CN107069995A - 一种移动式无线充电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式无线充电装置及方法，本装置包括轨道车、无线充电发射模块、轨道、感应耦合输电线圈、感应耦合电能发生装置、无线充电器和控制终端，本方法，无线充电器发现汽车缺电，控制终端接受申请后，在系统分析查找距离请求点最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，空闲轨道车将空闲无线充电发射模块，搬运到指定位置，轨道车标志为空闲。无线充电发射模块给无线充电器供电充电，充电完毕后，无线充电发射模块标识为空闲；控制终端记录用户信息及收费信息。本发明，自动化程度高，便于公路上及时补充电能，方便、智能，便于推广应用。

Description

一种移动式无线充电装置及方法

技术领域

本发明涉及一种移动式无线充电装置及方法，属于汽车充电控制技术领域。

背景技术

随着社会经济的发展，汽车将会成为人们生活中不可缺少的交通工具之一，但是现有汽车使用传统能源如石油、天然气产生很多污染问题，对大气环境造成了严重的损害，因而出现了电动汽车。但是电动汽车的发展因电池储能容量小而受限，此外，电动汽车在高速的任意位置上缺电抛锚的情况必然会发生，到时必定严重影响交通，这个问题亟待解决。现有电动汽车充电方法的专利，如公开号为CN105337372A、CN105703437A、CN105743168A的专利，采用一种可移动充电桩对电动汽车进行充电，这种方法目前使用较多，虽然可以移动到缺电汽车旁对其进行充电，但是要使用电线和插头造成不便。如公开号为CN105515224A、CN105932754A、CN106025314A、CN106059001A的专利，利用可移动充电小车的方法对电动汽车进行充电，这种方法目前也有较多应用，但是这些充电小车没电后还要自己到固定的地点进行充电，甚至有的还拖着线缆，显得麻烦且降低了充电小车的效率。如公开号为CN105591436A的专利，是一种多车位移动式汽车无线充电装置，但是该方法使用电缆显得麻烦，且其使用范围局限于充电站内部，不适合大型远距离的汽车应急充电。如公开号为CN105818704A的专利，采用伸缩电缆和滑动装置进行更加灵活的充电，但是电缆的路径只能为直线，所以这种方法也有所限制。如公开号为CN106043085A的专利，采用太阳能移动充电车的方法，该方法与可移动充电桩类似，且充电车体积庞大、成本较高，不适合广泛使用。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种移动式无线充电装置及方法，以达到在高速上为任意位置缺电抛锚的电动汽车自动进行应急充电的目的。自动化程度高、施工方便、操作简单，其具体技术方案如下：

一种移动式无线充电装置，包括轨道车、无线充电发射模块、轨道、感应耦合输电线圈、感应耦合电能发生装置、无线充电器和控制终端，

所述轨道车内设置有定位通信模块、夹持装置和感应耦合受电器；

所述无线充电发射模块内设置有定位通信模块、感应耦合受电器和磁共振耦合无线电能发射器；

所述感应耦合输电线圈和感应耦合电能发射装置相连，感应耦合输电线圈安装在轨道上，同时通过感应耦合方式为轨道车和无线充电发射模块供电；

所述无线充电器内设置有定位通信模块和磁共振耦合无线电能接收装置；

所述无线充电发射模块通过磁共振耦合方式给无线充电器提供电能，定位通信模块通过北斗或GPS定位，并通过无线通信和控制终端通信，无线充电器安装于电动汽车内，所述无线充电发射模块通过磁共振耦合方式给无线充电器提供电能。

