CN110641296A - 一种动态无线充电的智慧型交通路口 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及的是新能源汽车领域,具体为一种动态无线充电的智慧型交通路口。接触式充电模式需要建设大量的充电停车位,以及占用大量土地资源而只是用于车辆通行的车道,都是一种社会资源的浪费,能否把车道变为一个充电的车道,关系着新能源车的续航是个亟待解决的技术难题。本发明提供一种智慧型交通道路的解决方案,在交通路口的车道内采用充电底座和移动智能充电机器人的无线充电模式,以不同的方式分别为行驶于车道上的新能源汽车进行充电,这种新型充电模式比目前接触式充电模式更加高效、灵活,由此新能源车实现了动态的无线充电,这不仅解决了新能源车续航、无法动态充电、电池容量大、成本高的问题也节省了大量的社会资源。

Description

一种动态无线充电的智慧型交通路口
技术领域
本发明涉及的是新能源汽车领域,具体为一种动态无线充电的智慧型交通路口。
背景技术
随着城镇化的飞速发展,燃油汽车的普及使得人们出行便利的同时,汽车尾气的大量排放又带来了严重的空气污染和雾霾天气,而新能源汽车能够使得城市中所出现的大量汽车有害气体排放得到降低,所以西方许多国家已经制定了燃油汽车退出市场的时间表,改为大力推广新能源汽车的广泛使用,其中新能源汽车的发展尤为迅速,随着新能源汽车性能的逐步完善以及人们环保意识的提高,新能源汽车未来将成为人们出行的主流交通工具,但是充电设施的不足,又成为制约了新能源汽车普及发展的一个障碍,如何解决新能源汽车充电难的问题,成为新能源汽车发展道路上艰难的最后一公里。目前国内外虽然都建有一些新能源汽车的充电桩,但数量有限而且这些接触式充电的充电桩,需要重新建立自己的停车位或停车场,需要占用城镇中本就有限的土地资源,成本较高,只能作为充电自用,不能作为公共停车所用,这就造成土地资源和社会资源的浪费,接触式充电模式最大缺陷在于其不能解决新能源车在行驶状态下的动态充电,所以这种模式难以大面积地推广和应用。而另一方面,占用大量土地资源的城市道路只是用于车辆的通行,这又是一种社会资源的浪费,城市道路交通的拥堵,使得一些路段迅时间变成了一个临时停车场,如果能把城市道路转变为一个能够充电的车道,这不仅重新激活了道路的一些闲置的社会资源,而且能够使得新能源汽车实现了在行驶状态下的动态充电,新能源车的续航将不再是个问题,这将为新能源汽车的普及和发展扫清了障碍。
发明内容
针对上述缺陷,本发明提供了一种很好的解决方案,一种动态无线充电的智慧型交通路口,在交通路口的道路上加装无线充电装置,就能够很好地解决了新能源汽车充电难的问题。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:
一种动态无线充电的智慧型交通路口,其中包含有充电底座或移动智能充电机器人、车牌号支付缴费系统、供电系统、供电电缆、智能语音声控系统、车牌自动识别系统、地磁感应器,所述的充电底座是一个扁平箱体结构,形状为圆形或长方形或四方形的几何形状,其面积<2㎡,充电底座顶面是一块高强度、耐冲击、耐腐蚀、容易传导的面板,外壳材质为不锈钢或铝合金,充电底座内装有无线充电装置中的能量发送装置,所述的无线充电装置采用的是无线充电技术进行充电的装置,所述无线充电技术是指具有电池的装置不需要借助于电导线,而是利用电磁波感应原理或者其他的交流感应技术,在发送端和接收端采用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的技术,从而来实现能量的无线传输,其有感应式、磁共振式、微波传输式、电场耦合式4种不同的类型,所述的移动智能充电机器人属于AGV、自动导引运输车中的一种类型,其装备有电磁或光学等自动导引装置,由AGV系统控制,能够自行沿规定的导引路径行驶,具有安全保护功能和负载的车辆,其中主要由充电底座、电动移动平台、电动机、锂电池、智能电表、电动的升降支柱或升降平台、轮子、铝合金板所构成,所述的电动机是一种把电能转换成机械能的设备,其种类包含了按工作电源类别来划分的直流电机和交流电机两大类型的电动机,所述移动智能充电机器人的充电底座是安放在