CN106961160A - 通过动态移动无线电力传输回收制动能量 - Google Patents

Abstract

一种用于通过动态无线电力传输来回收制动能量的系统和方法。该系统可以包括第一充电垫，该第一充电垫设置在道路结构的第一位置并且配置为从贡献车辆无线地接收电力。系统还可以包括第二充电垫，该第二充电垫设置在道路结构的第二位置并且配置为从第一充电垫接收电力，并且用至少一部分电力对接收车辆进行无线充电。

Description

通过动态移动无线电力传输回收制动能量

技术领域

本发明总体上涉及再生能量，并且更具体地，涉及用于通过动态移动无线电力传输来回收制动能量的方法和系统。

背景技术

整体来看，在道路上行驶的一组车辆由于单独的加速和减速操作而浪费了许多能量。在加速操作中，无论是燃料动力、电动力或者混合动力车辆，车辆通常需要能量以提高其速度。另一方面，车辆也在减速操作中消耗能量。当车辆减速时，其通过由车辆的制动系统提供的摩擦而失去其动能来消耗能量。因此，不需要的动能主要以散热的形式被“浪费”。

发明内容

根据本发明，提供一种系统，包含：

第一充电垫，该第一充电垫设置在道路结构的第一位置并且配置为从贡献车辆无线地接收电力；以及

第二充电垫，该第二充电垫设置在道路结构的第二位置并且配置为从第一充电垫接收电力，并且利用电力的至少一部分对接收车辆无线充电。

根据本发明的一个实施例，第一充电垫设置在道路结构的第一部分上、道路结构的第一部分下面或者道路结构的第一部分中，在该第一部分中，更多的车辆减速而不是加速，并且其中第二充电垫设置在道路结构的第二部分上、道路结构的第二部分下面或者道路结构的第二部分中，在该第二部分中，更多的车辆加速而不是减速。

根据本发明的一个实施例，道路结构包含公路通道(highway access)，其中道路结构的第一部分包含公路通道的出口斜坡，并且其中道路结构的第二部分包括公路通道的入口斜坡。

根据本发明的一个实施例，道路结构包括地下通道或立交桥，其中道路结构的第一部分包含地下通道或立交桥的向下斜坡，并且其中道路结构的第二部分包含地下通道或立交桥的向上斜坡。

根据本发明的一个实施例，道路结构包含位于斜坡上的双向道路段，其中道路结构的第一部分包含双向道路段的下坡车道，并且其中道路结构的第二部分包含双向道路段的上坡车道。

根据本发明的一个实施例，道路结构包含具有凹陷、停车标志、收费站或公共汽车站的道路段，其中道路结构的第一部分包含在凹陷、停车标志、收费站或公共汽车站之前的道路段的一部分，并且其中道路结构的第二部分包括在凹陷、停车标志或收费站之后的道路段的一部分。

根据本发明的一个实施例，道路结构包含具有转弯的道路段，其中道路结构的第一部分包含在转弯的中点之前的道路段的一部分，并且其中道路结构的第二部分包含在转弯的中点之后的道路段的一部分。

根据本发明的一个实施例，道路结构包含公路四叶式交叉路口(highwaycloverleaf interchange)或表面环状交叉路口(surface roundabout circularintersection)。

根据本发明的一个实施例，系统进一步包含：

配置为存储电能的至少一部分的一个或多个能量存储介质，其中一个或多个能量存储介质中的每一个电连接到第一充电垫和第二充电垫中的任一个或两者。

根据本发明的一个实施例，一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中电池或电容器设置在道路结构内。

根据本发明的一个实施例，一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中电池或电容器设置在道路结构的附近。

根据本发明的一个实施例，系统进一步包含贡献车辆，其中贡献车辆包含电动车辆、混合动力电动车辆或非电动车辆，其中贡献车辆配备有再生制动装置，并且其中电力通过贡献车辆的再生制动装置产生。

根据本发明的一个实施例，系统进一步包含接收车辆，其中接收车辆配备有电池，电池配置为通过第二充电垫用电力的至少一部分进行无线充电，并且其中电池提供接收车辆的电力消耗的至少一部分。

