CN110014906A - 一种基于车载rfid阅读器的动态无线充电系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统及控制方法，该系统设置有管理中心，具有无线充电接收系统且在车头、车尾分别设置有RFID阅读器的电动汽车，具有无线充电发射系统和能量投切控制器的多段导轨，在每段导轨前端和后端设置有RFID标签。控制方法主要步骤为：S1：当车头的RFID阅读器读取到导轨前端的RFID标签时，管理中心发送启动信号到能量投切控制器，控制导轨发送无线能量信号；S2：当车尾的RFID阅读器读取到导轨后端的RFID标签时，管理中心发送停止信号到能量投切控制器，控制导轨停止发送无线能量信号。本发明解决了电动汽车蓄电池容量有限，电动汽车续航不足的问题，实现了电动汽车的动态智能充电，极大地减少了能源浪费。

Description

一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统及控制方法
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统及控制方法。
背景技术
传统汽车工业已经发展到了技术成熟的程度，新型的电动汽车在近年来随着电力技术的进步，渐渐地展现出了其广阔的发展前景。电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通安全法规各项要求的车辆。现阶段电动汽车应用最广泛的车载电源是蓄电池。
随着电动汽车数量的激增，其续航能力不足、充电时间长、基础设施不完善、不能支持远距离出行等缺陷不断显现出来。为了解决这些问题，常见的手段有设置充电站或者增大蓄电池容量等。但是因为接触式充电方法充电时间长、且充电站占地面积大、维护成本高和蓄电池工艺难以在短时间内大幅改进等原因，电动汽车续航不足的问题仍不能得到较好的解决。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统及控制方法，具体技术方案如下：
一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统包括无线充电接收系统、无线充电发射系统、电动汽车、管理中心；所述无线接收系统设置在电动汽车上并与电动汽车固定连接；所述电动汽车的车头和车尾分别设置有RFID阅读器；所述RFID阅读器与无线充电接收系统连接；
所述无线充电发射系统包括若干段导轨、若干个能量投切控制器，每段导轨的前端和后端分别设置有RFID标签；每一端导轨对应设置一个能量投切控制器；所述能量投切控制器、无线充电接收系统分别与管理中心连接；所述导轨铺设在电动汽车行驶的道路上。
优选地，所述无线充电接收系统包括微控制器、无线通信模块、电压采集模块、电流采集模块、蓄电池、电源管理模块、无线能量接收模块；所述无线能量接收模块用于接收导轨发送的无线能量信号；所述电源管理模块用于将无线能量接收模块接收的无线能量信号转换为适合为蓄电池充电的电流信号；所述电压采集模块、电流采集模块分别用于采集蓄电池的信息；所述无线能量接收模块、电源管理模块、蓄电池依次连接；所述电压采集模块、电流采集模块分别与蓄电池、微控制器连接；所述RFID阅读器、无线通信模块分别与微控制器连接。
优选地，所述导轨由励磁线平面绕制而成。
一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统的控制方法包括以下步骤：
（1）当电动汽车车头的RFID阅读器读取到导轨前端的RFID标签时，所述无线充电接收系统将RFID标签的信息上传至管理中心，所述管理中心控制该导轨对应的能量投切控制器动作，能量投切控制器控制对应的导轨开始发送无线能量信号；无线充电接收系统接收导轨发送的无线能量信号并为电动汽车充电；
（2）当电动汽车车尾的RFID阅读器读取到导轨后端的RFID标签时，所述无线充电接收系统将RFID标签的信息上传至管理中心；如果该RFID标签与电动汽车车头的RFID阅读器读取到导轨前端的RFID标签属于同一导轨，所述管理中心控制该导轨对应的能量投切控制器动作，则对应的能量投切控制器控制对应的导轨停止发送无线能量信号。
优选地，所述无线充电接收系统中的微控制器采集蓄电池的信息，并将蓄电池的信息与RFID标签的信息一同发送至管理中心；所述管理中心根据蓄电池的信息通过能量投切控制器控制RFID标签对应的导轨的无线能量传输功率。
优选地，所述管理中心根据对应导轨的无线能量传输功率大小和持续时间对所述电动汽车进行分段式计费。
本发明的有益效果为：通过无线电能传输的方式，实现了电动汽车行驶过程中的实时充电，不仅解决了电动汽车蓄电池容量有限，电动汽车续航不足的问题，还实现了电动汽车的动态智能充电，避免了通电导轨设置过长或者通电导轨开通过多导致的能源浪费的问题，使得整个充电过程更加高效节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明所提出系统工作原理所示意图；
图2为微控制器的工作原理示意图；
其中，1：电动汽车、2：无线充电接收系统、3：RFID阅读器、4：导轨、5：RFID标签。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统包括无线充电接收系统2、无线充电发射系统、电动汽车1、管理中心；无线接收系统设置在电动汽车1上并与电动汽车1固定连接；电动汽车1的车头和车尾分别设置有RFID阅读器3；RFID阅读器3与无线充电接收系统2连接。无线充电发射系统包括若干段导轨4、若干个能量投切控制器，每段导轨4的前端和后端分别设置有RFID标签5；每一端导轨4对应设置一个能量投切控制器；能量投切控制器、无线充电接收系统2分别与管理中心连接；导轨4铺设在电动汽车1行驶的道路上。