所述轨道包括运输区和充电工作区，轨道车在轨道的运输区自由移动，无线充电发射模块被放置在充电工作区，该无线充电发射模块由轨道车夹持进入运输区，实现自由移动。

所述运输区和充电工作区垂直分布，所述充电工作区位于运输区下方，所述运输区和充电工作区通过支架支撑固定。

所述控制终端与轨道车、无线充电发射模块和无线充电器无线连接，能够接收和发送控制信号。

所述无线充电器监控电动汽车的电池电量，并于低电量时，给司机发出提醒。

一种应用移动式无线充电装置的充电方法，包括以下步骤：

步骤一：无线充电器监控电池电量，当发现电动汽车缺电时，发出提醒声音，提醒司机给无线充电器确认申请应急充电，进入下一步；

步骤二：无线充电器收到确认充电信息，无线充电器向控制终端发送请求充电命令，同时把自身的账户信息和位置信息发送给控制终端，进入下一步；

步骤三：控制终端接受申请后，在系统分析查找距离请求点最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，然后给空闲轨道车发送任务，进入下一步；

步骤四：空闲轨道车接到任务后自动到指定地点夹持指定空闲无线充电发射模块，搬运到指定电动汽车位置，进入下一步；

步骤五：到达指定电动汽车位置后，轨道车释放无线充电发射模块，并向控制终端发送任务完成信息，控制终端将该车标志为空闲，进入下一步；

步骤六：被释放的无线充电发射模块在释放地根据定位信息自动和指定的无线充电器对接，进入下一步；

步骤七：对接成功后，无线充电发射模块通过感应耦合受电器接收感应耦合输电线圈的电能，无线充电发射模块再利用磁共振耦合方式给无线充电器供电实现无线充电，进入下一步；

步骤八：当无线充电器检测到充电完毕将切断与无线充电发射模块的连接，无线充电发射模块与控制终端通信，告知任务完成，控制终端将其标识为空闲状态，进入下一步；

步骤九：无线充电器与控制终端联络，告知充电完毕，控制终端记录用户信息及收费信息。

本发明的有益效果是：

本发明通过对现有高速公路护栏进行简单改造，建支架和双层轨道，运输层供轨道车自由移动，充电工作层供无线充电发射模块给电动汽车进行充电。无线充电器监控电动车电量同时缺电时提醒司机，司机向控制终端发出应急充电请求，控制终端根据电动汽车的位置信息就近派遣空闲轨道车取最近的空闲无线充电发射模块移动到指定位置进行充电，标识轨道车空闲，充电完毕后记录用户信息，标识无线充电发射模块空闲，完成充电。

本发明可应用于大型多点无线充电站，可通过对现有高速公路护栏的简单改造实现高速公路上电动汽车任意地点缺电抛锚的自动应急充电，适用于大型远距离应急充电系统。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的无线充电的控制框图，

图3是本发明的一个具体是实施例的使用状态示意图，

附图标记列表：1—轨道车，2—无线充电发射模块，3—轨道，4—感应耦合输电线圈，5—感应耦合电能发生装置，6—无线充电器，7—控制终端，8—支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的结构示意图，结合附图可见，本移动式无线充电装置，包括轨道车1、无线充电发射模块2、轨道3、感应耦合输电线圈4、感应耦合电能发生装置5、无线充电器6和控制终端7。

所述轨道车1内设置有定位通信模块、夹持装置和感应耦合受电器。

所述无线充电发射模块2内设置有定位通信模块、感应耦合受电器和磁共振耦合无线电能发射器。

所述无线充电器6内设置有定位通信模块和磁共振耦合无线电能接收装置。定位通信模块通过GPS定位。

所述感应耦合输电线圈4和感应耦合电能发射装置5相连，感应耦合输电线圈4安装在轨道3上，同时通过感应耦合方式为轨道车1和无线充电发射模块2供电。

所述无线充电发射模块2通过磁共振耦合方式给无线充电器6提供电能，定位通信模块通过北斗或GPS定位，并通过无线通信和控制终端通信，无线充电器6安装于电动汽车9内，所述无线充电发射模块2通过磁共振耦合方式给无线充电器6提供电能。

所述轨道3包括运输区和充电工作区，轨道车1在轨道3的运输区自由移动，无线充电发射模块2被放置在充电工作区，该无线充电发射模块2由轨道车1夹持进入运输区，实现自由移动。

