CN107215220A - 电动车非接触式充电系统及其充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种电动车非接触式充电系统及充电方法。其至少包括：非接触式充电装置、发射装置以及电动车。所述非接触式充电装置包括依次连接的充电接口、充电管理单元、电能转换单元以及接收单元，其还包括第一微处理器、存储卡单元以及第一近场通信单元，所述充电接口用于连接电动车的输入充电口，所述第一微处理器分别与所述充电管理单元、电能转换单元、存储卡单元以及第一近场通信单元连接，所述存储卡单元用于记录电动车用户的第一信息。上述系统为一种物联网技术在电动车领域的具体应用，无需改变现有电动车结构，具有良好的市场前景。

Description

电动车非接触式充电系统及其充电方法

技术领域

本发明涉及电动车领域，尤其涉及一种电动车非接触式充电系统及充电方 法。

背景技术

随着全球资源的短缺和人们环保意识的提高，越来越多的国家和政府鼓励 和支持绿色、环保的新能源交通工具的发展，其中电动车作为一种能够解决机 动车污染排放和能源短缺等问题的新型行业，正在逐渐普及。

然而，电动汽车和电动摩托车的普及也使得电动车充电的问题就日益突 出，因电动车充电引起的安全事故也屡有发生。电动车车主为了给电动车充电， 通常是采取两种方法：1、从自家窗口扔下一根很长的临时电源；2、把电动车 电瓶取下来抬回家充电。这两种充电方式都极为不方便，特别是对于楼层高的 用户且上述两种充电方法一方面存在严重的安全隐患，另一方面影响了美观。 目前也没有一种给电动摩托车充电的公共设施。因此，如何寻求一种改善的电 动车充电的方法是目前亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可方便电动车用户充电，且安全可靠、不影响 美观的电动车非接触式充电系统及充电方法。

本发明提供的电动车非接触式充电系统至少包括：非接触式充电装置、发 射装置以及电动车；所述非接触式充电装置包括充电接口、存储卡单元以及接 收线盘，所述充电接口用于与电动车的输入充电口连接，所述存储卡单元用 于记录电动车用户的第一信息，所述第一信息包括所述用户的个人信息以及充 电储值信息；所述发射装置用于在判断第一信息符合充电要求时启动充电。

本发明提供的电动车非接触式充电系统中，所述非接触式充电装置还包 括充电管理单元、电能转换单元、第一微处理器，所述充电接口与充电管理单 元连接，所述电能转换单元与所述充电管理单元连接，所述第一微处理器分 别与所述充电管理单元、电能转换单元、存储卡单元以及第一近场通信单元连 接；所述发射装置包括依次连接的发射单元、功率控制单元、变频单元以及交 流输入端，其还包括第二微处理器、第二近场通信单元，所述第二微处理器分 别与所述功率控制单元、变频单元以及第二近场通信单元连接；

所述第二近场通信单元用于在所述第一近场通信单元靠近时接收所述第 一近场通信单元发来的第一信息，所述第二微处理用于判断所述第一信息是否 符合充电要求，如是，则控制所述功率控制单元开启，所述发射单元开始工作。

本发明提供的电动车非接触式充电系统中，所述电动车非接触式充电系 统还包括局域网终端以及运营终端，所述发射装置与所述局域网终端通讯连 接，所述运营中心与所述局域网终端通讯连接，所述发射装置在判断第一信息 不符合充电要求时，将第一信息通过所述局域网终端发送到运营中心，所述 运营中心用于根据第一信息判断用户当前是否有充值信息，如有，则启动充 电。

本发明提供的电动车非接触式充电系统中，所述发射装置还包括与所述 第二微处理器连接的第一载波通信单元，所述局域网终端包括第一无线通信单 元以及第二载波通信单元，所述局域网终端和所述发射装置通过第二载波通信 单元和第一载波通信单元通信连接；所述运营终端包括第二无线通信单元，所 述运营终端和所述局域网终端通信连接；所述第二微处理在判断所述充电储值 信息不符合充电要求时，所述第一载波通信单元将该第一信息发送到第二载波 通信单元，所述第二载波通信单元通过第一无线通信单元将该第一信息发送到 运营终端，所述运营终端根据第一信息判断该用户当前是否有充值信息，如是， 则通过第二无线通信单元返回第二信息给第一无线通信单元，所述第二载波通 信单元将该第二信息传递给第一载波通信单元，所述第二微处理器控制所述功 率控制单元的开启。

