CN110979043A - 高速公路电动汽车移动即时充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于高速公路即时充电技术领域，提供了一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，包括若干组对称设置的光伏发电装置、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，所述光伏发电装置包括光伏板、底板和放电线圈，所述放电线圈设有若干圈，且所述对称设置的光伏发电装置的放电线圈相对设置；所述传输转换装置包括逆变器和变压器，且所述逆变器两端分别连接光伏板和变压器，所述变压器连接放电线圈和社会电网。借此，本发明能够实现对电动汽车的实时充电，提高充电效率，降低充电排队时间，延长使用时间。

Description

高速公路电动汽车移动即时充电系统

技术领域

本发明涉及高速公路即时充电技术领域，尤其涉及一种高速公路电动汽车移动即时充电系统。

背景技术

截止2019年底，中国国内高速公路通车里程超过14万公里，达到14.26万公里位居世界第一。充电汽车保有量310万辆，与2018年底相比，增加120万辆，同比增长38.7％。根据国际能源署估计，到2030年，全球的电动汽车将达到1.25亿辆，中国和欧洲将成为两个最大的市场。电动汽车作为新能源汽车，是未来的发展趋势，但电动汽车无疑有一天生的缺陷，一次充电可行驶里程短，途中充电等待时间长。目前高速路中仅有不多的几处服务区建有充桩，随着电动汽车的普及，可以在未来一两年内，高速公路服务区内等待充电的电动汽车会出现排队长龙的情景。

申请号为CN201320537159.8的文件公开了一种基于太阳能光伏供电的行驶电动汽车无线充电装置，光伏直流电经初级变换器进行高频逆变变换后，该交流电输送至无线充电发射端，无线充电发射端发出的脉冲电磁能被车载无线充电接收端接收，并闪存到车载充放电超级电容模块，超级电容模块获得的电荷能经次级变换器及车载充电器向车载蓄电池充电，完成整个电动汽车的充电过程。

申请号为CN201811113941.0的文件公开了一种用于可为过往车辆在线充电的高速公路上下行隔离装置，其可以通过光伏薄膜进行发电，对高速公路上过往车辆进行在线充电，并可为其他用电装置进行供电。

申请号 CN201810371690.X的文件公开了一种光伏公路系统及无线充电汽车，其通过将光伏公路模块设置于路面下方，并通过所述光伏公路系统的发射线圈以及无线充电汽车的接收线圈，将由太阳能转换成的电能传递至目标车辆，充分利用了清洁能源、并减少了废气的排放，实现了绿色出行。

以上公开文件均采用了无线传输技术实现对电动汽车的无线充电，但是存在以下几个问题：一、在对电动汽车行驶过程中进行无线充电时，安装成本高，同时由于其放电及接收装置之间具有较长距离，容易造成充电电流的不稳定性，进而对电动汽车电瓶造成损坏；二、光伏板位置固定，无法实现高效率的光能转换。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，其可以实现电动汽车行驶过程中的无线充电，降低排队时间，提高工作效率，同时能够有效保证充电质量及充电效率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，包括若干组对称设置的光伏发电装置、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，所述光伏发电装置包括光伏板、底板和放电线圈，所述放电线圈设有若干圈，且所述对称设置的光伏发电装置的放电线圈相对设置；所述传输转换装置包括逆变器和变压器，且所述逆变器两端分别连接光伏板和变压器，所述变压器连接放电线圈和社会电网。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述光伏发电装置为东西向发电装置，所述东西向发电装置的光伏板和放电线圈分别位于底板两侧，且所述底板通过固定装置连接地面，所述固定装置为支撑板或固定架。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述底板上设有容纳放电线圈的限位槽，且所述放电线圈卡接限位槽或通过固定螺栓或粘接限位槽，所述放电线圈圈数与输出电源成正比。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述光伏发电装置为南北向发电装置，所述南北向发电装置包括转换单元和放电单元，所述转换单元包括光伏板和第一底板，所述放电单元包括放电线圈和第二底板，且转换单元和放电单元呈垂直设置。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述南北向发电装置通过固定装置连接地面，所述固定装置包括上固定板和下固定板，且所述上固定板和下固定板上均设有固定孔，所述转换单元和放电单元位于上固定板和下固定板之间，且所述第一底板和第二底板上设有与固定孔相匹配的固定柱，所述第一底板和第二底板上方设有限位孔，所述上固定板上设有与限位孔相匹配的通孔，且所述通孔内安装有固定件。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述第二底板上设有容纳放电线圈的限位槽，且所述放电线圈卡接限位槽或通过固定螺栓或粘接限位槽，所述放电线圈圈数与输出电源成正比。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述对称设置的光伏发电装置分别位于高速公路边侧护栏和中心绿化带上。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述光伏板通过12v输出电源线连接逆变器，所述放电线圈通过2千赫兹输入电源线连接逆变器。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述光伏发电装置间隔距离为1米，所述传输转换装置间隔距离为250米。

