以通过充电枪进行充电，也可以无线充电，可以适用于不同的多种电动汽车的充电，更加方便实用。所述第二无线充电板11可以自动根据充电需要移动位置，实现自动化电动汽车充电；所述第一无线充电板14可以为用户的其他移动设备进行充电，例如对用户的手机、平板电脑、笔记本电脑等进行充电，实现多功能化充电桩。

在一种优选的实施方式中，所述电动汽车充电站还设置有一个主控制器、一个通讯设备和一个应急电源，所述电动汽车充电站的上方设置有遮阳棚，所述遮阳棚的顶端铺设有太阳能电池板，所述电动汽车充电桩中还设置有多个风光互补路灯；

风光互补路灯的设计，不仅可以采集风能，转换成蓄电池中的电能进行存储，也可以直接应用于电动汽车充电站的照明。

各个所述充电桩具有至少两个供电回路：第一供电回路和第二供电回路，所述第一供电回路通过市电电源进行供电，第二供电回路通过第一充电站蓄电池进行供电，所述第一充电站蓄电池的充电端分别与所述太阳能电池板和/或风光互补路灯相连接；

所述充电桩的控制单元用于采集各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率，并通过所述充电桩的通讯单元将各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总量数据发送至所述主控制器；

所述主控制器统计所述电动汽车充电站中每个预设时间段内需要充电的电动汽车的数量、运行数据、充电时间和充电总功率，并将统计数据通过所述通讯设备发送至云端服务器；

所述电动汽车充电站断电时，所述应急电源向所述主控制器和所述通讯设备供电，所述主控制器通过所述通讯设备向所述云端服务器发送断电求援信息。

所述云端服务器接收到断电求援信息时，通过所述断电求援信息中包含的电动汽车充电站的ID查询电动汽车充电站的位置，并在存储的移动充电车信息中查找距离所述电动汽车充电站最近的移动充电站车，向距离最近的移动充电车发送调度信息，并将所述电动汽车充电站的位置发送至所述距离最近的移动充电车。具体调用的移动充电车的数量可以根据充电站的蓄电池的剩余电量以及充电站的规模进行选择，并遵循由近及远的原则。

在一种优选的实施方式中，所述云端服务器还用于利用所述电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率对电动汽车的状态进行综合评估，采用对数正态分布、高斯分布方法对电动汽车充电特征数据进行统计分析，以得到各充电特征数据的概率密度分布表达式；所述电动汽车充电特征数据包括起始充电时间、初始荷电状态和日行车里程；

所述云端服务器提取所述电动汽车充电特征数据，将所述电动汽车充电特征数据根据预设间隔分成多段，并统计在各个段中电动汽车充电特征数据的次数；计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值，得到其概率密度直方图；然后根据起始充电时间概率密度直方图分布情况，即可拟合得到其概率密度表达式；

其中，根据如下公式计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值：

其中，fi为第i个段中电动汽车充电特征的概率密度值，Ni为第i个段中电动汽车充电特征数据的个数，N为所述电动汽车充电特征数据的总个数，Δt为所述预设间隔，i∈(1,j)，j为段的总个数。

随着电动汽车的推广和应用，与之相配套的充、换电站等充电设施也在逐步建设。然而，充电设施大规模接入电网，将给电网带来负荷冲击，并对电网的电能质量、网络损耗、设备利用率等产生不容忽视的影响。电动汽车充电特征数据，主要包括起始充电时间、初始荷电状态和日行车里程，对研究电动汽车充电过程对配电的影响十分重要，然而现有的电动汽车充电站监控系统主要从电能计量，电动汽车电池能量管理等方面对电动汽车及充电机进行监测分析，还没有专门针对电动汽车充电特征数据的统计分析，亦未对充电机、配电变压器的运行特性进行分析以及电动汽车状态的综合评估。

该实施例利用双峰正态分布或对数正态分布对电动汽车起始充电时间、日行驶里程等进行拟合，得到它们的概率密度表达式，以此作为监测区域充电负荷计算和分析电动汽车充电行为与配电网交互影响的基础。