本发明提供的电动车非接触式充电系统中，所述非接触式充电系统还包 括电动车用户所持有的移动终端，所述第二无线通信单元还用于在运营中心判 断该用户当前无充值信息时将所述第二信息发送给所述移动终端。

本发明还提供了一种电动车非接触式充电系统的充电方法，所述非接触 式充电系统至少包括：非接触式充电装置、发射装置以及电动车，所述非接触 式充电装置包括充电接口、存储卡单元以及接收线盘，所述充电接口用于与 电动车的输入充电口连接，所述存储卡单元用于记录电动车用户的第一信息， 所述第一信息包括所述用户的个人信息以及充电储值信息；所述充电方法为： 通过所述发射装置判断所述非接触充电装置内第一信息是否符合要求，如 是，则启动充电。

本发明提供的电动车非接触式充电系统的充电方法中，所述非接触式充 电装置还包括第一近场通信单元，所述发射装置包括第二近场通信单元、第二 微处理器以及发射单元，所述发射装置用于通过所述非接触式充电装置给电动 车充电，其特征在于：所述充电方法具体为：

第一近场通信单元发送第一信息给第二近场通信单元，所述第一信息包括 所述用户的个人信息以及充电储值信息；

第二近场通信单元接收第一信息并将第一信息传递给第二微处理器，第二 微处理器判断所述充电储值信息是否符合充电要求；如是，则第二微处理器控 制功率控制单元的开启，所述发射单元开始工作。

本发明提供的电动车非接触式充电系统的充电方法中，所述非接触式充 电系统还包括局域网终端以及运营终端，所述发射装置还包括与所述第二微 处理器连接的第一载波通信单元，所述局域网终端包括第一无线通信单元以及 第二载波通信单元，所述局域网终端和所述发射装置电连接；所述运营终端包 括第二无线通信单元，所述运营终端和所述局域网终端通信连接，所述步骤还 包括，当所述发射装置判断所述第一信息不符合充电要求时，所述发射装置将 第一信息发送给所述局域网终端，所述局域网终端再将所述第一信息发送给所 述运营终端，所述运营终端根据所述第一信息判断该用户当前是否有充值信 息，并生成第二信息，如是，则将第二信息发送给局域网终端，所述局域网终 端再将所述第二信息发送给发射装置，所述发射装置开始充电。

本发明提供的电动车非接触式充电系统的充电方法中，所述非接触式充电 系统还包括电动车用户所持有的移动终端，当所述运营终端判断该用户当前无 充值信息时将所述第二信息发送给所述移动终端。

本发明提供的电动车非接触式充电系统为一种物联网技术在电动车领域 的具体应用，由于该系统配置有非接触式充电装置以及发射装置，因而电动车 用户只需要将该非接触式充电装置的充电接口连接该电动车。将该非接触式充 电装置的接收单元放置于发射装置上即可对该电动车充电，且由于所述非接触 充电装置具有存储卡单元，因此，只要其有储值均可进行充电。且该发射装置 设置在室外，因此，电动车用户无需私自拉线解决充电问题，也无需改变现有 电动车的结构，安全方便又美化了环境，也规范了物业管理。此外，由于发射 装置可以设置在全国各地，充值由运营中心统一管理，因此，电动车用户外出时不用担心电池续航能力的问题，且可实现无人值守的智能管理。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明提供的一较佳实施方式的电动车非接触式充电系统100的整 体架构示意图；