根据本发明的一个实施例，第一充电垫配置为通过感应电力传输无线地接收电力，并且其中第二充电垫配置为通过感应电力传输对接收车辆进行无线充电。

根据本发明，提供一种用于回收制动能量的方法，该方法包含：

通过道路结构的第一充电垫无线地接收由贡献车辆的再生制动装置产生的电力；

通过道路结构的第二充电垫经由传输线从第一充电垫接收电力；以及

通过第二充电垫利用电力的至少一部分对接收车辆进行无线充电。

根据本发明的一个实施例，从第一充电垫到第二充电垫的电力的接收包含：

一个或多个能量存储介质通过传输线的第一部分从第一充电垫接收电力；以及

第二充电垫通过传输线的第二部分从一个或多个能量存储介质接收电力。

根据本发明的一个实施例，一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中电池或电容器设置在道路结构内或道路结构附近。

根据本发明的一个实施例，无线地接收由贡献车辆的再生制动装置产生的电力包含通过感应电力传输接收电力。

根据本发明的一个实施例，用电力的至少一部分对接收车辆进行无线充电包含通过感应电力传输用电力对接收车辆的电池进行充电。

根据本发明的一个实施例，第一充电垫设置在道路结构的第一部分上、道路结构的第一部分的下方或道路结构的第一部分中，在该第一部分中，更多的车辆减速而不是加速，并且其中第二充电垫设置在道路结构的第二部分上、道路结构的第二部分下面或者道路结构的第二部分中，在该第二部分中，更多的车辆加速而不是减速。

附图说明

参考以下附图描述本发明的非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个附图中表示相同的部件。

图1是描绘根据本发明的实施例的示例系统的示意图；

图2是描绘根据本发明的另一实施例的示例系统的示意图；

图3是描绘根据本发明的又一实施例的示例系统的示意图；

图4是描绘根据本发明的又一实施例的示例系统的示意图；

图5是描绘根据本发明的另一实施例的示例系统的示意图；

图6是描绘根据本发明的另一实施例的示例系统的示意图；

图7是根据本发明的实施例的示例过程的流程图。

具体实施方式

在下面的说明书中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过示出可以实践本发明的具体示例性实施例来示出。这些实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本文所公开的概念，并且应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对各种公开的实施例进行修改，并且可以利用其他实施例。因此，下面的详细描述不应被理解为限制性的。

如前所述，车辆在加速和减速操作中都消耗能量。特别地，当车辆减速时，由于车辆的不需要的动能通过由车辆的制动系统提供的摩擦而作为热量被耗散，所以浪费了许多能量。因此，逻辑上如下，如果不需要的能量在车辆的减速过程期间可以以某种方式“回收”或以其他方式利用，并且有利地传输到需要功率以执行加速操作的附近车辆，则不会有太多的能量浪费。也就是说，根据本发明的实施例，可以利用和存储由一个车辆耗散的能量，并且最终用于对另一车辆充电。以这种方式，当作为整体观察时，能量在车辆之间最佳地分布。

本发明推行了一种机制或方案，其中，在减速过程期间，不需要的动能被设置在车辆中的再生制动装置回收或以其他方式利用。再生制动装置在接合时将车辆的动能的至少一部分转换成通常为电力形式的另一形式。再生制动装置易于应用于至少部分地由电力驱动的车辆，例如电动车辆(EV)或混合动力电动车辆(HEV)。在减速过程期间，车辆的不需要的动能因此可以至少部分地通过再生制动装置转换为电力，并且被保存在车辆的电池中。因此，利用的电力或电能可用于由车辆在下一次需要动力的操作——例如随后的加速操作——中使用。

虽然再生制动装置主要适用于EV和HEV，但是其不限于仅配备到这样的车辆并且仅由这些车辆使用。相反，再生制动装置也可以配备到常规的非电动车辆并由其使用。另外，作为示例，由柴油发动机驱动的作业卡车可以承载需要很多电力的一些设备，例如电动牵引起重机，并且电力可以由装备在其上的再生制动装置提供。作为另一示例，消防车或警车肯定为其响亮的警报器和明亮的闪光灯消耗大量电力，并且因此如果可用，则可以利用由再生制动装置回收的电力。

这种回收和利用制动能量的情况的容易识别的限制是，装备在车辆中或“车载”的电池只有一定的容量。车载电池具有一定的容量，并且显而易见的是，超过车载电池容量的制动能量不能被回收和收回。一旦车载电池充满，即使再生制动装置接合，车辆的不需要的动能也不能进一步回收和存储。因此，动能仍然被损失和浪费。