根据本发明的高速公路电动汽车移动即时充电系统，所述变压器通过双向输送电源线连接社会电网。

本发明提供了一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，包括若干组对称设置的光伏发电装置、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，通过光伏发电装置实现光能的有效转换，使其实现电流的有效传输，同时利用传输转换装置对所转换的电能进行升压增伏，达到特斯拉效果，进而实现电动汽车在行驶过程中的有效充电。所述光伏发电装置包括光伏板、底板和放电线圈，所述放电线圈设有若干圈，且所述对称设置的光伏发电装置的放电线圈相对设置，通过光伏板实现光能的转换，同时利用对称的放电线圈使其组合形成特斯拉效应的基本位置关系，进而提高转换后的电流经放电线圈后实现有效放电；所述传输转换装置包括逆变器和变压器，且所述逆变器两端分别连接光伏板和变压器，所述变压器连接放电线圈和社会电网，通过逆变器和变压器实现对光能转换电能后的升压增伏，进而使其电压符合放电电流，便于实现对电动车的有效充电，提高充电效率。本发明的有益效果：通过相对的放电线圈实现特斯拉效应，便于对行驶在放电线圈内的电动汽车实现行驶充电，进而降低排队充电时间，提高充电效率和充电质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中东西向发电装置一侧的结构示意图。

图3是本发明中东西向发电装置另一侧的结构示意图。

图4是本发明中南北向发电装置的结构示意图。

图5是本发明中转换单元的结构示意图。

图6是本发明中放电单元的结构示意图。

图7是本发明中电流传输结构示意图。

图8是本发明中南北向发电装置的安装结构示意图。

图9是图8中A部的放大结构示意图。

图10是本发明中东西向发电装置的安装结构示意图。

图11是图10中B部的放大结构示意图。

在图中，1-光伏发电装置，11-光伏板，111-输出电源线，12-底板，121-固定柱，122-限位孔，13-放电线圈，131-输入电源线，21-上固定板，22-下固定板，23-固定孔，24-通孔，31-逆变器，32-变压器，4-高速公路，5-中心绿化带，6-社会电网，7-转换单元，71-第一底板，8-放电单元，81-第二底板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1~3，本发明提供了一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，包括若干组对称设置的光伏发电装置1、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，通过光伏发电装置1实现光能的有效转换，使其实现电流的有效传输，同时利用传输转换装置对所转换的电能进行升压增伏，达到特斯拉效果，进而实现电动汽车在行驶过程中的有效充电。所述光伏发电装置1包括光伏板11、底板12和放电线圈13，所述放电线圈13设有若干圈，且所述对称设置的光伏发电装置1的放电线圈13相对设置，通过光伏板11实现光能的转换，同时利用对称的放电线圈13使其组合形成特斯拉效应的基本位置关系，进而提高转换后的电流经放电线圈13后实现有效放电；所述传输转换装置包括逆变器31和变压器32，且所述逆变器31两端分别连接光伏板11和变压器32，所述变压器32连接放电线圈13和社会电网6，通过逆变器31和变压器32实现对光能转换电能后的升压增伏，进而使其电压符合放电电流，便于实现对电动车的有效充电，提高充电效率。

优选的是，本发明的光伏发电装置为东西向发电装置，所述东西向发电装置的光伏板11和放电线圈13分别位于底板12两侧，且所述底板12通过固定装置连接地面，所述固定装置为支撑板或固定架，利用支撑板或固定架实现对东西向发电装置位置的限定，使其实现有效的光能转换，提高转换效率。