图2为图1所示的非接触式充电装置100与发射装置110的一较佳实施方 式的电路结构示意图；

图3为图1所示发射装置110、局域网终端120以及运营终端130的结构 示意图；

图4为本发明提供的一较佳实施方式的电动车非接触式充电系统的充电 方法的流程示意图。

具体实施方式

为说明本发明提供的电动车非接触式充电系统及其充电方法，以下结合 说明书附图及文字说明进行详细阐述。

如图1所示，其为本发明提供的一较佳实施方式的电动车非接触式充电系 统10的整体架构示意图，所述电动车非接触式充电系统10包括电动车、非接 触式充电装置100、发射装置110、局域网终端120、运营终端130以及移动 终端，多个所述发射装置110与所述局域网终端120通过通信连接，多个所述 局域网终端120与运营终端130通信连接。图中，电动车以及移动终端未示出。 所述非接触式充电装置主要用于目前的电动摩托车、电动汽车、混合动力车或 者物流车等等。其通过无线连接的方式从发射端取电并给所述电动车供电。

所述非接触式充电装置100用于连接所述电动车与所述发射装置110，其 与所述发射装置110的连接方式为非接触式连接，该非接触式连接，本发明中 的非接触式连接即为无导线连接，其是相对于接触式连接(有导线连接)而言， 所述非接触式充电装置100为一种独立存在于电动车和发射装置之外的外围 设备。

如图2所示，其为图1所示的非接触式充电装置100与发射装置110的一 较佳实施方式的电路结构示意图。所述非接触式充电装置100包括依次连接的 充电接口102、充电管理单元104、电能转换单元103以及接收单元101，其 还包括第一微处理器106、存储卡单元108以及第一近场通信单元109，所述 充电接口102用于连接电动车的输入充电口，所述第一微处理器106分别与所 述充电管理单元104、电能转换单元103、存储卡单元108以及第一近场通信 单元109连接。所述非接触式充电装置100可以呈线缆状，其一端为充电接口102，一端为接收线盘。其可以为电动车用户专用。

所述电能转换单元103用于将所述接收单元101输出的电能进行转换，其 至少包括充电接收电路、整流滤波电路等，所述接收单元101包括接收线盘； 所述充电管理单元104用于检测电动车的电池电量，更根据电量信息控制充电 电流和充电电压；所述存储卡单元108用于记录电动车用户的第一信息，所述 第一信息包括所述用户的个人信息以及充电储值信息，其可以为具有读写功能 的NFC，所述个人信息包括车主的姓名、身份证号或者其他个人信息；所述第 一近场通信单元109用于向发射装置发送第一信息；所述充电接口102连接电 动车的输入充电口，其无需改变现有电动车(主要是两轮车，例如电动摩托车)的车型结构以及输入充电口，只需将所述充电接口102连接电动车的输入充电 口即可，即该充电接口102直接连接电动车的充电电池。电动车用户在充值时， 可以直接将该非接触式充电装置100拿到管理部门充值，或者通过手机app 充值、微信充值等等方式充值。

所述发射装置110包括依次连接的发射单元111、功率控制单元112、变 频单元113以及交流输入端114，其还包括第二微处理器116、计量子单元118、 第二近场通信单元119，所述第二微处理器116分别与所述功率控制单元112、 计量子单元118、变频单元113以及第二近场通信单元119连接，所述计量子 单元118、第一载波通信单元117分别连接于所述交流输入端117。所述发射 单元111包括发射线盘。所述发射装置110可以设置在室外公共场所，且其埋 在地底下，不占用地面积，既安全又美化了环境。

如图3所示，其为图1所示发射装置110、局域网终端120以及运营终端 130的结构示意图。本实施方式中的电动车非接触式充电系统10中的局域网 终端120有多个，例如每个居民小区均有一个局域网终端120，或者某个区域 共享一个局域网终端120，每个局域网终端120处都分散有多个发射装置110 供电动车用户使用，因此，电动车用户无需私自拉线解决电动车充电的问题， 也无需改变当前电动车的结构，只需配置一所述非接触式充电装置100即可， 既安全可靠，也有利于美化环境。多个所述发射装置110与所述局域网终端120通过通信连接，多个所述局域网终端120与运营终端130通信连接。

