CN112721681A - 快速充电系统 - Google Patents

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Abstract

一种快速充电系统，包括电磁式充电靶条、电磁吸收及转换靶片和靶片自动切换站；电磁式充电靶条设于公路的护栏上，电磁式充电靶条用于和电源连接，电磁式充电靶条用于将电能转换为电磁能；电磁吸收及转换靶片用于安装于电动车的侧面，电磁吸收及转换靶片用于吸收电磁式充电靶条发射的电磁能，并将电磁能吸收并转换为电能用于给电动车的电池组充电；靶片自动切换站用于存储电磁吸收及转换靶片，靶片自动切换站用于跟随电动车移动，并将电磁吸收及转换靶片在电动车上进行安装或卸载。上述快速充电系统，可以实现不停车长距离行驶充电的问题，能够实现车辆在正常行驶速度无任何停车需要条件下的快速充电。不会影响司乘人员的正常驾驶时间。

Description

快速充电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种快速充电系统。
背景技术
电动车快速充电是汽车领域的重要研究内容之一。电动车电池组需要经常性地进行充电才能满足车辆的正常行驶。尤其是在高速公路30上的长距离行驶，电动车驾驶员往往存在长途电量焦虑，担心电池电量难以满足长距离长时间行驶。当前的电池技术无法满足电动车充电像加油一样快速，同时也无法满足充电一次行驶上千公里的要求。因此当前的电动车发展遇到了电池技术无法满足要求的瓶颈。
解决该问题的潜在方案很多，如发展石墨烯电池技术，提高单位体积电池的储存电量，满足车辆一天的极限用电需求。再比如进行电池组快速更换技术，通过模块化设计将各种车辆的电池组设计成统一形式，以快速更换电池模块的方式实现电动车电量的快速补充。还有一个方向是以超高压充电技术实现电动车电池组在一分钟内充满电量。这些技术都具有一定的推广应用价值，但在目前阶段这些技术都存在一些限制条件和瓶颈。如石墨烯高能电池目前只存在在实验室阶段，何时能够可靠地大规模商业化应用还是未知数。电池组快速更换技术需要统一的政策，同时需要解决电池组的安全性、可靠性、可维护性等问题，目前该技术存在较大的推广难度。电池组的快速充电需要较高的电压和充电装置，以目前的技术该方式尚不能大规模应用。
如何满足电动车的有效充电并节约司乘人员的时间，实现电动车的无焦虑快速行驶，是当前电动车发展领域的一大难点。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种快速充电系统，能够对电动车进行快速充电，且不会影响司乘人员的正常驾驶时间。
一种快速充电系统，包括电磁式充电靶条、电磁吸收及转换靶片和靶片自动切换站；
所述电磁式充电靶条设于公路的护栏上，所述电磁式充电靶条用于和电源连接，所述电磁式充电靶条用于将电能转换为电磁能；
所述电磁吸收及转换靶片用于安装于电动车的侧面，所述电磁吸收及转换靶片用于吸收所述电磁式充电靶条发射的电磁能，并将所述电磁能吸收并转换为电能用于给所述电动车的电池组充电；
所述靶片自动切换站用于存储所述电磁吸收及转换靶片，所述靶片自动切换站用于跟随所述电动车移动，并将所述电磁吸收及转换靶片在所述电动车上进行安装或卸载。
在一个实施例中，所述电磁式充电靶条设于公路的中间护栏的相对两侧。
在一个实施例中，所述靶片自动切换站设有检测单元和安装单元，所述检测单元用于检测所述电动车的车型，所述安装单元用于根据检测到的所述电动车的车型挑选合适的所述电磁吸收及转换靶片安装于所述电动车的侧面。
在一个实施例中，所述靶片自动切换站设于所述护栏的顶端，所述靶片自动切换站和所述护栏通过滑轨和滑块组件连接。
在一个实施例中，所述电磁吸收及转换靶片能够自动吸附至所述电动车的侧面。
在一个实施例中，所述电磁吸收及转换靶片以无线充电的方式实现对所述电动车的充电。
在一个实施例中，所述电磁式充电靶条和所述电磁吸收及转换靶片之间采用定向传输技术，所述电磁式充电靶条和所述电磁吸收及转换靶片在小于等于10米的距离内能进行电磁能传输。
在一个实施例中，所述电动车设有靶片充电接口。
在一个实施例中，所述靶片自动切换站在所述公路上间隔设置有多个。
在一个实施例中，相邻的两个所述靶片自动切换站之间的距离为5米-10米。
上述快速充电系统，电磁式充电靶条设于公路的护栏上，电磁式充电靶条用于和电源连接，电磁式充电靶条用于将电能转换为电磁能。靶片自动切换站跟随电动车移动，并将电磁吸收及转换靶片在电动车上进行安装，从而实现电动车不停车不减速条件下的完成电磁吸收及转换靶片的快速切换。电磁吸收及转换靶片在电动车快速行驶过程中以较高的效率吸收电磁式充电靶条上的电磁能，电动车通过内部转换装置将电磁能转换为电能为电动车电池组充电。因此，上述快速充电系统，能够实现电动车在高速公路上的随时充电需求，这种切换式非接触充电方式可以实现不停车长距离行驶充电的问题，能够实现车辆在正常行驶速度无任何停车需要条件下的快速充电。不会影响司乘人员的正常驾驶时间。