所述运输区和充电工作区垂直分布，所述充电工作区位于运输区下方，所述运输区和充电工作区通过支架8支撑固定。支架8高度为50cm,轨道3由支架8支撑分为两层，上层为运输区，供轨道车自由移动，层间高度为20cm， 轨道车长30cm宽20cm。下层为充电工作区，供无线充电发射模块工作，层间高度为15cm，将无线充电发射模块置于15cm高度的充电工作区，使其与无线电能接收装置等高，便于对齐进行无线充电。下层间会铺设感应耦合输电线圈，感应耦合输电线圈与感应耦合电能发生装置相连接，可同时通过感应耦合方式为轨道车和无线充电发射模块供电。

所述控制终端7与轨道车1、无线充电发射模块2和无线充电器6无线连接，能够接收和发送控制信号。

所述无线充电器6监控电动汽车9的电池电量，并于低电量时，给司机发出提醒。

图2是本发明的无线充电的控制框图，结合附图可见，一种应用移动式无线充电装置的充电方法，整个系统由控制终端进行统一调度，轨道车在轨道的运输区自由移动，无线充电发射模块被放置在充电工作区，该无线充电发射模块由轨道车夹持进入运输区，实现自由移动。首先由无线充电器监控电动汽车电池的电量，当发现汽车缺电时将发送消息提醒司机确认申请应急充电，当无线充电器收到司机的确认充电信息后，便向控制终端发送请求充电命令，同时把自身的账户信息和位置信息发送给控制终端。控制终端接受申请后，在系统分析查找距离请求点最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，然后给空闲轨道车发送任务，空闲轨道车接到任务后自动到指定地点夹持指定空闲无线充电发射模块，搬运到指定位置，到达位置后，轨道车释放无线充电发射模块，并向控制终端发送任务完成信息；控制终端将该车标志为空闲。被释放的无线充电发射模块在释放地根据定位信息自动和指定的无线充电器对接，对接成功后，通过感应耦合受电器接收电能，再利用磁共振耦合方式给无线充电器供电实现无线充电，当充电器检测到充电完毕将切断与无线充电发射模块的连接，无线充电发射模块与控制终端通信，告知任务完成，控制终端将其标识为空闲状态；无线充电器与控制终端联络，告知充电完毕，控制终端记录用户信息及收费信息，结束一个充电请求。其中定位通信模块通过GPS定位，并通过无线通信和控制终端通信。最终实现给在高速公路任意位置缺电抛锚的电动汽车进行充电。具体包括以下步骤：

步骤一：无线充电器监控电池电量，当发现电动汽车缺电时，发出提醒声音，提醒司机给无线充电器确认申请应急充电，进入下一步；

步骤二：无线充电器收到确认充电信息，无线充电器向控制终端发送请求充电命令，同时把自身的账户信息和位置信息发送给控制终端，进入下一步；

步骤三：控制终端接受申请后，在系统分析查找距离请求点最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，然后给空闲轨道车发送任务，进入下一步；