本实施方式中，具体的，所述局域网终端120包括计量主单元120a、第 一无线通信单元120b和第二载波通信单元120c；所述运营终端130包括第二 无线通信单元131。所述计量主单元120a用于定期计量该局域网内所有发射 装置110所用的电量，所述第二载波通信单元120c用于与所述第一载波通信 单元进行通信，所述第一无线通信单元120b用于与第二无线通信单元132通 信，所述第二无线通信单元132还可以与电动车用户所持有的移动终端进行通 信。所述第一无线通信单元120b、第二无线通信单元132可以均为3G、4G或 者5G网络技术。

本实施方式中，所述运营终端130可以由一个单位或者个人持有，所述运 营中心可以采用公共的支付平台app应用程序、支付宝、微信公众号收费、银 行账号或者QQ钱包等等进行收费。本实施方式中的车辆无线供电系统可用于 组成一个大型的工作网络，该工作网络中有一个运营终端130，多个局域网终 端120(1、2、3……m)，每个局域网终端分配有多个发射装置n10(n101、 n102……n10n₁)。所述发射装置与局域网终端进行载波通信，所述局域网终端 与所述运营终端进行无线通信。

如图4所示，其为本发明提供的电动车非接触式充电系统的一较佳实施方 式的充电方法的流程示意图，所述充电方法至少包括以下步骤：

步骤SO1：第一近场通信单元发送第一信息给第二近场通信单元，所述第 一信息包括所述用户的个人信息以及充电储值信息。

步骤SO2：第二近场通信单元接收第一信息并将第一信息传递给第二微处 理器，第二微处理器判断所述充电储值信息是否符合充电要求，如是，则进行 步骤S03，如否，则进行步骤S04。

步骤S03：第二微处理器控制功率控制单元的开启，所述发射单元开始工 作。

步骤S04：所述发射装置将第一信息发送给所述局域网终端，所述局域网 终端再将所述第一信息发送给所述运营终端，所述运营终端根据第一信息判断 该用户当前是否有充值信息，并生成第二信息。

具体的，所述发射装置内的第一载波通信单元将第一信息发送给局域网终 端内的第二载波通信单元，所述局域网终端内的第一无线通信单元再将第一信 息发送个运营终端处的第二无线通信单元，所述运营中心根据第一信息判断该 用户当前是否有充值信息，并生成第二信息，如是，则进行步骤S05。如否， 则进行步骤S06。

步骤S05：将第二信息发送给局域网终端，所述局域网终端再将所述第二 信息发送给发射装置，所述发射装置开始充电。

具体的，所述运营终端处的第二无线通信单元将第二信息发送给局域网终 端处的第一无线通信单元，所述局域网终端处的第二载波通信单元再将所述第 二信息发送给发射装置处的第一载波通信单元，所述第二微处理器再根据所述 第二信息控制所述功率控制单元的开启，所述发射单元开始工作。

此外，在步骤S04－S05之间，还包括一充值步骤，由于用户当前有充值信 息，且该充值信息在步骤S04之前没有写入该非接触式电力充电充值装置内的 存储卡单元，因此，在所述功率控制单元开启前，所述第二近场通信单元就将 第二信息内的充值信息写入第一近场通信单元，所述第一微处理器再根据该充 值信息更新存储卡单元内的第一信息，以完成充值过程。

步骤S06：将所述第二信息发送给所述移动终端。具体的，所述运营终端 的第二无线通信单元将第二信息发送给移动终端。所述第二信息包括该用户当 前的充值卡储值信息以及需充值的提示信息。该发送方式可以为短信发送、app 信息发送或者微信发送等等。

本发明提供的另一较佳实施方式的电动车非接触式充电系统的充电方法 中，所述电动车非接触式充电系统与图1、图2、图3所示的电动车非接触式 充电系统各部分基本相同，只是发射装置上具有扫描图案，该扫描图案记录有 该扫描图案所在的发射装置的地理位置信息，所述充电方法至少包括以下步 骤：