上述情况的另一限制在于，典型的日常使用中的常规燃料动力轿车或小汽车将不参与这种能量高效方法，并且因此在减速操作期间的不期望的动能将完全被浪费为散失的热和振动。也就是说，即使装备有再生制动装置，这样的小汽车也不具有用于在减速操作期间回收的动能的空间。此外，即使将前照灯和小汽车无线电计算在内，这样的汽车对电的需求也很少，并且电力的需求已经很容易由其小容量的车载电池提供。

在认识到这些限制的情况下，本发明进一步主张使用无线电力传输来将通过再生制动装置回收的电力动态地传送出车辆。也就是说，通过无线电力传送，车辆可以至少部分地将回收的电力无线地传送到位于车辆外部的目的地、存储器或接收对象。无线传送的电能可以随后被接收对象利用，或者简单地存储在存储器中，以供以后由需要电力的另一对象使用。在具有动态无线电力传送的这种情况下，提高了上述限制，并且因此在将电力传送出自身的车辆(即，“贡献车辆”)与需要电力的另一物体之间形成功率回收和再利用系统。在一些实施例中，需要电力的另一物体是另一车辆(即，“接收车辆”)。

在一些实施例中，存储器可以是位于贡献车辆和接收车辆之外的电池或电容器。由于电力存储器位于车辆外部，大部分可能位于能量回收发生的地方附近，所以存储器的容量可以大大增加。利用用于存储回收的能量的足够大的容量，基本上无限量的制动能量可以以电力的形式被回收和存储以供以后使用。应当注意的是，电力存储器有利地靠近贡献车辆和接收车辆而设置，以便避免回收的制动能量在其它长距离电力线传输上的显著部分的传输损失。

在一些实施例中，在功率回收和再利用系统中可以不包括存储器，在这种情况下，所回收的能量被容易地发送到接收车辆并被使用(即，对接收车辆“充电”)。在包括作为存储介质的电池和/或电容器的一些实施例中，接收车辆可以与贡献车辆相同。也就是说，车辆可以将回收的制动能量以电的形式无线地传递到要保存的存储介质，然后存储介质将在稍后的时间通过将回收的制动能量无线地传送回车辆而对同一车辆充电。

在一些实施例中，如上所公开的无线电力传输或充电操作可以通过使用所谓的“感应电力传输”来实施或实现。包括感应线圈的充电垫可以设置在本地道路结构的表面上、掩埋在其下或嵌入其中。当配备有再生制动装置的车辆在充电垫上或附近行驶时，可以配置为在充电垫和车辆之间进行电力传输。能量传递的方向可以配置为根据需要从车辆到充电垫(在车辆是贡献车辆的情况下)或从充电垫到车辆(在车辆是接收车辆的情况下)。感应电力传输是可以在电源和接收方之间的距离上工作的非接触电力传输。因此，车辆不需要与充电车辆接触以进行感应电力传输。也就是说，本发明提出的无线电力传送本质上是“动态的”，其中车辆可以自由移动并且在经过各充电垫或者在它们附近行驶时对充电垫充电(即，将电力传输到充电垫)或者车辆对充电垫放电(即，从充电垫传输电力)。感应电力传输的另一个性质是传输效率可能不是100％。也就是说，贡献车辆可能仅能够将回收的电能的一部分传输到充电垫。同样地，充电垫可能仅能够将可用的电能的一部分传输到接收车辆。

应当注意的是，出于与前述能量存储相同的原因，充电垫还有利地靠近贡献车辆和接收车辆而设置，以便避免回收的制动能量在其它长距离电力线传输上的显著部分的传输损失。优选地，充电垫和能量存储介质(如果有的话)设置在本地道路结构内或附近，例如公路通道、地下通道、立交桥、位于斜坡上的双向道路段、具有凹陷、停车标志、收费站或公共汽车站的道路段、具有转弯的路段、公路四叶式交叉路口或表面环状交叉路口。