另外，如图3所示，本发明的底板12上设有容纳放电线圈13的限位槽，且所述放电线圈13卡接限位槽或通过固定螺栓或粘接限位槽，所述放电线圈3圈数与输出电源成正比，利用限位槽实现对放电线圈13位置的有效固定，同时采用不同圈数的放电线圈13实现不同伏数的电流释放，扩大其使用范围。

进一步的，如图4~6所示，本发明的光伏发电装置为南北向发电装置，所述南北向发电装置包括转换单元7和放电单元8，所述转换单元7包括光伏板11和第一底板71，所述放电单元8包括放电线圈13和第二底板81，且转换单元7和放电单元8呈垂直设置，利用垂直设置的转换单元7和放电单元8，实现南北向高速公路上光伏发电装置的有效安装，提高光伏板11的有效光能转换。

更好的，如图4所示，本发明的南北向发电装置通过固定装置连接地面，所述固定装置包括上固定板21和下固定板22，且所述上固定板21和下固定板22上均设有固定孔23，所述转换单元7和放电单元8位于上固定板21和下固定板22之间，且所述第一底板71和第二底板81上设有与固定孔23相匹配的固定柱121，所述第一底板71和第二底板81上方设有限位孔122，所述上固定板21上设有与限位孔122相匹配的通孔，且所述通孔内安装有固定件，通过固定装置实现对转换单元7和放电单元8角度的调节，使其能够实现有效光能转换的同时，能够保证放电单元8始终相对设置，实现有效放电。通过固定孔23和与之相匹配的固定柱121，使第一底板71和第二底板81能够沿固定孔23实现旋转，同时利用固定件插接在固定孔23和限位孔122内实现对第一底板71和第二底板81角度的限定，该处固定件可以采用插销。

实施例一：将对称的光伏发电装置1安装在高速公路4上，由于高速公路4包括对向的车道，因此在安装时，对称的光伏发电装置1分别安装在A侧和B侧，同向车道对称安装的光伏发电装置1为一组，以中心绿化带5或中心护栏为隔断，安装有两组对称的光伏发电装置1，分别为A侧、B侧的正向光伏发电装置和位于C侧、D侧的反向光伏发电装置，正向光伏发电装置和反向光伏发电装置均通过电源线连接位于中心绿化带5或中心护栏上的逆变器31和变压器32，光伏发电装置1间隔距离为1米，通过实验发现，光伏发电装置1间隔距离为1米时，其所产生的电流能够保证有效传输，较短或较长距离时，电流容易出现扰流现象或输送间隔时间过长现象，影响无线充电效率。传输转换装置间隔距离为250米，通过每隔250米安装一传输转换装置，能够实现电流的有效转换，保证电源充足。在白天天气比较晴朗，太阳光照比较强的情况下，光伏板11发电效率高，光伏板11通过12v输出电源线111连接逆变器，所述放电线圈13通过2千赫兹输入电源线131连接变压器32，白天光伏板11转换的电能经逆变器31和变压器32实现升压，将其12伏电流升压至220伏，然后由输入电源线131输入到放电线圈13内，通过对称设置的放电线圈13实现特斯拉效应，该处特斯拉效应形成原理属于现有技术，在此不详细描述。传输转换装置每隔250米安装一个，光伏发电装置1每隔一米安装一组（即对称的两个），在对向高速公路4上，一米间隔的光伏发电装置1安装有两组（即四个光伏发电装置），因此两个传输转换装置3之间的250米距离可以对1000个光伏发电装置1实现电流的有效转换，进而保证电流的有效传输，提高电动汽车的充电效率和充电质量。由于对称的放电线圈13在220伏电流的作用下，能够产生放电效应，因此在经过该区域的电动汽车，可以通过位于电动汽车上的接收装置实现对电流的接收存储，该处电动汽车接收电流进行存储，其原理与手机无线充电原理相同，在此不详细描述其工作原理。变压器32通过双向输送电源线连接社会电网6，通过双向输送电源线，实现变压器32和社会电网6的双向输送，一是在转化电流充足的情况下输送至社会电网6使用，降低成本输出，二是在天气不好或是晚上需要电流时，社会电网6能够反向输送，保证对电动汽车的有效充电。