步骤S11：第二无线通信单元接收移动终端通过扫描扫码图案而产生的第 三信息，所述第三信息包括该扫码图案所在的发射装置的地理位置信息以及所 述移动终端的支付信息。

步骤S12：第二无线通信单元将第三信息发送给该发射装置所在的局域网 终端，所述局域网终端再将所述第三信息发送给该发射装置，具体的，所述第 二无线通信单元将第三信息发送给该发射装置所在的局域网终端处的第一无 线通信单元，所述第二微处理器控制功率控制单元开启，所述发射单元开始工 作。

该步骤中，移动终端扫描该扫码图案，也即是通过移动终端给非接触式电 力充电充值装置内的充值卡充值，移动终端扫描该扫码图案后，运营终端收到 第三信息，即该用户的充值信息和该扫码图案所在的发射装置的位置信息，运 营终端处的第二无线通信单元将该第三信息通过无线通信的方式传递给该发 射装置所在的局域网终端的第一无线通信单元，第二载波通信单元再将第三信 息发送给该发射装置内的第一载波通信单元，第二微处理器再对非接触式充电 装置进行鉴权，鉴权成功后即控制功率控制单元的开启，发射单元开始工作。 该步骤中，如果鉴权成功后，第二近场通信单元还将第三信息内的充值信息发 送给第一近场通信单元，所述第一微处理控制存储卡单元进行充值，即更新充 值信息，且所述第二微处理器还控制功率控制单元的开启，所述发射单元开始 工作。用户在通过扫码充值后，其持有的移动终端一方面可以提示(例如APP 提示)该用户将非接触式充电装置放在该发射装置上，如果用户不需要充电， 则也可以通过移动终端选择无需充电的相关操作。因此即使该用户选择无需充 电，只要将该非接触式充电装置放在发射装置上，也可以完成非接触式充电装 置内的充值卡的充值工作。

本实施方式提供的电动车非接触式充电系统为一种物联网技术在电动车 领域的具体应用，由于该系统配置有非接触式充电装置以及发射装置，因而电 动车用户只需要将该非接触式充电装置的充电接口连接该电动车，并将该非接 触式充电装置的接收单元放置于发射装置上即可对该电动车充电，且由于所述 非接触充电装置具有存储卡单元，因此，只要其有储值均可进行充电。该发射 装置设置在室外，因此，电动车用户无需私自拉线解决充电问题，也无需改变 现有电动车的结构，安全方便又美化了环境，也规范了物业管理。此外，由于 发射装置可以设置在全国各地，充值由运营中心统一管理，因此，电动车用户 外出时不用担心电池续航能力的问题，且可实现无人值守的智能管理。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “相连”、“连接”应做广义理解，可以是两个元件内部的电连通；可以是 直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而 言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指 明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以 明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

以上为本发明提供的电动车非接触式充电系统及其充电方法的较佳实施 方式，并不能理解为对本发明权利保护范围的限制，本领域的技术人员应该 知晓，在不脱离本发明构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的该等 改进或替换都应该在本发明的权利保护范围内，即本发明的权利保护范围应 以权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电动车非接触式充电系统，其至少包括：非接触式充电装置、发射装置以及电动车；

所述非接触式充电装置包括充电接口、存储卡单元以及接收线盘，所述充电接口用于与电动车的输入充电口连接，所述存储卡单元用于记录电动车用户的第一信息，所述第一信息至少包括充电储值信息；所述发射装置用于在判断第一信息符合充电要求时启动充电。

2.如权利要求1所述的非接触式充电系统，其特征在于，所述非接触式充电装置还包括充电管理单元、电能转换单元、第一微处理器，所述充电接口与充电管理单元连接，所述电能转换单元与所述充电管理单元连接，所述第一微处理器分别与所述充电管理单元、电能转换单元、存储卡单元以及第一近场通信单元连接；所述发射装置包括依次连接的发射单元、功率控制单元、变频单元以及交流输入端，其还包括第二微处理器、第二近场通信单元，所述第二微处理器分别与所述功率控制单元、变频单元以及第二近场通信单元连接；