同样值得注意的是，车外蓄电池结合动态无线电力传输的使用开辟了再生电力源的新类别，即燃料动力重载货车、商用卡车、休旅车(RV)等。由于其重质量，与典型的轿车相比，这种类型的车辆携带大量的动能。但是，这也意味着除非其配备有再生制动装置，否则大量的动能在减速操作中被浪费并作为热而散失。然而，这些重载车辆很少有包括再生制动装置的动机，原因在于车辆的巨大质量基本上阻止它们使用电力作为其驱动力源的即使一部分。因此，在减速操作中的大量动能不被回收和重新利用。由于在本发明中提出的结合动态无线电力传输的车外蓄电池，向重载卡车和类似车辆提供了回收其巨大量的制动能量的可行且实用的方式。这为提供了一个再生电力源新类别，以利于其他车辆和需要电力的物体。例如，这种能量回收系统可以在位于靠近公路通道的联合包裹(UPS)或联邦快递(FedEx)货运卡车设施处实施，并且每天来自从公路的出口斜坡下来的数百辆重载卡车所回收的制动能量完全足以满足设施的日常公用电力使用。

图1示出了根据本发明的实施例的示例能量回收系统100。图1示出了公路通道的本地道路结构，其包括出口斜坡110和入口斜坡120。出口斜坡110引导诸如车辆161和163的车辆离开公路150，而入口斜坡120引导诸如车辆164和162的车辆到达公路150。在出口斜坡110上行驶的车辆离开公路150，因此它们中的大多数会执行减速操作。车辆161和163中的每一个配备有再生制动装置，其使得相应车辆能够在减速过程期间在出口斜坡110上行驶的同时回收制动能量。

能量回收系统100包括充电垫141和143，每个充电垫可以放置在出口斜坡110上、埋入或嵌入出口斜坡110的表面内。在特定实施例中，充电垫141和143由金属、合金、或其它导电(或超导)材料形成。在一些实施例中，充电垫141和143包括由保护充电垫不受环境因素——例如雪、雨、轮胎接触、由轮胎接触引起的磨损等——影响的材料包裹的线圈。包裹充电垫141和143的材料将保护线圈而不干扰功率的感应传输。充电垫141和143可以定位成与路面大体上是平面的。在替代实施例中，充电垫141和143位于路面稍下方以减少由铲雪机等造成损坏的可能性。

当车辆161接近或在充电垫141上时，其可以执行减速操作，并且装备在车辆161上的再生制动装置由于减速而产生的电力可以从车辆161无线地传输到充电垫。类似地，当车辆163接近或在充电垫143上时，其可以在执行减速操作，并且装备在车辆163上的再生制动装置由于减速而产生的电力可以从车辆163无线传输到充电垫143。

能量回收系统100还包括充电垫142和144，每个充电垫可以放置在入口坡道120的表面上、埋入或嵌入在入口坡道120的表面中。当车辆162接近或在充电垫142上时，其可以执行需要更多电力的加速操作。充电垫142可以通过传输线170从充电垫141接收由车辆161产生的电力的至少一部分，然后将电力无线地提供给车辆162用于加速操作。类似地，当车辆164接近或在充电垫144上时，其可以执行需要更多电力的加速操作。充电垫144可以通过传输线175的第一部分173、电池153和传输线175的第二部分174从充电垫143接收由车辆163产生的电力的至少一部分，然后将电力无线地提供给车辆164以进行加速操作。

能量回收系统100还可以包括一个或多个能量存储介质，例如如图1所示的电池151、152和153。能量存储介质不限于电池；它们可以是电容器或者可以保持电能的其它介质。如图1所示，电池151分别电连接到充电垫141和144。这使得由充电垫141接收的所回收的电能首先存储在电池151中，并且随后(可以在稍后的时间)在车辆164在充电垫144上或附近并且需要电力时至少部分地从电池151传输到充电垫144。类似地，电池152分别电连接到充电垫142和143。这使得由充电垫143接收的所回收的电能首先存储在电池152中，并且随后(可以在稍后的时间)在车辆162在充电垫142上或附近并且需要电力时至少部分地从电池152传输到充电垫142。同样地，电池153分别通过传输线175电连接到充电垫142和143。这使得由充电垫143接收的所回收的电能首先存储在电池153中，并且随后(可以在稍后的时间)在车辆164在充电垫144上或附近并且需要电力时至少部分地从电池153传输到充电垫144。

能量回收系统100还可以包括可以以电力的形式向系统100贡献所回收的制动能量的车辆161和163中的一个或两个，并且还可以包括车辆162和164中的一个或两个，车辆162和164可以以电力的形式接收来自系统100的所回收的制动能量的至少一部分，以对为车辆162和164提供驱动力的相应的车载电池充电。