电动移动平台上,所述电动移动平台采用不锈钢或铝合金材质制成,由电动机驱动,电动机由平台上的锂电池供电,所述电动移动平台采用电磁轨道或者车轮移动方式,所述电动的升降支柱或升降平台固定安装在移动电动平台上,电动的升降支柱顶端焊接或螺栓连接有块铝合金板,充电底座底部焊接或螺栓固定在铝合金板或升降平台上,电动移动平台底部安装有滚动的轮子,由此形成A型移动智能充电机器人,根据为移动智能充电机器人供电方式的不同,在A型移动智能充电机器人的基础上,加装了采电杆的称为B型移动智能充电机器人,充电底座或每一种类型的移动智能充电机器人都采用红外数据传输或无线射频识别控制(RFID)技术的智能遥控开关分别控制移动智能充电机器人或充电底座内的所有开关的启动或关闭;充电底座或每一种类型的移动智能充电机器人都安装有采用CAN通讯的接口,其中的控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互,集中器与服务器平台利用物联网或有线互联网或4G、5G的无线网络进行数据交互;充电底座或每一种类型移动智能充电机器人中的能量发送装置连接有功率输送组件,所述功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通或断开输送侧线圈操作的开关,充电底座或每一种类型移动智能充电机器人里还具有一个筛选实现最高功率输送效率组合的判定功能,用于执行和控制功率输送侧线圈和接收侧线圈组成一个最佳配对,以达到充电效率的高效,缩短充电的时间;充电底座或每一种类型移动智能充电机器人都通过新能源汽车电池管理系统(BMS)发出的充电需求进行自动适配充电;BMS和充电底座或每一种类型移动智能充电机器人之间通过CAN总线进行实时通信,其特征在于:本发明采用充电底座或移动智能充电机器人的无线充电模式,以不同的方式分别为行驶于车道上的新能源汽车进行动态充电;充电底座固定安装于车道与地面平行,移动智能充电机器人安放于车道下的隧道内来回移动;为移动智能充电机器人提供电力的供电方式有直接供电和间接供电两种不同的类型,所述充电底座固定安放于车位的充电模式有两种不同的类型,第一种类型是指在N条车道的每条车道地面上每间隔L的间距安装一个独立的充电底座,每条车道都预留有S个安装充电底座的位置,充电底座共有N*S个,所述L的间距是指两个充电底座中心点的直线距离,L<10m;第二种类型是指在N条车道的每条车道上把每个独立的充电底座首尾相连安装成一条线,每条车道共有W个独立的充电底座,充电底座的总数为N*W个,每个独立的充电底座安放在一个箱体内与其形成一体并预埋在车道上而且其顶面与车道地面平行,所述每个充电底座的底部或侧面连接有供电电缆,每个充电底座供电电缆的智能开关集中在一个开关控制柜中,智能开关由智能开关控制系统自动开闭,智能电表安放于充电底座下的箱体内或开关控制柜里,对车位的充电底座耗电电量进行计量,所述箱体的材质为钢筋混凝土或铝合金或不锈钢材,形状与充电底座相同,N、S、W为单数或偶数的倍数值,所述采用移动智能充电机器人的充电模式,是指通过安放于N条车道下面的隧道内的移动智能充电机器人为新能源汽车充电的模式,所述的隧道是构建在车道下的一个箱体结构,采用钢筋混凝土建造,在隧道的顶部每条车道预定的充电位置上都安装有一个与车道地面平行的充电窗口,窗口的面积为充电底座面积的1.0~2.0倍,其上安装有块遮板,采用螺栓固定遮板,以便对移动智能充电机器人的维护和检修,所述遮板的材质与充电底座顶部面板的一致,每个窗口的正下方都预埋有定位装置或引导装置,所述的引导装置包含了电磁导引或磁带导引或电脉冲信号或激光发射器,所述移动智能充电机器人与供电系统的连接有直接供电和间接供电的两种不同方式,采用直接供电模式的隧道是安置在与车道垂直的方向;采用间接供电模式的隧道是安置在与车道平行的方向,不论采用那种供电模式,充电窗口的排列方式有两种不同的类型,第一种是间隔型排列;第二种是首尾相连型排列,第一种类型是指在N条车道的每条车道地面上每间隔F的间距安装一个独立的充电窗口,所述F的间距是指两个充电窗口中心点的直线距离,F<10m;第二种类型是指在N条车道的每条车道上把每个独立的充电窗口首尾相连安装成一条线,所述直接供电方