所述第二近场通信单元用于在所述第一近场通信单元靠近时接收所述第一近场通信单元发来的第一信息，所述第二微处理用于判断所述第一信息是否符合充电要求，如是，则控制所述功率控制单元开启，所述发射单元开始工作。

3.如权利要求2所述的非接触式充电系统，其特征在于，所述电动车非接触式充电系统还包括局域网终端以及运营终端，所述发射装置与所述局域网终端通讯连接，所述运营中心与所述局域网终端通讯连接，所述发射装置在判断第一信息不符合充电要求时，将第一信息通过所述局域网终端发送到运营中心，所述运营中心用于根据第一信息判断用户当前是否有充值信息，如有，则启动充电。

4.如权利要求3所述的非接触式充电系统，其特征在于，所述发射装置还包括与所述第二微处理器连接的第一载波通信单元，所述局域网终端包括第一无线通信单元以及第二载波通信单元，所述局域网终端和所述发射装置通过第二载波通信单元和第一载波通信单元通信连接；所述运营终端包括第二无线通信单元，所述运营终端和所述局域网终端通信连接；所述第二微处理在判断所述充电储值信息不符合充电要求时，所述第一载波通信单元将该第一信息发送到第二载波通信单元，所述第二载波通信单元通过第一无线通信单元将该第一信息发送到运营终端，所述运营终端根据第一信息判断该用户当前是否有充值信息，如是，则通过第二无线通信单元返回第二信息给第一无线通信单元，所述第二载波通信单元将该第二信息传递给第一载波通信单元，所述第二微处理器控制所述功率控制单元的开启。

5.如权利要求1所述的电动车非接触式充电系统，其特征在于：所述非接触式充电系统还包括电动车用户所持有的移动终端，所述第二无线通信单元还用于在运营中心判断该用户当前无充值信息时将所述第二信息发送给所述移动终端。

6.一种电动车非接触式充电系统的充电方法，所述非接触式充电系统至少包括：非接触式充电装置、发射装置以及电动车，所述非接触式充电装置包括充电接口、存储卡单元以及接收线盘，所述充电接口用于与电动车的输入充电口连接，所述存储卡单元用于记录电动车用户的第一信息，所述第一信息包括所述用户的个人信息以及充电储值信息；所述充电方法为：通过所述发射装置判断所述非接触充电装置内第一信息是否符合要求，如是，则启动充电。

7.如权利要求6所述的非接触式充电系统的充电方法，所述非接触式充电装置还包括第一近场通信单元，所述发射装置包括第二近场通信单元、第二微处理器以及发射单元，所述发射装置用于通过所述非接触式充电装置给电动车充电，其特征在于：所述充电方法具体为：

第一近场通信单元发送第一信息给第二近场通信单元，所述第一信息包括所述用户的个人信息以及充电储值信息；

第二近场通信单元接收第一信息并将第一信息传递给第二微处理器，第二微处理器判断所述充电储值信息是否符合充电要求；如是，则第二微处理器控制功率控制单元的开启，所述发射单元开始工作。

8.如权利要求7所述的电动车非接触式充电系统的充电方法，其特征在于：所述非接触式充电系统还包括局域网终端以及运营终端，所述发射装置还包括与所述第二微处理器连接的第一载波通信单元，所述局域网终端包括第一无线通信单元以及第二载波通信单元，所述局域网终端和所述发射装置电连接；所述运营终端包括第二无线通信单元，所述运营终端和所述局域网终端通信连接，所述步骤还包括，当所述发射装置判断所述第一信息不符合充电要求时，所述发射装置将第一信息发送给所述局域网终端，所述局域网终端再将所述第一信息发送给所述运营终端，所述运营终端根据所述第一信息判断该用户当前是否有充值信息，并生成第二信息，如是，则将第二信息发送给局域网终端，所述局域网终端再将所述第二信息发送给发射装置，所述发射装置开始充电。

9.如权利要求8所述的电动车非接触式充电系统的充电方法，其特征在于：所述非接触式充电系统还包括电动车用户所持有的移动终端，当所述运营终端判断该用户当前无充值信息时将所述第二信息发送给所述移动终端。