在一种优选的实施方式中，所述充电桩还具有第三供电回路，所述第三控制回路通过第二充电站蓄电池供电，所述第二充电站蓄电池的充电端分别与一液态氢发电装置相连接；

所述液态氢发电装置包括制氢装置、液态氢制备装置、氧气罐4和氢能源直接燃料电池，所述制氢装置用于电解水产生氢气和氧气，所述液态氢制备装置用于将所述氢气与储氢材料混合形成液态的储氢材料氢化物，所述氢能源直接燃料电池利用所述储氢材料氢化物和所述氧气罐4中的氧气产生电能，然后对所述多个第二充电站蓄电池进行充电。

本发明通过氢能源产生电能，并且可以通过将氢能源转换为液态氢来减小氢能源的储存体积，氢能源产生电能采用直接燃料电池，不用经过脱氢步骤，并且不会产生有害物质，节能环保。

在充电过程中，所述充电桩的控制单元首先判断所述第一充电站蓄电池电量是否超过预设阈值，如果是，则所述两个充电枪的供电端与所述第一充电站蓄电池相连通；否则所述充电桩的控制单元判断所述第二充电站蓄电池电量是否超过预设阈值，如果是，则所述两个充电枪的供电端分别与所述第二充电站蓄电池相连通；否则所述充电桩判断所述市电电源是否可以连通，如果是，则所述两个充电枪的供电端分别与所述第二充电站蓄电池相连通；否则所述应急电源向所述主控制器和所述通讯设备供电，所述主控制器通过所述通讯设备向所述云端服务器发送断电求援信息。

在一种优选的实施方式中，所述制氢装置为电解水制氢装置，所述电解水制氢装置包括供电电源1、储氢罐2和电解池3，所述电解池3中设置有电解电极5，所述供电电源1与所述金刚石电极相连接，所述电解池3的氧气输出端口与所述氧气罐4的输入端口相连接，所述电解池3的氢气输出端口与所述储氢罐2相连接，所述电解池3的外侧面设置有散热设备；

所述液态氢制备装置包括储氢材料罐6、预热器7、固定床反应釜8和气液分离器9，所述预热器7的气体入口与所述储氢罐2的输出端口相连接，所述预热器7的液体入口与所述储氢材料罐6相连接，储氢材料与氢气共同在所述预热器7中被混合加热，所述固定床反应釜8中设置有加氢催化剂和惰性材料，所述固定床反应釜8的下方设置有加热器，所述固定床反应釜8的出口与所述气液分离器9的入口相连接，所述气液分离器9的液体输出口与一储氢材料氢化物罐10相连接，所述储氢材料氢化物罐10和所述氧气罐4分别与所述氢能源直接燃料电池相连接。

在一种优选的实施方式中，所述加氢催化剂为贵金属或贵金属与非贵金属组成的双金属负载型催化剂，所述贵金属包括Pd、Pt、Ru或Rh，所述非贵金属为Ni、Co或Fe，所述惰性材料为二氧化硅、氧化铝或活性炭，所述加氢催化剂的粒径为0.7～0.9mm，所述惰性材料的粒径为0.3～0.4mm；

所述储氢材料为多元混合液态不饱和杂环芳烃，且至少一种所述储氢材料为熔点低于75℃的低熔点化合物，所述多元混合液态不饱和杂环芳烃为多个液态不饱和杂环芳烃分子中的至少一种或其组合，所述液态不饱和杂环芳烃分子为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、苯乙炔、蒽、萘、芴、苯胺、咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-异丙基咔唑、N-正丁基咔唑、吲哚、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、N-丙基吲哚、喹啉、异喹啉、吡啶、吡咯、呋喃、苯并呋喃、噻吩、嘧啶或咪唑。

在一种优选的实施方式中，所述电动汽车中设置有电量管理模块、车辆控制器和车辆通讯终端，所述电量管理模块实时检测所述电动汽车的超级电容和所述汽车蓄电池的电量，所述车辆控制器获取所述超级电容和所述汽车蓄电池的电量，并通过所述车辆通讯终端发送至所对应的充电桩的控制单元；