式的隧道是沿着车道的垂直方向开挖,把N条车道横向贯通一起,开挖有X条隧道,共有N*X个充电窗口,所述直接供电方式是为A型移动智能充电机器人供电,每条隧道内安装有A型移动智能充电机器人、电动卷盘、电缆、插座、插头或供电立柱,插座的安装方式有三种,第一种是分别安装在隧道两端墙体上的方式;第二种是安装在供电立柱上的方式,供电立柱安装在N条车道下方或隧道的中央位置;第三种是两者并用的方式,插座安装在供电立柱的两侧上,插座处安装有电动卷盘,电缆盘卷在电动卷盘上,电缆一端与A型移动智能充电机器人中的充电底座连接,另一端的插头插在插座内,A型移动智能充电机器人通过电磁导引或磁带导引给车充电时,沿着隧道的纵轴线来回移动,每条隧道内布置有M台A型移动智能充电机器人,所述X、M是单数或偶数的倍数值,所述间接供电方式的隧道是沿着N条车道的每条车道的纵向开挖与车道平行,共有N条隧道,每条车道共有K个充电窗口,总数为N*K个,所述间接供电方式是为B型移动智能充电机器人供电,B型移动智能充电机器人身上的充电底座不通过连接供电系统的电缆线直接供电,而是通过B型移动智能充电机器人身上的采电杆获取电力的方式间接地为B型移动智能充电机器人供电,在隧道纵轴线或者隧道的侧面墙体上架设有供电电缆,供电电缆的截断面为希腊之母Ω形状或圆形或多边形的几何形状,由绝缘体的Y型支架支撑于隧道的地面基座或墙面上,采电杆与供电电缆相接触的顶部为U型结构的槽或者为闭合的环状结构,所述U型槽里内安装着石墨滑块,供电电缆在U型槽中与石墨滑块摩擦获取电力,采电杆安装在B型移动智能充电机器人的电动移动平台的弹簧支架上,弹簧支架与采电杆通过弹簧牵拉,弹簧的弹簧力作用把采电杆的U型槽头部与供电电缆紧密地搭接在一起,所述弹簧支架在电动移动平台的安装有两种方式,第一种方式是安装在平台的底部,其上的采电杆采集的是来自安装在隧道地面上供电电缆的电力;第二种方式是安装在平台上部,其上的采电杆采集的是来自安装在隧道侧面墙上供电电缆的电力;所述采电杆的U型头部和采电杆绝缘,导电线在U型头部上固定,通过采电杆内导入B型移动智能充电机器人中充电底座的控制系统,B型移动智能充电机器人在隧道的中央沿直线来回移动为停在隧道上方需要充电的车进行充电,所述间接供电方式的B型移动智能充电机器人共有Q台,所述Q、K为单数或偶数的倍数值,所述车牌号支付,是指车牌号、手机号、姓名的相关信息与移动支付账号或信用卡绑定,车牌号就成为移动支付的付款码,由车牌自动识别系统辨认车牌,充电完成后中央控制系统会直接从移动支付账号扣款,不再需要车主进行手动操作支付的无接触缴费支付方式,所述的供电系统有三类型,其一是完全采用燃煤发电的市电供电;其二是完全采用新能源供电;其三是采用新能源电源和燃煤发电的市电双电源供电,所述双电源供电,是在充电车道的周边内安装有新能源的光伏或风光互补发电装置,新能源并网发电,充电时优先使用新能源发电,新能源发电不足再使用市电的一种供电系统,所述AGV控制系统包含有地面、上位的控制系统、车载、单机的控制系统、导航、导引的控制系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,移动智能充电机器人调度,路径、路线的管理,交通管理等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责移动智能充电机器人的导航计算,导引和实现移动智能充电机器人行走等功能;导航、导引的控制系统为移动智能充电机器人提供系统绝对或相对位置及航向,所述车牌自动识别系统是车辆驶入车牌摄像机识别区域,触发地感线圈或虚拟线圈,车牌识别系统自动获取车辆的的图像并识别出车牌号,然后通过检索数据库得出车辆类别的系统,所述的地磁感应器是指各向异性磁阻传感器由薄膜合金制成,利用载流磁性材料在外部磁场存在时电阻特性将会改变的原理来进行磁场变化测量的器械,包括了地磁传感器和地磁检测器。
目前接触式充电装置,需要重新建立自己的停车位或停车场,需要占用城镇区域内本就有限的土地资源,成本较高,其最大的缺陷在于不能解决新能源车动态充电的难题。本发明比目前接触式充电模式更加便捷、高效、灵活、安全可靠,采用充电底座或移动智能充电机器人在城市道路交通的车道上安装上无线充电装置,不仅能够使得新能源汽车实现在行驶状态下的动态充电,而且激活了城市道路交通中闲置的社会资源,由此新能源汽车的续航能力将不再是个问题,这将为新能源汽车的全面普及和推广扫清了障碍,对社会起到了积极的有益的生态效益、社会效益、经济效益。