无线充电接收系统2包括微控制器、无线通信模块、电压采集模块、电流采集模块、蓄电池、电源管理模块、无线能量接收模块；无线能量接收模块用于接收导轨4发送的无线能量信号；电源管理模块用于将无线能量接收模块接收的无线能量信号转换为适合为蓄电池充电的电流信号；电压采集模块、电流采集模块分别用于采集蓄电池的信息；微控制器用于实现与管理中心通信，以及采集蓄电池信息、RFID标签5的信息；无线能量接收模块、电源管理模块、蓄电池依次连接；电压采集模块、电流采集模块分别与蓄电池、微控制器连接；RFID阅读器3、无线通信模块分别与微控制器连接。无线能量接收模块所获取的无线能量信号经过电源管理模块向蓄电池充电，微控制器利用电压采集模块和电流采集模块实时监测蓄电池的电量情况，微控制器将RFID标签5的信息与蓄电池的信息一同通过无线通信模块发送至管理中心，管理中心根据蓄电池剩余电量的多少，可以自适应调整导轨的传输功率。
其中，导轨4由励磁线平面绕制而成，无线能量接收模块包括线圈，电压采集模块包括电压传感器，电流采集模块包括电流传感器。其中，能量投切控制器与管理中心通过有线或无线的方式连接。
一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统的控制方法包括以下步骤：
（1）当电动汽车1车头的RFID阅读器3读取到导轨4前端的RFID标签5时，无线充电接收系统2将RFID标签5的信息上传至管理中心，管理中心控制该导轨4对应的能量投切控制器动作，能量投切控制器控制对应的导轨4开始发送无线能量信号；无线充电接收系统2接收导轨4发送的无线能量信号并为电动汽车1充电；
（2）当电动汽车1车尾的RFID阅读器3读取到导轨4后端的RFID标签5时，无线充电接收系统2将RFID标签5的信息上传至管理中心；如果该RFID标签5与电动汽车1车头的RFID阅读器3读取到导轨4前端的RFID标签5属于同一导轨4，管理中心控制该导轨4对应的能量投切控制器动作，则对应的能量投切控制器控制对应的导轨4停止发送无线能量信号。
无线充电接收系统2中的微控制器采集蓄电池的信息，并将蓄电池的信息与RFID标签5的信息一同发送至管理中心；管理中心根据蓄电池的信息通过能量投切控制器控制RFID标签5对应的导轨4的无线能量传输功率。管理中心根据对应导轨4的无线能量传输功率大小和持续时间对电动汽车1进行分段式计费。
综上所述，本发明通过无线电能传输的方式，实现了电动汽车行驶过程中的实时充电，不仅解决了电动汽车蓄电池容量有限，电动汽车续航不足的问题，还实现了电动汽车的动态智能充电，避免了通电导轨设置过长或者通电导轨开通过多从而导致的能源浪费的问题，使得整个充电过程更加高效节能。
本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统，其特征在于：包括无线充电接收系统、无线充电发射系统、电动汽车、管理中心；所述无线接收系统设置在电动汽车上并与电动汽车固定连接；所述电动汽车的车头和车尾分别设置有RFID阅读器；所述RFID阅读器与无线充电接收系统连接；
所述无线充电发射系统包括若干段导轨、若干个能量投切控制器，每段导轨的前端和后端分别设置有RFID标签；每一端导轨对应设置一个能量投切控制器；所述能量投切控制器、无线充电接收系统分别与管理中心连接；所述导轨铺设在电动汽车行驶的道路上。
2.根据权利要求1所述的一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统，其特征在于：所述无线充电接收系统包括微控制器、无线通信模块、电压采集模块、电流采集模块、蓄电池、电源管理模块、无线能量接收模块；所述无线能量接收模块用于接收导轨发送的无线能量信号；所述电源管理模块用于将无线能量接收模块接收的无线能量信号转换为适合为蓄电池充电的电流信号；所述电压采集模块、电流采集模块分别用于采集蓄电池的信息；所述无线能量接收模块、电源管理模块、蓄电池依次连接；所述电压采集模块、电流采集模块分别与蓄电池、微控制器连接；所述RFID阅读器、无线通信模块分别与微控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统，其特征在于：所述导轨由励磁线平面绕制而成。
4.如权利要求1-3任一所述的一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）当电动汽车车头的RFID阅读器读取到导轨前端的RFID标签时，所述无线充电接收系统将RFID标签的信息上传至管理中心，所述管理中心控制该导轨对应的能量投切控制器动作，能量投切控制器控制对应的导轨开始发送无线能量信号；无线充电接收系统接收导轨发送的无线能量信号并为电动汽车充电；
（2）当电动汽车车尾的RFID阅读器读取到导轨后端的RFID标签时，所述无线充电接收系统将RFID标签的信息上传至管理中心；如果该RFID标签与电动汽车车头的RFID阅读器读取到导轨前端的RFID标签属于同一导轨，所述管理中心控制该导轨对应的能量投切控制器动作，则对应的能量投切控制器控制对应的导轨停止发送无线能量信号。
5.根据权利要求4所述的一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统的控制方法，其特征在于：所述无线充电接收系统中的微控制器采集蓄电池的信息，并将蓄电池的信息与RFID标签的信息一同发送至管理中心；所述管理中心根据蓄电池的信息通过能量投切控制器控制RFID标签对应的导轨的无线能量传输功率。
6.根据权利要求5所述的一种基于车载RFID阅读器的动态无线充电系统的控制方法，其特征在于：所述管理中心根据对应导轨的无线能量传输功率大小和持续时间对所述电动汽车进行分段式计费。
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