图2示出了根据本发明的实施例的另一示例能量回收系统。图2示出了本地道路结构、立交桥200，其包括车辆262正在行驶的向上坡道220以及车辆261正在行驶的向下坡道210。通常，在向上坡道220上行驶的车辆相比减速操作更可能执行加速操作，而在向下坡道210上行驶的车辆相比加速操作更可能执行减速操作。车辆261配备有再生制动装置，该再生制动装置配置为在向下通过立交桥200的下坡道210的同时，回收由于减速操作而引起的车辆261的不需要的动能。所回收的动能可以通过感应电力传输以电力的形式从车辆261无线传输到充电垫241。充电垫241分别电连接到电池251和253，并且电池253电连接到充电垫242，使得由电池253从充电垫241接收的电力的一部分可以被传输到充电垫242。充电垫242配置为当车辆在充电垫242上或附近时对车辆262的车载电池充电，原因在于车辆262可以从车载电池请求用于在立交桥200的向上坡道220上行驶时可能的加速操作的功率。充电垫242还可电连接到电池或电容器252并在其中存储电力。

图2所示的示例能量回收系统可以包括分别设置在立交桥200的向下斜坡210和向上斜坡220上的充电垫241和242。系统还可以包括电池或电容器251、252和253中的一个或多个。系统还可以包括车辆261和262。

图3示出了根据本发明的实施例的又一示例能量回收系统。图3示出了本地道路结构、地下通道300，其包括车辆361正在行驶的向下坡道310以及车辆362正在行驶的向上坡道320。通常，在向下坡道310上行驶的车辆相比加速操作更可能执行减速操作，而在向上坡道320上行驶的车辆相比减速操作更可能执行加速操作。车辆361配备有再生制动装置，该再生制动装置配置为在向下通过地下通道300的下坡道310的同时，回收由于减速操作而引起的车辆361的不需要的动能。所回收的动能可以通过感应电力传输以电力的形式从车辆361无线传输到充电垫341。充电垫341电连接到电池353，并且电池353电连接到充电垫342，使得由电池353从充电垫341接收的电功率的一部分可以被传输到充电垫342。充电垫342配置为当车辆在充电垫342上或附近时对车辆362的车载电池充电，原因在于车辆362可以从车载电池请求用于在地下通道300的向上坡道320上行驶时可能的加速操作的功率。

图3所示的示例能量回收系统可以包括分别设置在地下通道300的向下斜坡310和向上斜坡320上的充电垫341和342。系统还可以包括电池353。系统还可以包括车辆361和362。

图4示出了根据本发明的实施例的又一示例能量回收系统400。图4示出了本地道路结构、位于斜坡480上的双向道路段，其包括车辆461正在行驶的向下坡道410以及车辆462正在行驶的上坡车道420。通常，在上坡车道420上行驶的车辆相比减速操作更可能执行加速操作，而在下坡车道410上行驶的车辆相比加速操作更可能执行减速操作。车辆461配备有再生制动装置，该再生制动装置配置为在向下通过双向路段的下坡车道410的同时，回收由于减速操作引起的车辆461的不需要的动能。所回收的动能可以通过感应电力传输以电力的形式从车辆461无线地传输到充电垫441。充电垫441电连接到电池453，并且电池453电连接到充电垫442，使得由电池453从充电垫441接收的电功率的一部分可以被传输到充电垫442。充电垫442配置为当车辆在充电垫442上或附近时对车辆462的车载电池充电，原因在于车辆462可以从车载电池请求用于在双向道路段的上坡车道420上行驶时可能的加速操作的功率。

示例能量回收系统400可以包括分别设置在图4中的双向路段的下坡车道410和上坡车道420上的充电垫441和442。系统还可以包括电池453。系统还可以包括车辆461和462。

图5示出了根据本发明的实施例的另一示例能量回收系统500。图5示出了本地道路结构，具有停止标志(STOP)580的道路区段。具有停止标志580的道路段包括车辆561正在行驶的在停止标志580之前的道路段的第一部分510。具有停止标志580的道路段还包括车辆562正在行驶的在停车标志580之后的道路段的第二部分520。通常，在停车标志580之前的道路段的第一部分510上行驶的车辆相比加速操作更可能执行减速操作，而在停车标志580之后的道路段的第二部分520上行驶的车辆相比减速操作更可能执行加速操作。车辆561配备有再生制动装置，该再生制动装置配置为当车辆561接近停止标志580时，回收由于减速操作而引起的车辆561的不需要的动能。所回收的动能可以通过感应电力传输以电力的形式从车辆561无线传输到充电垫541。充电垫541电连接到电池553，并且电池553电连接到充电垫542，使得由电池553从充电垫541接收的电功率的一部分可以被传输到充电垫542。充电垫542配置为当车辆在充电垫542上或附近时对车辆562的车载电池充电，原因在于当车辆562在停止标志580停止之后开始移动通过停止标志580时，车辆562可能需要来自车载电池的功率用于可能的加速操作。