附图说明
图1为充电底座内置于车道内的平面俯视图之一:符号1为人行道,符号2为车道上充电底座的预留位置,符号3为车道;图2为充电底座内置于车道内的平面俯视图之二;图3为内置充电底座示意图:符号4为充电底座,符号5为充电底座的箱体支撑框架;图4采用A型移动智能充电机器人的充电窗口间隔型排列的车道平面俯视图:符号6为充电窗口中的遮板,符号7为隧道,符号8为A型移动智能充电机器人,符号18为电动卷盘,符号19为供电立柱;图5为A型移动智能充电机器人的平面俯视图:符号9为A型移动智能充电机器人中电动的升降支柱或升降平台,符号10为A型移动智能充电机器人中的轮子;图6为A型移动智能充电机器人在隧道内的主视图;图7为采用B型移动智能充电机器人的充电窗口间隔型排列的车道平面俯视图;图8为采用B型移动智能充电机器人的充电窗口首尾相连型排列的车道平面俯视图;图9为弹簧支架安装在底部的B型移动智能充电机器人的平面俯视图:符号11为弹簧支架安装在底部的B型移动智能充电机器人,符号12为弹簧支架。符号13为集电杆,符号14为集电杆U型槽头部;图10为弹簧支架安装在底部的B型移动智能充电机器人在隧道内的主视图:符号15为供电电缆,符号16为供电电缆的Y型支撑架;图11为弹簧支架安装在上部的B型移动智能充电机器人的平面俯视图:符号17为弹簧支架安装在上部的B型移动智能充电机器人,图12为弹簧支架安装在上部的B型移动智能充电机器人在隧道内的主视图;图13为集电杆U型槽头部与供电电缆搭接的示意图:符号18为供电电缆Y型支撑架的基座。
具体实施方法
为了加深对本发明的理解,下面将结合附图对本发明做进一步描述,该实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
新能源汽车在行驶过道当中,进入安装有充电装置区域的道路入口处时,就会通过一个安装有车牌自动识别系统的区域,在每条车道的上方都安装有一个摄像头,每一辆车通过这区域时,车牌号都被系统识别,处理后的数据将传入后台的中央控制系统。充电之前需要预先备案车牌号支付备案,所述车牌支付,就是车主事先把车牌号、手机号、身份证号等与车主相关的信息跟移动支付账号绑定,车牌号就成为移动支付的付款码,充电完成时系统直接从移动支付账号扣款,不再需要车主进行手动操作支付的无接触缴费方式,充电费用自动从移动支付账号中扣除后,车载终端显示屏幕或手机或穿戴设备上会显示或者推送到APP或短信通知所扣除费用的金额。备案后车主会收到充电设施管理方提供的一个充电密码,车主在车载终端或手机或穿戴设备下载的官方充电APP,能够在APP上进行密码的修改。车主在十字路口等信号灯或遭遇交通拥堵停车后,如果车主已经备案车牌支付手续,需要充电时,打开充电APP,只需要对准车载终端或手机或穿戴设备发出充电的语音指令,官方充电APP就会跳出并需要核对密码,车主发出充电密码的指令后,后台的中央控制系统会对收到的密码信息进行检索数据库查询该车辆是否已经完成备案,同时通过APP的位置定位功能以及车牌识别系统,迅速锁定进入充电区域内的该车辆,信息相符则中央控制系统向该车辆下面的充电底座或移动智能充电机器人发出对该车辆进行充电的指令,充电开始;如果没有备案或信息不一致,则无法充电,在APP上就会显示出“信息不符,无法充电”的信息。充电开始后,在APP上就会显示汽车蓄电池的残存容量,充电所需时间等信息,充电过程中,如果车主驾车离开,充电费用会自动通过车主绑定的移动支付中扣除并会发出刚才充电了多少,花了多少费用的语音提示,只要充电APP一直处于打开状态,则在下一个有充电的路口,系统会自动识别该车辆继续为其充电,直到车载蓄电池的电充满为止。如果车载能量接受装置没有对准充电窗口,则会在APP上显示“没有探测到能量接受装置,无法充电等字样的信息”,车牌号支付不仅可以防止一些车主恶意逃票,即使在移动支付账号中没有存款,则可以通过车牌号作为违章记录进行追缴欠款,而且能够在不影响交通的同时实现了新能源汽车在行驶过程中的实时充电。