步骤四：空闲轨道车接到任务后自动到指定地点夹持指定空闲无线充电发射模块，搬运到指定电动汽车位置，进入下一步；

步骤五：到达指定电动汽车位置后，轨道车释放无线充电发射模块，并向控制终端发送任务完成信息，控制终端将该车标志为空闲，进入下一步；

步骤六：被释放的无线充电发射模块在释放地根据定位信息自动和指定的无线充电器对接，进入下一步；

步骤七：对接成功后，无线充电发射模块通过感应耦合受电器接收感应耦合输电线圈的电能，无线充电发射模块再利用磁共振耦合方式给无线充电器供电实现无线充电，进入下一步；

步骤八：当无线充电器检测到充电完毕将切断与无线充电发射模块的连接，无线充电发射模块与控制终端通信，告知任务完成，控制终端将其标识为空闲状态，进入下一步；

步骤九：无线充电器与控制终端联络，告知充电完毕，控制终端记录用户信息及收费信息。

图3是本发明的一个具体是实施例的使用状态示意图，结合附图可见，图中有四辆轨道车、四个无线充电发射模块和三辆申请应急充电的电动汽车，其中1号电动汽车最先向控制终端发出申请，所以已经处于充电状态，1号轨道车为空闲状态，1号无线充电发射模块处于忙碌状态；接着是3号车向控制终端发出申请，4号轨道车正载着4号无线充电发射模块到达3号车所在位置，准备将4号无线充电发射模块放置到充电工作区进行对3号车的充电工作；最后2号车向控制终端发出申请，控制终端根据2号车所提供的位置信息，分析查找距离2号车最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，为3号轨道车和3号无线充电发射模块，然后控制终端给3号轨道车发送任务，3号轨道车正自动到指定地点夹持3号空闲无线充电发射模块，待夹持无线充电发射模块后在移动到2号车对应的位置，放下无线充电发射模块对2号车进行充电。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种移动式无线充电装置，其特征在于包括轨道车、无线充电发射模块、轨道、感应耦合输电线圈、感应耦合电能发生装置、无线充电器和控制终端，

所述轨道车内设置有定位通信模块、夹持装置和感应耦合受电器；

所述无线充电发射模块内设置有定位通信模块、感应耦合受电器和磁共振耦合无线电能发射器；

所述感应耦合输电线圈和感应耦合电能发射装置相连，感应耦合输电线圈安装在轨道上，同时通过感应耦合方式为轨道车和无线充电发射模块供电；

所述无线充电器内设置有定位通信模块和磁共振耦合无线电能接收装置；

所述无线充电发射模块通过磁共振耦合方式给无线充电器提供电能，定位通信模块通过北斗或GPS定位，并通过无线通信和控制终端通信，无线充电器安装于电动汽车内，所述无线充电发射模块通过磁共振耦合方式给无线充电器提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种移动式无线充电装置，其特征在于所述轨道包括运输区和充电工作区，轨道车在轨道的运输区自由移动，无线充电发射模块被放置在充电工作区，该无线充电发射模块由轨道车夹持进入运输区，实现自由移动。

3.根据权利要求2所述的一种移动式无线充电装置，其特征在于所述运输区和充电工作区垂直分布，所述充电工作区位于运输区下方，所述运输区和充电工作区通过支架支撑固定。

4.根据权利要求3所述的一种移动式无线充电装置，其特征在于所述控制终端与轨道车、无线充电发射模块和无线充电器无线连接，能够接收和发送控制信号。

5.根据权利要求4所述的一种移动式无线充电装置，其特征在于所述无线充电器监控电动汽车的电池电量，并于低电量时，给司机发出提醒。

6.一种应用权利要求5所述的移动式无线充电装置的充电方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：无线充电器监控电池电量，当发现电动汽车缺电时，发出提醒声音，提醒司机给无线充电器确认申请应急充电，进入下一步；

步骤二：无线充电器收到确认充电信息，无线充电器向控制终端发送请求充电命令，同时把自身的账户信息和位置信息发送给控制终端，进入下一步；

步骤三：控制终端接受申请后，在系统分析查找距离请求点最近的空闲轨道车和空闲无线充电发射模块，然后给空闲轨道车发送任务，进入下一步；

步骤四：空闲轨道车接到任务后自动到指定地点夹持指定空闲无线充电发射模块，搬运到指定电动汽车位置，进入下一步；

步骤五：到达指定电动汽车位置后，轨道车释放无线充电发射模块，并向控制终端发送任务完成信息，控制终端将该车标志为空闲，进入下一步；

步骤六：被释放的无线充电发射模块在释放地根据定位信息自动和指定的无线充电器对接，进入下一步；

步骤七：对接成功后，无线充电发射模块通过感应耦合受电器接收感应耦合输电线圈的电能，无线充电发射模块再利用磁共振耦合方式给无线充电器供电实现无线充电，进入下一步；

步骤八：当无线充电器检测到充电完毕将切断与无线充电发射模块的连接，无线充电发射模块与控制终端通信，告知任务完成，控制终端将其标识为空闲状态，进入下一步；

步骤九：无线充电器与控制终端联络，告知充电完毕，控制终端记录用户信息及收费信息。