在一些实施例中，图5中的车辆561和车辆562可以是在两个不同时刻的相同车辆。也就是说，当车辆接近然后在停止标志580处停止时，车辆可以由图5中的标记561表示，车辆以电能的形式将其回收的制动能量传输到充电垫541，充电垫541又将电能的至少一部分传输到电池553以被存储。当车辆在停止标志580处停止之后再次移动、通过停止标志580并向前移动时，车辆在图5中由标记562表示。此时，当车辆在停车标志580之后在道路段的第二部分520上行驶时，车辆的车载电池通过充电垫542用由电池553供应的电力充电，从而提供车辆行驶所需的电力。

由图5的能量回收系统500公开的类似机构和操作可以应用于其他类似实施例，例如在具有凹陷、收费站或公共汽车站的路段的情况。

示例能量回收系统500可以包括在停止标志580之前设置在道路段的第一部分510中的充电垫541。示例性能量回收系统500还可以包括在停止标志580之后设置在道路段的第二部分520中的充电垫542。系统还可以包括电池553。系统还可以包括车辆561和562。

图6示出了根据本发明的实施例的又一示例能量回收系统。图6示出了本地道路结构，具有转弯600的路段。具有转弯600的路段包括车辆661正在行驶的在转弯600的中点680之前的路段的第一部分610。具有转弯600的道路段还包括车辆662正在行驶的在转弯600的中点680之后的道路段的第二部分620。通常，在中点680之前的道路段的第一部分610上行驶的车辆相比加速操作更可能执行减速操作，而在中点680之后的道路段的第二部分620上行驶的车辆相比减速操作更可能执行加速操作。车辆661配备有再生制动装置，该再生制动装置配置为在车辆661接近中点680时回收由于减速操作而引起的车辆661的不需要的动能。所回收的动能可以通过感应电力传输以电力的形式从车辆661无线传输到充电垫641。充电垫641电连接到电池653，并且电池653电连接到充电垫642，使得由电池653从充电垫641接收的电功率的一部分可以被传输到充电垫642。充电垫642被配置为当车辆在充电垫642上或附近时对车辆662的车载电池充电，原因在于当车辆662开始移动通过转弯600的中点680并且继续行驶时，车辆662可能需要来自车载电池的功率用于可能的加速操作。

在一些实施例中，图6中的车辆661和车辆662可以是在两个不同时刻的相同车辆。也就是说，当车辆接近转弯600的中点680时，车辆可以由图6中的标记661表示，车辆以电能的形式将其回收的制动能量传输到充电垫641，充电垫641又将电能的至少一部分传递到电池653以被存储。当车辆在经过转弯600的中点680之后再次移动并且向前移动时，车辆由图6中的标记662表示。此时，当车辆在中点680之后在道路段的第二部分620上行驶时，车辆的车载电池通过充电垫642用由电池653供应的电力充电，从而提供车辆行驶所需的电力。

由图6的能量回收系统公开的类似机构和操作可以应用于其它类似的实施例，例如在公路四叶式交叉路口或者表面环状交叉口的情况。

图6所示的示例性能量回收系统可包括设置在转弯600的中点680之前的道路段的第一部分610中的充电垫641。系统还可包括设置在转弯600的中点680之后的道路段的第二部分620中的充电垫642。系统也可以包括电池653。系统还可以包括车辆661和662。

图7示出了根据本发明的实施例的示例过程700。过程700可以包括如框710、720和730以及子框722和724所示的一个或多个操作、动作或功能。尽管被示为离散框，但过程700的各种框可以被划分为附加框，组合成更少的框，或被消除，这取决于期望的实施方式。过程700可以通过能量回收系统100、400和500中的任一个以及图2、3和6中所示的能量回收系统来实现。为了描述简单并且不限制本发明的范围，下面在示例能量回收系统100的上下文中描述过程700。过程700可以开始于框710。