本发明的非接触无线充电是一种能以电气非接触方式,将功率从能量发送装置提供到新能源汽车能量接收装置的一种充电系统,其中,充电底座或每一种类型的移动智能充电机器人的能量发送装置连接有功率输送组件,新能源汽车的能量接收装置连接有功率接收组件,所述功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通或断开输送侧线圈操作的开关,所述功率接收组件具有用于接收功率的多个接收侧线圈以及用于接通或断开接收侧线圈操作的多个开关,另外,系统还具有一个筛选实现最高功率输送效率组合的判定功能,用于执行和控制功率输送侧线圈和接受侧线圈组成一个最佳配对,以达到充电效率的高效,缩短充电的时间。充电底座或移动智能充电机器人会根据新能源汽车电池管理系统(BMS)发出的充电需求进行自动适配充电,BMS和充电底座或移动智能充电机器人之间通过CAN总线进行实时通信,BMS把实时的监测电池电压、温度、充电电流、电池SOC(荷电状态)的及时状态信息数据,以及接收到的其他控制单元的命令信号,进行综合分析判断并总结出自身需要的充电模式,然后把条件信号发送给充电底座或移动智能充电机器人,使得充电底座或移动智能充电机器人可以按需进行安全充电。
本发明的无线充电装置既有采用充电底座内置于车道的充电模式也有采用移动智能充电机器人的充电模式,参阅附图1~3,是内置于车道的充电模式,其是在N条车道3地面上,每条车道都预留有安装充电底座的位置2,充电底座4安放在一个箱体支撑框架5内与其形成一体并预埋在车道预留位置上与车道地面平行,所述充电底座4的底部或侧面连接有供电电缆,每个充电底座4供电电缆的智能开关集中在一个开关控制柜中,智能开关由智能开关控制系统自动开闭,充电底座4开关启动则充电开始,无线充电接收板把接收到的电能从交流电转换为直流电,并输入到汽车电池中,充电完成后,智能电表把充电量的计量数据上传到后台服务器上,这种模式是需要在每个车道的充电位置上预埋充电底座。
参阅附图4~11,这是采用移动智能充电机器人充电的模式,移动智能充电机器人安装在车道3下面的隧道7内,开挖的隧道7有两种不同的方式,第一种是沿着N条车道3横向开挖与车道3方向垂直,共有X条隧道7;第二种是沿着N条车道3纵向开挖与车道3方向平行,隧道7都是采用钢筋混凝土建造,隧道7的顶部在每条车道3上都安装有与车道面平行的充电窗口,窗口上螺栓固定安装有块遮板6,每个窗口的正下方都预埋有定位装置或引导装置,移动智能充电机器人中的充电底座4的顶面是块普通的如铜板或铝板以利于功率的快速传导,移动智能充电机器人由供电系统提供电力给新能源汽车充电,在新能源汽车充电过程中,能否为移动智能充电机器人提供到充足的电力,这对汽车蓄电池的安全供电以及蓄电池的寿命起到关键的作用,本发明为移动智能充电机器人提供电力的供电方式有两种不同的类型,第一种类型是直接供电的方式,第二种类型是间接供电的方式,具体如下所述。
参阅附图,4~6,所述第一种类型直接供电的方式,是为A型移动智能充电机器人8提供电力,每条隧道7内安装有A型移动智能充电机器人8、电动卷盘18、电缆、插座、插头或供电立柱19,插座的安装方式有两种,第一种是分别安装在隧道7两端的墙面上;第二种是安装在供电立柱上19,供电立柱19安装在N条车道3下方的或隧道7的中央位置,插座安装在供电立柱19的两侧上,插座处安装有电动卷盘18,电缆盘卷在电动卷盘18上,电缆一端与A型移动智能充电机器人8中的充电底座4连接,另一端的插头插在插座内,A型移动智能充电机器人8通过电磁导引或磁带导引给车充电时,沿着隧道7的纵轴线来回移动。当接受到后台控制系统发出充电的指令后,离所需充电窗口最近的A型移动智能充电机器人8根据指令移动到需要充电窗口下方的预定位置,A型移动智能充电机器人8升高,贴近遮板6,开关启动充电开始,充电完成后,A型移动智能充电机器人8上的智能电表的计量数据通过有线互联网或4G、5G的无线网络上传至后台服务器,A型移动智能充电机器人8在给新能源汽车充电的同时,自身上的锂电池也在进行充电,锂电池所耗电量不计入在A型移动智能充电机器人8的智能电表当中,在没有接收到新指令的情况下,电动卷盘收回电缆,A型移动智能充电机器人8又回原位待命,充电过程结束。
