CN115593340A - 车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法。在车载电器供电系统中，微波充电发射模块用于根据动力电池输出的电能生成微波信号；微波接收模块用于接收微波信号，并将微波信号的能量转换为交流电；整流模块用于将微波接收模块输出的交流电转换为直流电；变压模块用于将整流模块输出的直流电转换为与用电器的工作电压相匹配的电源，以对用电器供电。如此，利用微波输电，无需电源线，也可以实现车辆上用电器的供电输送，有利于减少车辆上的线束，简化线束系统的设计与装配难度。

Description

车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法。

背景技术

随着汽车电子产品智能化不断提高，汽车电子产品大量普及，涉及车内娱乐、诊断和智能驾驶等电子设备种类不断增加，加之汽车造型和空间的限制，低压线束系统的设计难度和装配难度不断增加，设备之间的互连需求也越来越复杂，使得整车系统线束种类多而繁杂。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法，能够改善整车系统线束种类多而繁杂的问题。

为实现上述技术目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种车载电器供电系统，包括动力电池、微波充电发射模块及用于与车辆上的相应用电器电连接的能量接收组件，所述能量接收组件包括微波接收模块、整流模块及变压模块；

所述微波充电发射模块用于根据所述动力电池输出的电能生成微波信号；

所述微波接收模块用于接收所述微波信号，并将所述微波信号的能量转换为交流电；

所述整流模块用于将所述微波接收模块输出的交流电转换为直流电；

所述变压模块用于将所述整流模块输出的直流电转换为与所述用电器的工作电压相匹配的电源，以对所述用电器供电。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述能量接收组件还包括稳压器，所述整流模块输出的电流通过所述稳压器供给所述用电器。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述车载电器供电系统还包括储能模块，所述变压模块与所述储能模块连接，所述储能模块用于为所述用电器供电。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述储能模块为蓄电池或储能电容。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述车载电器供电系统还包括车辆上的所述用电器，所述用电器包括传感器、执行器中的任一种。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述用电器还包括处理器，所述处理器用于控制所述传感器或所述执行器的运行状态。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述车载电器供电系统还包括用于与所述用电器电连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于建立所述用电器与车辆上的数据收发系统之间的无线通信。

结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述能量接收组件的数量为多个，多个所述能量接收组件分别用于为相应的用电器供电。

第二方面，本申请实施例还提供一种车辆，所述车辆包括车辆本体及上述的车载电器供电系统，所述车载电器供电系统设置在所述车辆本体中。

第三方面，本申请实施例还提供一种车载电器供电方法，应用于上述的车载电器供电系统，所述方法包括：

所述微波充电发射模块根据所述动力电池输出的电能生成微波信号；

所述微波接收模块接收所述微波信号，并将所述微波信号的能量转换为交流电；

所述整流模块将所述微波接收模块输出的交流电转换为直流电；

所述变压模块将所述整流模块输出的直流电转换为与所述用电器的工作电压相匹配的电源，以对所述用电器供电。

采用上述技术方案的发明，具有如下优点：

在本申请提供的技术方案中，微波充电发射模块根据动力电池输出的电能生成微波信号；微波接收模块接收微波信号，并将微波信号的能量转换为交流电；整流模块将微波接收模块输出的交流电转换为直流电；变压模块将整流模块输出的直流电转换为与用电器的工作电压相匹配的电源，以对用电器供电。如此，利用微波输电，无需电源线，也可以实现车辆上用电器的供电输送，有利于减少车辆上的线束，简化线束系统的设计与装配难度。

附图说明

本申请可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的车载电器供电系统与服务器的通信连接示意图。

图2为本申请实施例提供的车载电器供电系统与用电器连接的原理示意图。

图3为本申请实施例提供的车载电器供电系统与数据收发系统通信连接的电路原理示意图。

图4为本申请实施例提供的车载电器供电方法的流程示意图。

图标：10-车载电器供电系统；11-动力电池；12-微波充电发射模块；13-能量接收组件；15-储能模块；16-无线通信模块；20-数据收发系统；30-用电器；31-处理器；40-基站；50-服务器；131-微波接收模块；132-整流模块；133-变压模块；134-稳压器。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本申请进行详细说明，需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

第一实施例

请结合参照图1和图2，本申请实施例提供一种车载电器供电系统10。车载电器供电系统10可以应用在车辆中，可以让车辆中的部分用电器30取消电源线，而采用微波进行无线输电及供电，以减少车辆中的线束。

请再次参照图1，在一台车辆中，可以设置有车载电器供电系统10及数据收发系统20。其中，数据收发系统20可以为车辆上的TBOX(Telematics-BOX)。车载电器供电系统10可以通过数据收发系统20、基站40与服务器50建立通信连接。其中，服务器50可以为车载电器供电系统10提供相应的服务功能(如实时导航)。数据收发系统20可以与车辆中的内部设备(如显示屏)，及外部终端(如智能手机)、服务器50建立通信连接，以进行数据交互。

需要说明的是，一个服务器50可以通过基站40，与多台车辆上的车载电器供电系统10及数据收发系统20进行数据交互。

在本实施例中，车载电器供电系统10可以包括动力电池11、微波充电发射模块12及用于与车辆上的相应用电器30电连接的能量接收组件13。能量接收组件13可以包括微波接收模块131、整流模块132及变压模块133。

动力电池11为电动汽车中的常规电池模组，用于为汽车的车轮电机及汽车上的其他电器提供电能。例如，动力电池11可以为微波充电发射模块12进行供电。

微波充电发射模块12为用于生成微波的天线模块，所生成的微波可以供微波接收模块131进行能量转。即，微波充电发射模块12可以根据动力电池11输出的电能生成微波信号。微波接收模块131可以在接收到微波充电发射模块12输出的微波信号后，将微波信号的能量转换为交流电。