在710，过程700可以包含公路通道的充电垫143无线接收由车辆163的再生制动装置产生的电力。在框710之后可以是框720。

在720，过程700可以包含相同的公路通道的充电垫144通过传输线175从充电垫143接收电力。这可以包含在子框722和724执行的操作。在722，过程700可以包含一个或多个能量存储介质(例如，电池153)通过传输线175的第一部分173接收来自充电垫143的电力。子框722之后可以是子框724。在724，过程700可以包含充电垫144通过传输线175的第二部分174接收来自电池153的电力。子框724之后可以是框730。

在730处，过程700可以包含充电垫144利用车辆163的再生制动装置产生的电力的至少一部分对车辆164进行无线充电。

在一些实施例中，在通过充电垫144从充电垫143接收电力时，过程700可以包含电池153通过传输线175的第一部分173接收来自充电垫143的电力。过程700还可以包含充电垫144通过传输线175的第二部分174接收来自电池153的电力。

在特定实施例中，车载电路和软件用于在减速期间产生电并存储所产生的电。车载电路和软件可以在加速、高度变化或克服气动阻力、摩擦等时使用存储的电力。另外，车载电路和软件可以将一些电力无线地传输到路面中的接收元件(即，充电垫)。

在一些实施例中，所描述的系统包括类似于电力公用电网的传输电力并且临时存储电力的电路和软件。多余的电力可以分配到正常的电网。然而，在一些实施例中，本文所述的系统安装在车辆有规律地加速和减速的区域中，因此在加速期间可以将在减速期间产生的电力本地提供给其他车辆。在特定实施例中，车辆与电网无线通信以通告车辆能够贡献(即，传输)多少电力到电网和/或车辆需要接收(或能够接收到其电池存储系统中)多少电力。

在一些实施例中，在无线地接收贡献车辆的再生制动装置产生的电力时，过程700可以包含充电垫143通过感应电力传输接收电力。

在一些实施例中，在利用至少一部分电力对接收车辆进行无线充电时，过程700可以包含充电垫144通过感应电力传输用电力对接收车辆的电池充电。

根据本发明的各种实施例的系统和方法产生了许多优点。优点至少包括：由于车外蓄电池的无限制动能量回收、接收车辆的车载电池的更长的可持续性和/或更小尺寸、由于短距离电力传输的低功率传输损耗、以及更少的磨损和更长的制动片寿命，仅列举几个。

本文中使用的冠词“一个(a)”和“一个(an)”是指一个或多于一个(即至少一个)物品的语法对象。作为示例，“用户”是指一个用户或多于一个用户。贯穿本说明书对“一个实施例”，“实施例”，“一个示例”或“示例”的引用意味着结合实施例或示例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”，“在实施例中”，“一个示例”或“示例”不一定都指代相同的实施例或示例。此外，特定特征、结构、数据库或特性可以在一个或多个实施例或示例中以任何合适的组合和/或子组合来组合。另外，应当理解，本文提供的附图是为了向本领域普通技术人员解释的目的，并且附图不一定按比例绘制。

根据本发明的实施例可以实现为装置、方法或计算机程序产品。因此，本发明可以采取完全包含硬件的实施例、完全包含软件的实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，所述实施例可以总体在本文中被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的实施例可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在具有在介质中实现的计算机可用程序代码的任何有形表达介质中。

附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的结构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示代码的模块、段或部分，其包含用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还将注意到，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或专用硬件和计算机指令的组合来实现。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，计算机程序指令可以指示计算机或其他可编程数据处理装置以特定方式工作，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令装置的制品。

虽然根据某些实施例描述了本发明，但是考虑到本发明的益处，其他实施例对于本领域普通技术人员将是显而易见的，包括不提供所提出的所有益处和特征的实施例，其也在本发明的范围内。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施例。

Claims (20)

1.一种系统，包含：

第一充电垫，所述第一充电垫设置在道路结构的第一位置并且配置为从贡献车辆无线地接收电力；以及

第二充电垫，所述第二充电垫设置在所述道路结构的第二位置并且配置为从所述第一充电垫接收所述电力，并且利用所述电力的至少一部分对接收车辆无线充电。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一充电垫设置在所述道路结构的第一部分上、所述道路结构的所述第一部分下面或者所述道路结构的所述第一部分中，在所述第一部分中，更多的车辆减速而不是加速，并且其中，所述第二充电垫设置在所述道路结构的第二部分上、所述道路结构的所述第二部分下面或者所述道路结构的所述第二部分中，在所述第二部分中，更多的车辆加速而不是减速。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包含公路通道，其中所述道路结构的所述第一部分包含所述公路通道的出口斜坡，并且其中所述道路结构的所述第二部分包括所述公路通道的入口斜坡。