所述充电桩的控制单元根据接收到的所对应的电动汽车的超级电容和汽车蓄电池的电量控制两个充电枪的充电过程。

在一种优选的实施方式中，各个所述充电桩处设置有一位置传感器，所述位置传感器检测到有电动汽车驶入时，通知所述控制单元；

各个所述充电桩处的中部设置有一存储箱，所述充电枪设置于所述存储箱中，且所述存储箱设置有电子门锁；

所述充电桩处还设置有一机械手臂，所述机械手臂的前端设置有摄像头，所述机械手臂伸至所述电动汽车的前端或尾端，所述摄像头扫描所述电动汽车的车牌信息，并将所述车牌信息发送至所述控制单元；

所述控制单元将所述车牌信息发送至所述主控制器，所述主控制器通过所述车牌信息判断所述电动汽车是否为预设允许充电汽车，如果是，则所述存储箱的电子门锁打开，所述存储箱中的充电枪可被用户取出，如果否，则所述存储箱的电子门锁保持关闭状态。

在一种优选的实施方式中，所述充电桩的表面还设置有射频卡识别模块，电动汽车的射频卡中包含有所对应的电动汽车的ID、是否为无线充电方式和最大充电时间；所述射频卡识别模块识别到射频卡中包含的信息为是无线充电方式时，自动激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板11的滚轮12，将所述第二无线充电板11向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板11位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行，所述第二无线充电板11的第二无线充电感应线圈13的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈13开始工作，为所述电动汽车进行充电。

本发明还提供一种基于无线充电的电动汽车充电方法，采用所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，所述方法包括如下步骤：

所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板11的滚轮12，将所述第二无线充电板11向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板11位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；

所述第二无线充电板11的第二无线充电感应线圈13的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈13开始工作；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元；

所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，并停止所述第二无线充电感应线圈13的工作；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板11的滚轮12，将所述第二无线充电板11向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板11的一端抵触所述充电桩的底部停止。

采用了该发明中的基于无线充电的电动汽车充电系统及方法，不仅可以通过充电枪进行充电，也可以无线充电，可以适用于不同的多种电动汽车的充电，更加方便实用，给用户提供了更多选择，并且无线方式充电采用全自动方式，提高用户的使用体验；所述第二无线充电板可以自动根据充电需要移动位置，实现自动化电动汽车充电；所述第一无线充电板可以为用户的其他移动设备进行充电，例如对用户的手机、平板电脑、笔记本电脑等进行充电，实现多功能化充电桩；另外，本发明可以利用可再生能源，节能环保，更好地利用各种资源，具有更广泛的应用范围。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (10)

1.一种基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述电动汽车充电站设置有多个停车位，各个所述停车位处设置有充电桩，所述充电桩中设置有控制单元和通讯单元；

各个所述充电桩设置有至少两个充电头，需要充电的电动汽车中设置有超级电容和汽车蓄电池，充电时，两个充电头分别与所述超级电容和所述汽车蓄电池相连接；所述电动汽车在启动时，通过所述超级电容为所述电动汽车供电，所述电动汽车在行驶过程中，通过所述汽车蓄电池为所述电动汽车供电；

各个所述充电桩还设置有一第一无线充电板，所述第一无线充电板的一端通过至少一个扭簧可旋转连接至所述充电桩的侧壁，所述第一无线充电板在不使用时，所述第一无线充电板的第一侧面贴紧所述充电桩的侧壁设置，所述第一无线充电板使用时，在所述第一无线充电板上施加克服所述扭簧拉力的压力，将所述第一无线充电板向下压至所述第一无线充电板的第一侧面与地面平行，且所述第一无线充电板的第二侧面设置有一连接环，所述连接环通过一连接杆可拆卸连接至所述第一充电桩的侧壁，以保持所述第一无线充电板与地面平行；

所述第一无线充电板的第一侧面设置有第一无线充电感应线圈，所述第一无线充电感应线圈的电源输入端分别通过三个继电器与所述市电电源、所述第一充电站蓄电池和所述第二充电站蓄电池相连接；