实施例二：将对称的光伏发电装置1安装在南北向高速公路上，由于高速公路4包括对向的车道，因此在安装时，对称的光伏发电装置1分别安装在A侧和B侧，同向车道对称安装的光伏发电装置1为一组，以中心绿化带5或中心护栏为隔断，安装有两组对称的光伏发电装置1，分别为A侧、B侧的正向光伏发电装置和位于C侧、D侧的反向光伏发电装置1。由于我国处于北半球，光线照射朝向为北向，因此，需要使光伏板11朝向为南向，方可实现对光能的有效转换。为了提高南北向高速公路上的光能转换效率，在南北向高速公路上安装光伏发电装置1时，通过固定装置来对其位置进行固定和调节。如图4、图8和图9所示，所述南北向发电装置包括转换单元7和放电单元8，所述转换单元7包括光伏板11和第一底板71，所述放电单元8包括放电线圈13和第二底板81，且转换单元7和放电单元8呈垂直设置，固定装置包括上固定板21和下固定板22，且所述上固定板21和下固定板22上均设有固定孔23，所述转换单元7和放电单元8位于上固定板21和下固定板22之间，且所述第一底板71和第二底板81上设有与固定孔23相匹配的固定柱121，所述第一底板71和第二底板81上方设有限位孔122，所述上固定板21上设有与限位孔122相匹配的通孔24，且所述通孔24内安装有固定件，通过固定孔23、固定柱121、限位孔122、通孔24和固定件，实现对光伏板11和放电线圈13位置的调节，比如附图8的高速公路4为南北向高速公路，上为南，下为北，在安装光伏放电装置1时，如图9所示，需要使A侧的光伏板11朝向为上，放电线圈13朝右；B侧的光伏板11朝向为上，放电线圈13朝左；C侧的光伏板11朝向为上，放电线圈13朝右；D侧的光伏板11朝向为上，放电线圈13朝左，以此保证光伏板11具有最高效的光伏转换效率，同时又能保证放电线圈13的相对放电，形成特斯拉效应。为了降低人工操作，该处还可使固定柱121连接一电机输出端，利用远程遥控电机旋转，同时实现定时功能，进而能够保证对光伏发电装置1角度的有效调节，提高工作效率和工作质量，该处远程对电机的旋转进行遥控，其工作原理为现有技术，比如遥控汽车上的电机正反转，本申请中采用该遥控原理实现对电机旋向进行控制，与现有技术的区别点在于遥控距离及遥控信号强弱的调节，在此对其不做详细描述。

实施例三：将对称的光伏发电装置1安装在东西向高速公路上，由于高速公路4包括对向的车道，因此在安装时，对称的光伏发电装置1分别安装在A侧和B侧，同向车道对称安装的光伏发电装置1为一组，以中心绿化带5或中心护栏为隔断，安装有两组对称的光伏发电装置1，分别为A侧、B侧的正向光伏发电装置和位于C侧、D侧的反向光伏发电装置。比如图10的高速公路4为东西向高速公路，上为西、下为东，左为南，右为北，安装后的光伏发电装置1，A侧的光伏板11朝向为南（即左），而与之对称的B侧的光伏板11朝向为北（即为右），C侧的光伏板11朝向为南（即左），而与之对称的D侧的光伏板11朝向为北（即为右），此时，由于B侧和D侧的光伏板11均朝向为北，与北半球的光线照射朝向一致，因此会出现光能转换效率低的现象，影响正常的放电线圈13放电。对此，如图11所示，可以将B侧和D侧的东西向发电装置替换为南北向发电装置，同时利用固定装置对其光伏板11的位置进行调节，使其朝向为南（即左），以此来增加光伏板11的发电效率，提高对放电线圈13的有效放电，进而保证行驶电动汽车的有效充电。为了降低人工操作，该处还可使固定柱121连接一电机输出端，利用远程遥控电机旋转，同时实现定时功能，进而能够保证对光伏发电装置1角度的有效调节，提高工作效率和工作质量，该处远程对电机的旋转进行遥控，其工作原理为现有技术，比如遥控汽车上的电机正反转，本申请中采用该遥控原理实现对电机旋向进行控制，与现有技术的区别点在于遥控距离及遥控信号强弱的调节，在此对其不做详细描述。