附图说明
图1为一实施方式的快速充电系统的整体结构示意图；
图2为一实施例的电磁式充电靶条安装于护栏的结构示意图；
图3为一实施例的电磁吸收及转换靶片的结构示意图；
图4为一实施例的靶片自动切换站的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，如“上”等指示方位或位置的关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，一实施方式的快速充电系统，包括电磁式充电靶条10、电磁吸收及转换靶片50和靶片自动切换站20。
请同时参考图2，电磁式充电靶条10设于公路30的护栏40上，电磁式充电靶条10用于和电源连接，电磁式充电靶条10用于将电能转换为电磁能。
电磁吸收及转换靶片50用于安装于电动车的侧面，电磁吸收及转换靶片50用于吸收电磁式充电靶条10发射的电磁能，并将电磁能吸收并转换为电能用于给电动车的电池组充电。
靶片自动切换站20用于存储电磁吸收及转换靶片50，靶片自动切换站20用于跟随电动车移动，并将电磁吸收及转换靶片50在电动车上进行安装或卸载。
在一个实施例中，电磁式充电靶条10靠近高速公路30的内车道。电磁式充电靶条10的材质为磁性材料。电磁式充电靶条10为侧向供能方式。进一步的，电磁式充电靶条10设于公路30的中间护栏40的相对两侧。中间护栏40的两侧可以分别设有一条通长的电磁式充电靶条10。即，电磁式充电靶条10与高速公路30内侧车道的中间隔离带固定在一起，电磁式充电靶条10沿公路30延伸方向布设。电磁式充电靶条10可以在修建高速公路30时即配置该电磁式充电靶条10，也可以对现有的高速公路30进行改造，配置该电磁式充电靶条10。
可以理解，电磁式充电靶条10固定的高度需满足各种类型的电动车的要求。电磁式充电靶条10的布置与靶片自动切换站20存在一定的空间要求，即靶片自动切换站20距离电磁式充电靶条10较近，但不能影响电动车的快速通行。
在一个实施例中，电磁吸收及转换靶片50以无线充电的方式实现对电动车的充电。具体的，电磁吸收及转换靶片50具有非接触特点，以无线充电的方式实现对电动车的快速充电。请参考图3，电磁吸收及转换靶片50还具有体积小、重量轻、模块化等特点。
在一个实施例中，电磁吸收及转换靶片50能够自动吸附至电动车的侧面。电磁吸收及转换靶片50包括转换线圈。电动车侧面设有电磁转换机构，电磁吸收及转换靶片50与电动车侧面通过电磁转换机构快速固定和剥离。
在一个实施例中，电磁式充电靶条10和电磁吸收及转换靶片50之间采用定向传输技术，电磁式充电靶条10和电磁吸收及转换靶片50在小于等于10米的距离内能进行电磁能传输。
在一个实施例中，电动车设有电磁吸收及转换靶片50充电接口。电磁吸收及转换靶片50充电接口用于将产生的电能传输给电动车电池。
电磁吸收及转换靶片50的方向可根据电动车行驶的方向进行动态调节，保证电磁式充电靶条10和电磁吸收及转换靶片50的正面相对。
在一个实施例中，靶片自动切换站20在公路30上间隔设置有多个。进一步的，相邻的两个靶片自动切换站20之间的距离为5米-10米。从而满足电动车的随时充电和断电要求。
为了满足不同的车型，靶片自动切换站20内部包含各类电磁吸收及转换靶片50。
请参考图4，在一个实施例中，靶片自动切换站20设于护栏40的顶端，靶片自动切换站20和护栏40通过滑轨和滑块组件连接。具体的，靶片自动切换站20底部设有滑块，护栏40顶部设有滑轨。进一步的，靶片自动切换站20外部有五十米长度的导轨。
在一个实施例中，靶片自动切换站20包括机械手。机械手用于对电动车进行电磁吸收及转换靶片50的安装和拆卸。
在一个实施例中，靶片自动切换站20设有检测单元和安装单元，检测单元用于检测电动车的车型，安装单元用于根据检测到的电动车的车型挑选合适的电磁吸收及转换靶片50安装于电动车的侧面。具体的，快速行驶的电动汽车靠近内侧车道及靶片自动切换站20时，靶片自动切换站20能够选择与车型相符的电磁吸收及转换靶片50跟车快速移动，达到与电动车相同速度后机械手将电磁吸收及转换靶片50快速与电动车对接，电磁吸收及转换靶片50快速附着到电动车的特定位置。这个过程中机械手快速随电动车运动，车辆始终以较高的速度，如100km/h，快速行驶，从而实现电动车不停车不减速条件下的快速切换。当电磁吸收及转换靶片50安装完毕，靶片自动切换站20停止移动。当电动车完成充电或电动车到达目的地时，电动车给出完成充电的信号后，靶片自动切换站20将电磁吸收及转换靶片50从电动车上摘除。