参阅附图7~12,所述间接供电的方式,是指为B型移动智能充电机器人11或18提供电力,B型移动智能充电机器人11或18身上的充电底座4不通过连接供电系统的供电电缆直接供电,而是通过B型移动智能充电机器人11或18身上的集电杆13获取电力的方式间接地为B型移动智能充电机器人11或18供电。在隧道7纵轴线或者隧道7的侧面架设有供电电缆15,供电电缆由绝缘体支架16支撑于隧道7的地面基座17或墙面上,由隧道7地面供电电缆15提供电力的是B型移动智能充电机器人11,由隧道7墙面的供电电缆15提供电力的是B型移动智能充电机器人18,所述集电杆13与供电电缆15相接触的顶部为U型结构的槽14或者为闭合的环状结构,所述U型槽14里内安装着石墨滑块,供电电缆15在U型槽14中与石墨滑块摩擦获取电力,集电杆13安装在B型移动智能充电机器人11的电动移动平台的弹簧支架12上,弹簧支架12与集电杆13通过弹簧牵拉,弹簧的弹簧力作用把集电杆13与供电电缆15紧密接触,集电杆13的U型槽头部14和集电杆13绝缘,导电线在U型槽头部14上固定,通过集电杆13内导入B型移动智能充电机器人11或18中充电底座4的控制系统,B型移动智能充电机器人11或18在隧道7的中央沿直线做来回移动为停在隧道上方需要充电的车进行充电,来回移动过程当中,在弹簧的弹力作用,集电杆13的U型槽头部14与供电电缆15时刻紧密地搭接在一起。当接受到后台控制系统发出充电的指令后,离所需充电窗口最近的B型移动智能充电机器人11或18根据指令移动到需要充电窗口下方的预定位置,B型移动智能充电机器人11或18升高,贴近遮板6,开关启动充电开始,充电完成后,B型移动智能充电机器人11或18上的智能电表的计量数据通过有线互联网或4G、5G的无线网络上传至后台服务器,B型移动智能充电机器人11或18在给新能源汽车充电的同时,自身上的锂电池也在进行充电,锂电池所耗电量不计入在B型移动智能充电机器人11或18的智能电表当中,在没有接收到新指令的情况下,B型移动智能充电机器人11或18又回原位待命,充电过程结束。

Claims (10)

1.一种动态无线充电的智慧型交通路口,其中包含有充电底座或移动智能充电机器人、车牌号支付缴费系统、供电系统、供电电缆、智能语音声控系统、车牌自动识别系统、地磁感应器,所述的充电底座是一个扁平箱体结构,形状为圆形或长方形或四方形的几何形状,其面积<2㎡,充电底座顶面是一块高强度、耐冲击、耐腐蚀、容易传导的面板,外壳材质为不锈钢或铝合金,充电底座内装有无线充电装置中的能量发送装置,所述的无线充电装置采用的是无线充电技术进行充电的装置,所述无线充电技术是指具有电池的装置不需要借助于电导线,而是利用电磁波感应原理或者其他的交流感应技术,在发送端和接收端采用相应的设备来发送和接收产生感应的交流信号来进行充电的技术,从而来实现能量的无线传输,其有感应式、磁共振式、微波传输式、电场耦合式4种不同的类型,所述的移动智能充电机器人属于AGV、自动导引运输车中的一种类型,其装备有电磁或光学等自动导引装置,由AGV系统控制,能够自行沿规定的导引路径行驶,具有安全保护功能和负载的车辆,其中主要由充电底座、电动移动平台、电动机、锂电池、智能电表、电动的升降支柱或升降平台、轮子、铝合金板所构成,所述的电动机是一种把电能转换成机械能的设备,其种类包含了按工作电源类别来划分的直流电机和交流电机两大类型的电动机,所述移动智能充电机器人的充电底座是安放在电动移动平台上,所述电动移动平台采用不锈钢或铝合金材质制成,由电动机驱动,电动机由平台上的锂电池供电,所述电动移动平台采用电磁轨道或者车轮移动方式,所述电动的升降支柱或升降平台固定安装在移动电动平台上,电动的升降支柱顶端焊接或螺栓连接有块铝合金板,充电底座底部焊接或螺栓固定在铝合金板或升降平台上,电动移动平台底部安装有滚动的轮子,由此形成A型移动智能充电机器人,根据为移动智能充电机器人供电方式的不同,在A型移动智能充电机器人的基础上,加装了采电杆的称为B型移动智能充电机器人,充电底座或每一种类型的移动智能充电机器人都采用红外数据传输或无线射频识别控制(RFID)技术的智能遥控开关分别控制移动