实施例四：双向高速公路4中间会安装有中心绿化带5或中心护栏，以此来实现间隔，当以中心护栏为间隔时，由于中心护栏相互之间具有一定间隙，不具备中心绿化带5的封闭式遮挡，此时可以通过在高速公路4两侧上安装光伏发电装置1来实现对双向车道上的电动汽车的有效充电，即在A侧和D侧安装对称的光伏发电装置1，其安装形式也分东西向高速公路和南北向高速公路，具体安装方式参照实施二和实施例三。

通过上述实施例一~四的安装方式，能够根据高速公路4的不同朝向实现光能与电能的有效转换，进而保证对行驶在高速公路4上的电动汽车进行实时充电，降低排队时间，提高充电效率。

综上所述，本发明提供了一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，包括若干组对称设置的光伏发电装置、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，所述光伏发电装置包括光伏板、底板和放电线圈，所述对称设置的光伏发电装置的放电线圈相对设置，且位于路面两侧，所述光伏板和放电线圈分别位于底板两侧，且所述放电线圈设有若干圈，所述光伏发电装置通过固定装置连接护栏，利用对称的光伏发电装置，使光伏板所吸收的电能实现有效转换后经相对的放电线圈实现特斯拉效应，便于对经过相对放电线圈内的电动汽车实现充电，进而降低排队时间，提高行驶里程；所述传输转换装置包括逆变器和变压器，且所述逆变器两端分别连接光伏板和变压器，所述变压器连接放电线圈和社会电网，通过逆变器和变压器实现电流的增压及转换，便于使其实现电流对电动汽车的有效充电，提高其充电效率和充电质量。本发明的有益效果：通过相对的放电线圈实现特斯拉效应，便于对行驶在放电线圈内的电动汽车实现行驶充电，进而降低排队充电时间，提高充电效率和充电质量。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，包括若干组对称设置的光伏发电装置、固定装置、传输转换装置和位于电动汽车上的接收装置，所述光伏发电装置包括光伏板、底板和放电线圈，所述放电线圈设有若干圈，且所述对称设置的光伏发电装置的放电线圈相对设置；

所述传输转换装置包括逆变器和变压器，且所述逆变器两端分别连接光伏板和变压器，所述变压器连接放电线圈和社会电网。

2.根据权利要求1所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述光伏发电装置为东西向发电装置，所述东西向发电装置的光伏板和放电线圈分别位于底板两侧，且所述底板通过固定装置连接地面，所述固定装置为支撑板或固定架。

3.根据权利要求2所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述底板上设有容纳放电线圈的限位槽，且所述放电线圈卡接限位槽或通过固定螺栓或粘接限位槽，所述放电线圈圈数与输出电源成正比。

4.根据权利要求1所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述光伏发电装置为南北向发电装置，所述南北向发电装置包括转换单元和放电单元，所述转换单元包括光伏板和第一底板，所述放电单元包括放电线圈和第二底板，且转换单元和放电单元呈垂直设置。

5.根据权利要求4所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述南北向发电装置通过固定装置连接地面，所述固定装置包括上固定板和下固定板，且所述上固定板和下固定板上均设有固定孔，所述转换单元和放电单元位于上固定板和下固定板之间，且所述第一底板和第二底板上设有与固定孔相匹配的固定柱，所述第一底板和第二底板上方设有限位孔，所述上固定板上设有与限位孔相匹配的通孔，且所述通孔内安装有固定件。

6.根据权利要求4所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述第二底板上设有容纳放电线圈的限位槽，且所述放电线圈卡接限位槽或通过固定螺栓或粘接限位槽，所述放电线圈圈数与输出电源成正比。

7.根据权利要求1所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述对称设置的光伏发电装置分别位于高速公路边侧护栏和中心绿化带上。

8.根据权利要求7所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述光伏板通过12v输出电源线连接逆变器，所述放电线圈通过2千赫兹输入电源线连接逆变器。

9.根据权利要求8所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述光伏发电装置间隔距离为1米，所述传输转换装置间隔距离为250米。

10.根据权利要求9所述的高速公路电动汽车移动即时充电系统，其特征在于，所述变压器通过双向输送电源线连接社会电网。

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