各个所述充电桩的底部还设置有一第二无线充电板，所述第二无线充电板的一端通过链条固定至所述充电桩的底部，所述第二无线充电板的底部设置有滚轮、驱动电机和充电板通信电路。

2.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；所述第二无线充电板的上表面设置有第二无线充电感应线圈，所述第二无线充电感应线圈在充电时对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元，所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路，所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板的一端抵触所述充电桩的底部停止。

3.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述电动汽车充电站还设置有一个主控制器、一个通讯设备和一个应急电源，所述电动汽车充电站的上方设置有遮阳棚，所述遮阳棚的顶端铺设有太阳能电池板，所述电动汽车充电桩中还设置有多个风光互补路灯；

各个所述充电桩具有至少两个供电回路：第一供电回路和第二供电回路，所述第一供电回路通过市电电源进行供电，第二供电回路通过第一充电站蓄电池进行供电，所述第一充电站蓄电池的充电端分别与所述太阳能电池板和/或风光互补路灯相连接；

所述充电桩的控制单元用于采集各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率，并通过所述充电桩的通讯单元将各个需要充电的电动汽车的运行数据、充电时间和充电总量数据发送至所述主控制器；

所述主控制器统计所述电动汽车充电站中每个预设时间段内需要充电的电动汽车的数量、运行数据、充电时间和充电总功率，并将统计数据通过所述通讯设备发送至云端服务器；

所述电动汽车充电站断电时，所述应急电源向所述主控制器和所述通讯设备供电，所述主控制器通过所述通讯设备向所述云端服务器发送断电求援信息。

4.根据权利要求3所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述云端服务器还用于利用所述电动汽车的运行数据、充电时间和充电总功率对电动汽车的状态进行综合评估，采用对数正态分布、高斯分布方法对电动汽车充电特征数据进行统计分析，以得到各充电特征数据的概率密度分布表达式；所述电动汽车充电特征数据包括起始充电时间、初始荷电状态和日行车里程；

所述云端服务器提取所述电动汽车充电特征数据，将所述电动汽车充电特征数据根据预设间隔分成多段，并统计在各个段中电动汽车充电特征数据的次数；计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值，得到其概率密度直方图；

其中，根据如下公式计算每个段内，所述电动汽车充电特征数据的概率密度值：

$fi=\frac{Ni}{N*\mathrm{\Δ}t}$

其中，fi为第i个段中电动汽车充电特征的概率密度值，Ni为第i个段中电动汽车充电特征数据的个数，N为所述电动汽车充电特征数据的总个数，Δt为所述预设间隔，i∈(1,j)，j为段的总个数。

5.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电桩还具有第三供电回路，所述第三控制回路通过第二充电站蓄电池供电，所述第二充电站蓄电池的充电端分别与一液态氢发电装置相连接；

所述液态氢发电装置包括制氢装置、液态氢制备装置、氧气罐和氢能源直接燃料电池，所述制氢装置用于电解水产生氢气和氧气，所述液态氢制备装置用于将所述氢气与储氢材料混合形成液态的储氢材料氢化物，所述氢能源直接燃料电池利用所述储氢材料氢化物和所述氧气罐中的氧气产生电能，然后对所述多个第二充电站蓄电池进行充电；

所述制氢装置为电解水制氢装置，所述电解水制氢装置包括供电电源、储氢罐和电解池，所述电解池中设置有电解电极，所述供电电源与所述金刚石电极相连接，所述电解池的氧气输出端口与所述氧气罐的输入端口相连接，所述电解池的氢气输出端口与所述储氢罐相连接，所述电解池的外侧面设置有散热设备；

所述液态氢制备装置包括储氢材料罐、预热器、固定床反应釜和气液分离器，所述预热器的气体入口与所述储氢罐的输出端口相连接，所述预热器的液体入口与所述储氢材料罐相连接，储氢材料与氢气共同在所述预热器中被混合加热，所述固定床反应釜中设置有加氢催化剂和惰性材料，所述固定床反应釜的下方设置有加热器，所述固定床反应釜的出口与所述气液分离器的入口相连接，所述气液分离器的液体输出口与一储氢材料氢化物罐相连接，所述储氢材料氢化物罐和所述氧气罐分别与所述氢能源直接燃料电池相连接。