智能充电机器人或充电底座内的所有开关的启动或关闭;充电底座或每一种类型的移动智能充电机器人都安装有采用CAN通讯的接口,其中的控制器与集中器利用CAN总线进行数据交互,集中器与服务器平台利用物联网或有线互联网或4G、5G的无线网络进行数据交互;充电底座或每一种类型移动智能充电机器人中的能量发送装置连接有功率输送组件,所述功率输送组件具有用于输送功率的多个输送侧线圈以及用于接通或断开输送侧线圈操作的开关,充电底座或每一种类型移动智能充电机器人里还具有一个筛选实现最高功率输送效率组合的判定功能,用于执行和控制功率输送侧线圈和接收侧线圈组成一个最佳配对,以达到充电效率的高效,缩短充电的时间;充电底座或每一种类型移动智能充电机器人都通过新能源汽车电池管理系统(BMS)发出的充电需求进行自动适配充电;BMS和充电底座或每一种类型移动智能充电机器人之间通过CAN总线进行实时通信,其特征在于:本发明采用充电底座或移动智能充电机器人的无线充电模式,以不同的方式分别为行驶于车道上的新能源汽车进行动态充电;充电底座固定安装于车道与地面平行,移动智能充电机器人安放于车道下的隧道内来回移动;为移动智能充电机器人提供电力的供电方式有直接供电和间接供电两种不同的类型。
2.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述充电底座固定安放于车位的充电模式有两种不同的类型,第一种类型是指在N条车道的每条车道地面上每间隔L的间距安装一个独立的充电底座,每条车道都预留有S个安装充电底座的位置,充电底座共有N*S个,所述L的间距是指两个充电底座中心点的直线距离,L<10m;第二种类型是指在N条车道的每条车道上把每个独立的充电底座首尾相连安装成一条线,每条车道共有W个独立的充电底座,充电底座的总数为N*W个,每个独立的充电底座安放在一个箱体内与其形成一体并预埋在车道上而且其顶面与车道地面平行,所述每个充电底座的底部或侧面连接有供电电缆,每个充电底座供电电缆的智能开关集中在一个开关控制柜中,智能开关由智能开关控制系统自动开闭,智能电表安放于充电底座下的箱体内或开关控制柜里,对车位的充电底座耗电电量进行计量,所述箱体的材质为钢筋混凝土或铝合金或不锈钢材,形状与充电底座相同,N、S、W为单数或偶数的倍数值。
3.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述采用移动智能充电机器人的充电模式,是指通过安放于N条车道下面的隧道内的移动智能充电机器人为新能源汽车充电的模式,所述的隧道是构建在车道下的一个箱体结构,采用钢筋混凝土建造,在隧道的顶部每条车道预定的充电位置上都安装有一个与车道地面平行的充电窗口,窗口的面积为充电底座面积的1.0~2.0倍,其上安装有块遮板,采用螺栓固定遮板,以便对移动智能充电机器人的维护和检修,所述遮板的材质与充电底座顶部面板的一致,每个窗口的正下方都预埋有定位装置或引导装置,所述的引导装置包含了电磁导引或磁带导引或电脉冲信号或激光发射器,所述移动智能充电机器人与供电系统的连接有直接供电和间接供电的两种不同方式,采用直接供电模式的隧道是安置在与车道垂直的方向;采用间接供电模式的隧道是安置在与车道平行的方向,不论采用那种供电模式,充电窗口的排列方式有两种不同的类型,第一种是间隔型排列;第二种是首尾相连型排列,第一种类型是指在N条车道的每条车道地面上每间隔F的间距安装一个独立的充电窗口,所述F的间距是指两个充电窗口中心点的直线距离,F<10m;第二种类型是指在N条车道的每条车道上把每个独立的充电窗口首尾相连安装成一条线。
4.根据权利要求1或3所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述直接供电方式的隧道是沿着车道的垂直方向开挖,把N条车道横向贯通一起,开挖有X条隧道,共有N*X个充电窗口,所述直接供电方式是为A型移动智能充电机器人供电,每条隧道内安装有A型移动智能充电机器人、电动卷盘、电缆、插座、插头或供电立柱,插座的安装方式有三种,第一种是分别安装在隧道两端墙体上的方式;第二种是安装在供电立柱上的方式,供电立柱安装在N条车道下方或隧道的中央位置;第三种是两者并用的方式,插座安装在供电立柱的两侧上,插座处安装有电动卷盘,电缆盘卷在电动卷盘上,电缆一端与A型移动智能充电机器人中的充电底座连接,另一端的插头插在插座内,A型移动智能充电机器人通过电磁导引或磁带导引给车充电时,沿着隧道的纵轴线来回移动,每条隧道内布置有M台A型移动智能充电机器人,所述X、M是单数或偶数的倍数值。