具体的，靶片自动切换站20可以根据不同高度的车辆选择不同的电磁吸收及转换靶片50，实现车辆在行驶过程中电磁吸收及转换靶片50与电磁式充电靶条10的正面对应。
具体的，机械手通过几十米长的快速循环导轨实现随车运动，机械手只需要将电磁吸收及转换靶片50靠近或远离电动车相关位置即可实现快速切换。
上述靶片自动切换站20采用无人自动化配置，通过车型识别并选择相应的电磁吸收及转换靶片50，以短距离跟跑的行驶实现电磁吸收及转换靶片50的快速切换，满足车辆不减速条件下的快速充电。
上述快速充电系统，电磁式充电靶条10设于公路30的护栏40上，电磁式充电靶条10用于和电源连接，电磁式充电靶条10用于将电能转换为电磁能。靶片自动切换站20跟随电动车移动，并将电磁吸收及转换靶片50在电动车上进行安装，从而实现电动车不停车不减速条件下的完成电磁吸收及转换靶片50的快速切换。电磁吸收及转换靶片50与电动车之间采用接触连接，电磁吸收及转换靶片50与电磁式充电靶条10之间为非接触连接。电磁吸收及转换靶片50采用定向吸能技术实现电动车在快速运动过程中以较高的效率吸收电磁式充电靶条10上的电磁能。电动车通过内部转换装置将电磁能转换为电能为电动车电池组充电。
上述快速充电系统，能够实现电动车在高速公路30上的随时充电需求，这种切换式非接触充电方式可以实现不停车长距离行驶充电的问题，能够实现车辆在正常行驶速度无任何停车需要条件下的快速充电。
上述快速充电系统，具有现实可操作性，能够在现有基础条件基础上大大提高电动车的远距离长时间高速公路快速行驶。能够满足电动车在快速行驶的过程中边行驶边充电，节约驾驶员的时间。同时采用电磁式充电技术能够满足电动车随时靠近内车道充电和随时切出内车道正常变道和上下高速公路。这种充电方式能够满足整个车道上的电动车的充电需求，极大提高系统的效率。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速充电系统，其特征在于，包括电磁式充电靶条、电磁吸收及转换靶片和靶片自动切换站；
所述电磁式充电靶条设于公路的护栏上，所述电磁式充电靶条用于和电源连接，所述电磁式充电靶条用于将电能转换为电磁能；
所述电磁吸收及转换靶片用于安装于电动车的侧面，所述电磁吸收及转换靶片用于吸收所述电磁式充电靶条发射的电磁能，并将所述电磁能吸收并转换为电能用于给所述电动车的电池组充电；
所述靶片自动切换站用于存储所述电磁吸收及转换靶片，所述靶片自动切换站用于跟随所述电动车移动，并将所述电磁吸收及转换靶片在所述电动车上进行安装或卸载。
2.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述电磁式充电靶条设于公路的中间护栏的相对两侧。
3.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述靶片自动切换站设有检测单元和安装单元，所述检测单元用于检测所述电动车的车型，所述安装单元用于根据检测到的所述电动车的车型挑选合适的所述电磁吸收及转换靶片安装于所述电动车的侧面。
4.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述靶片自动切换站设于所述护栏的顶端，所述靶片自动切换站和所述护栏通过滑轨和滑块组件连接。
5.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述电磁吸收及转换靶片能够自动吸附至所述电动车的侧面。
6.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述电磁吸收及转换靶片以无线充电的方式实现对所述电动车的充电。
7.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述电磁式充电靶条和所述电磁吸收及转换靶片之间采用定向传输技术，所述电磁式充电靶条和所述电磁吸收及转换靶片在小于等于10米的距离内能进行电磁能传输。
8.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述电动车设有靶片充电接口。
9.如权利要求1所述的快速充电系统，其特征在于，所述靶片自动切换站在所述公路上间隔设置有多个。
10.如权利要求9所述的快速充电系统，其特征在于，相邻的两个所述靶片自动切换站之间的距离为5米-10米。
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