6.根据权利要求5所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述加氢催化剂为贵金属或贵金属与非贵金属组成的双金属负载型催化剂，所述贵金属包括Pd、Pt、Ru或Rh，所述非贵金属为Ni、Co或Fe，所述惰性材料为二氧化硅、氧化铝或活性炭，所述加氢催化剂的粒径为0.7～0.9mm，所述惰性材料的粒径为0.3～0.4mm；

所述储氢材料为多元混合液态不饱和杂环芳烃，且至少一种所述储氢材料为熔点低于75℃的低熔点化合物，所述多元混合液态不饱和杂环芳烃为多个液态不饱和杂环芳烃分子中的至少一种或其组合，所述液态不饱和杂环芳烃分子为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、苯乙炔、蒽、萘、芴、苯胺、咔唑、N-甲基咔唑、N-乙基咔唑、N-正丙基咔唑、N-异丙基咔唑、N-正丁基咔唑、吲哚、N-甲基吲哚、N-乙基吲哚、N-丙基吲哚、喹啉、异喹啉、吡啶、吡咯、呋喃、苯并呋喃、噻吩、嘧啶或咪唑。

7.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述电动汽车中设置有电量管理模块、车辆控制器和车辆通讯终端，所述电量管理模块实时检测所述电动汽车的超级电容和所述汽车蓄电池的电量，所述车辆控制器获取所述超级电容和所述汽车蓄电池的电量，并通过所述车辆通讯终端发送至所对应的充电桩的控制单元；

所述充电桩的控制单元根据接收到的所对应的电动汽车的超级电容和汽车蓄电池的电量控制两个充电枪的充电过程。

8.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，各个所述充电桩处设置有一位置传感器，所述位置传感器检测到有电动汽车驶入时，通知所述控制单元；

各个所述充电桩处的中部设置有一存储箱，所述充电枪设置于所述存储箱中，且所述存储箱设置有电子门锁；

所述充电桩处还设置有一机械手臂，所述机械手臂的前端设置有摄像头，所述机械手臂伸至所述电动汽车的前端或尾端，所述摄像头扫描所述电动汽车的车牌信息，并将所述车牌信息发送至所述控制单元；

所述控制单元将所述车牌信息发送至所述主控制器，所述主控制器通过所述车牌信息判断所述电动汽车是否为预设允许充电汽车，如果是，则所述存储箱的电子门锁打开，所述存储箱中的充电枪可被用户取出，如果否，则所述存储箱的电子门锁保持关闭状态。

9.根据权利要求1所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电桩的表面还设置有射频卡识别模块，电动汽车的射频卡中包含有所对应的电动汽车的ID、是否为无线充电方式和最大充电时间；所述射频卡识别模块识别到射频卡中包含的信息为是无线充电方式时，自动激活所述驱动电机，所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行，所述第二无线充电板的第二无线充电感应线圈的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈开始工作，为所述电动汽车进行充电。

10.一种基于无线充电的电动汽车充电方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的基于无线充电的电动汽车充电系统，所述方法包括如下步骤：

所述电动汽车需要采用无线充电方式时，向所述充电桩的控制单元发送无线充电请求，所述控制单元将所述无线充电请求发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到无线充电请求后激活所述驱动电机；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向远离所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板位于所述电动汽车下方，所述驱动电机停止运行；

所述第二无线充电板的第二无线充电感应线圈的位置对应所述电动汽车的底盘下表面的充电感应器，且所述第二无线充电感应线圈开始工作；

所述电动汽车检测到充电完成时，发送充电完成信息至所述充电桩的控制单元；

所述控制单元将所述充电完成信息发送至所述充电板通信电路；

所述充电板通信电路接收到充电完成信息后激活所述驱动电机，并停止所述第二无线充电感应线圈的工作；

所述驱动电机驱动所述第二无线充电板的滚轮，将所述第二无线充电板向靠近所述充电桩的方向移动，至所述第二无线充电板的一端抵触所述充电桩的底部停止。