4.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包括地下通道或立交桥，其中所述道路结构的所述第一部分包含所述地下通道或所述立交桥的向下斜坡，并且其中所述道路结构的所述第二部分包含所述地下通道或所述立交桥的向上斜坡。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包含位于斜坡上的双向道路段，其中所述道路结构的所述第一部分包含所述双向道路段的下坡车道，并且其中所述道路结构的所述第二部分包含所述双向道路段的上坡车道。

6.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包含具有凹陷、停车标志、收费站或公共汽车站的道路段，其中所述道路结构的所述第一部分包含在所述凹陷、停车标志、收费站或公共汽车站之前的所述道路段的一部分，并且其中所述道路结构的所述第二部分包括在所述凹陷、停车标志或收费站之后的所述道路段的一部分。

7.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包含具有转弯的道路段，其中所述道路结构的所述第一部分包含在所述转弯的中点之前的所述道路段的一部分，并且其中所述道路结构的所述第二部分包含在所述转弯的所述中点之后的所述道路段的一部分。

8.根据权利要求2所述的系统，其中所述道路结构包含公路四叶式交叉路口或表面环状交叉路口。

9.根据权利要求1所述的系统，进一步包含：

配置为存储所述电能的至少一部分的一个或多个能量存储介质，其中所述一个或多个能量存储介质中的每一个电连接到所述第一充电垫和所述第二充电垫中的任一个或两者。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中所述电池或所述电容器设置在所述道路结构内。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中所述电池或所述电容器设置在所述道路结构的附近。

12.根据权利要求1所述的系统，进一步包含所述贡献车辆，其中所述贡献车辆包含电动车辆、混合动力电动车辆或非电动车辆，其中所述贡献车辆配备有再生制动装置，并且其中所述电力通过所述贡献车辆的所述再生制动装置产生。

13.根据权利要求1所述的系统，进一步包含所述接收车辆，其中所述接收车辆配备有电池，所述电池配置为通过所述第二充电垫用所述电力的至少一部分进行无线充电，并且其中所述电池提供所述接收车辆的电力消耗的至少一部分。

14.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一充电垫配置为通过感应电力传输无线地接收所述电力，并且其中所述第二充电垫配置为通过感应电力传输对所述接收车辆进行无线充电。

15.一种用于回收制动能量的方法，所述方法包含：

通过道路结构的第一充电垫无线地接收由贡献车辆的再生制动装置产生的电力；

通过所述道路结构的第二充电垫经由传输线从所述第一充电垫接收所述电力；以及

通过所述第二充电垫利用所述电力的至少一部分对接收车辆进行无线充电。

16.根据权利要求15所述的用于回收制动能量的方法，其中，从所述第一充电垫到所述第二充电垫的所述电力的所述接收包含：

由一个或多个能量存储介质通过所述传输线的第一部分从所述第一充电垫接收所述电力；以及

由所述第二充电垫通过所述传输线的第二部分从所述一个或多个能量存储介质接收所述电力。

17.根据权利要求16所述的用于回收制动能量的方法，其中所述一个或多个能量存储介质包含电池或电容器，并且其中所述电池或所述电容器设置在所述道路结构内或所述道路结构附近。

18.根据权利要求15所述的用于回收制动能量的方法，其中无线地接收由所述贡献车辆的所述再生制动装置产生的所述电力包含通过感应电力传输接收所述电力。

19.根据权利要求15所述的用于回收制动能量的方法，其中用所述电力的至少一部分对所述接收车辆进行无线充电包含通过感应电力传输用所述电力对所述接收车辆的电池进行充电。

20.根据权利要求15所述的用于回收制动能量的方法，其中所述第一充电垫设置在所述道路结构的第一部分上、所述道路结构的所述第一部分的下方或所述道路结构的所述第一部分中，在所述第一部分中，更多的车辆减速而不是加速，并且其中，所述第二充电垫设置在所述道路结构的第二部分上、所述道路结构的所述第二部分下面或者所述道路结构的所述第二部分中，在所述第二部分中，更多的车辆加速而不是减速。