5.根据权利要求1或3所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述间接供电方式的隧道是沿着N条车道的每条车道的纵向开挖与车道平行,共有N条隧道,每条车道共有K个充电窗口,总数为N*K个,所述间接供电方式是为B型移动智能充电机器人供电,B型移动智能充电机器人身上的充电底座不通过连接供电系统的电缆线直接供电,而是通过B型移动智能充电机器人身上的采电杆获取电力的方式间接地为B型移动智能充电机器人供电,在隧道纵轴线或者隧道的侧面墙体上架设有供电电缆,供电电缆的截断面为希腊之母Ω形状或圆形或多边形的几何形状,由绝缘体的Y型支架支撑于隧道的地面基座或墙面上,采电杆与供电电缆相接触的顶部为U型结构的槽或者为闭合的环状结构,所述U型槽里内安装着石墨滑块,供电电缆在U型槽中与石墨滑块摩擦获取电力,采电杆安装在B型移动智能充电机器人的电动移动平台的弹簧支架上,弹簧支架与采电杆通过弹簧牵拉,弹簧的弹簧力作用把采电杆的U型槽头部与供电电缆紧密地搭接在一起,所述弹簧支架在电动移动平台的安装有两种方式,第一种方式是安装在平台的底部,其上的采电杆采集的是来自安装在隧道地面上供电电缆的电力;第二种方式是安装在平台上部,其上的采电杆采集的是来自安装在隧道侧面墙上供电电缆的电力;所述采电杆的U型头部和采电杆绝缘,导电线在U型头部上固定,通过采电杆内导入B型移动智能充电机器人中充电底座的控制系统,B型移动智能充电机器人在隧道的中央沿直线来回移动为停在隧道上方需要充电的车进行充电,所述间接供电方式的B型移动智能充电机器人共有Q台,所述Q、K为单数或偶数的倍数值。
6.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述车牌号支付,是指车牌号、手机号、姓名的相关信息与移动支付账号或信用卡绑定,车牌号就成为移动支付的付款码,由车牌自动识别系统辨认车牌,充电完成后中央控制系统会直接从移动支付账号扣款,不再需要车主进行手动操作支付的无接触缴费支付方式。
7.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述的供电系统有三类型,其一是完全采用燃煤发电的市电供电;其二是完全采用新能源供电;其三是采用新能源电源和燃煤发电的市电双电源供电,所述双电源供电,是在充电车道的周边内安装有新能源的光伏或风光互补发电装置,新能源并网发电,充电时优先使用新能源发电,新能源发电不足再使用市电的一种供电系统。
8.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述AGV控制系统包含有地面、上位的控制系统、车载、单机的控制系统、导航、导引的控制系统,其中,地面控制系统指AGV系统的固定设备,主要负责任务分配,移动智能充电机器人调度,路径、路线的管理,交通管理等功能;车载控制系统在收到上位系统的指令后,负责移动智能充电机器人的导航计算,导引和实现移动智能充电机器人行走等功能;导航、导引的控制系统为移动智能充电机器人提供系统绝对或相对位置及航向。
9.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述车牌自动识别系统是车辆驶入车牌摄像机识别区域,触发地感线圈或虚拟线圈,车牌识别系统自动获取车辆的的图像并识别出车牌号,然后通过检索数据库得出车辆类别的系统。
10.根据权利要求1所述的一种动态无线充电的智慧型交通路口,其特征在于:所述的地磁感应器是指各向异性磁阻传感器由薄膜合金制成,利用载流磁性材料在外部磁场存在时电阻特性将会改变的原理来进行磁场变化测量的器械,包括了地磁传感器和地磁检测器。
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