其中，微波充电发射模块12发射微波的频段与微波接收模块131接收微波的频段相同，该微波的频段可以根据实际情况灵活确定。

微波接收模块131所生成的电流，通常为高频交流电。整流模块132用于将微波接收模块131输出的交流电转换为直流电。即，整流模块132为可以将交流电转换为直流电的整流桥或整流芯片。

变压模块133用于将整流模块132输出的直流电转换为与用电器30的工作电压相匹配的电源，以对用电器30供电。

变压模块133可以基于需要连接的用电器30的工作电压，对整流模块132输出的电流电压进行升压或降压，以输出与用电器30的工作电压相匹配的电源。如此，变压模块133输出的电源可以直接供给用电器30。

在本实施例中，用电器30可以包括传感器、执行器中的任一种。例如，用电器30可以包括但不限于温度传感器、车速计、雨刮执行器等。

在本实施例中，与能量接收组件13连接的用电器30通常为车辆上的低压电器。例如，若用电器30的工作电压小于或等于12V，则该类电器便可以作为低压电器。低压电器包括，但不限于中控显示屏、摄像头、外置功放、电动雨刮、车门锁、车窗电机等。

用电器30还可以包括处理器31，处理器31用于控制传感器或执行器的运行状态。变压模块133输出的电能可以直接供给处理器31、传感器/执行器。处理器31可以基于用户输入或其他模块输入的控制指令，控制传感器、执行器的开启或关闭。

第二实施例

请参照图3，第二实施例中的车载电器供电系统10除了具有与第一实施例的车载电器供电系统10相同电子器件之外，在第二实施例中，能量接收组件13还可以包括稳压器134，整流模块132输出的电流通过稳压器134供给用电器30。

可理解地，稳压器134可以是稳压芯片或其他可以对电压起到稳定作用的模块(如稳压二极管)。稳压器134可以保护电路,使电路不会因为脉冲而受到破坏。稳压器134也起到一个调整、变压的作用,防止过大的电压烧断电路或造成一些危险性的破坏作用。

在第一实施例中是由变压模块133直接对用电器30供电，而在第二实施例中，变压模块133输出的电流需要经过稳压器134后，由稳压器134供给用电器30，以提高供给用电器30的供电质量，提升供电的安全性。

例如，在用电器30中，处理器31、传感器/执行器与稳压器134连接，稳压器134输出的电能可以直接供给用电器30中的处理器31、传感器/执行器。

请再次参照图3，在第二实施例中，车载电器供电系统10还可以包括储能模块15。变压模块133或稳压器134与储能模块15连接，以为储能模块15充电。储能模块15可以为蓄电池或储能电容(如超级电容)。

可理解地，储能模块15可以储蓄变压模块133或稳压器134输出的电能。另外，储能模块15可以为用电器30及其他模块(如无线通信模块16)供电。

在第二实施例中，车载电器供电系统10还可以包括用于与用电器30电连接的无线通信模块16，无线通信模块16用于建立用电器30与车辆上的数据收发系统20之间的无线通信。无线通信模块16可以是但不限于蓝牙模块、WiFi模块、红外数据收发模块。无线通信模块16可以与车辆内的数据收发系统20建立无线通信连接。数据收发系统20可以对无线通信模块16所发送的数据进行转发，以实现不同用电器30之间的数据交互。

在用电器30中，传感器/执行器(如摄像头、雷达)产生的数据，可以通过相应的通信协议(如SPI协议，高、低电平有效等)发送给处理器31，然后由处理器31分析处理，并增加该用电器30和该车辆的编码信息，将数据及编码信息进行编码，以转化成特定的二进制信息，并将编码后的信息通过无线通信模块16上传至数据收发系统20。数据收发系统20可以通过基站40，将数据上传至服务器50。服务器50综合分析后，可以将指令或者数据通过基站40发送至车辆的数据收发系统20，由数据收发系统20将指令转化为特定的格式的数据，并通过无线通信模块16将数据传输给处理器31,并由处理器31控制执行器实现相应的功能，如，处理器31基于服务器50发送的指令控制摄像头拍照或存储相应的视频片段。如此，可以降低车辆本地的数据运算压力。

可理解地，数据收发系统20可以将从用电器30接收的数据发送至车辆内部的其他模块，或者通过基站40将数据发送至服务器50或智能终端(如智能手机)，如此，可以实现用电器30与其他设备/模块之间的数据交互。

在本实施例中，储能模块15的供电线路上，可以设置有供电开关，该供电开关在能量接收组件13正常运行时，处于断开状态；该供电开关在能量接收组件13出现异常而无法供电时，处于开启状态。基于此，当能量接收组件13可以正常运行时，可以由能量接收组件13为用电器30、无线通信模块16进行供电，此时，储能模块15不对用电器30、无线通信模块16供电。当能量接收组件13出现异常而无法进行供电时，可以由储能模块15对为用电器30、无线通信模块16进行供电，如此，可以提高对用电器30供电的可靠性。

在一台车辆的车载电器供电系统10中，能量接收组件13的数量可以为多个，多个能量接收组件13分别用于为相应的用电器30供电。即，能量接收组件13与用电器30一一匹配，一个能量接收组件13用于为一个用电器30供电。另外，每个能量接收组件13的外围电路还可以设置有储能模块15及无线通信模块16，如此，能量接收组件13配合储能模块15可以对每个用电器30进行主备供电，利用无线通信模块16使得用电器30可以与其他模块进行数据交互。

基于上述设计，车载电器供电系统10利用微波充电，重新定义车载低压电器，从而可以取消整车低压电源线束，并以此来实现汽车低压电器智能化控制的最大化集成，如此，有利于减少低压线束开发难度和实车装配难度；降低现有整车控制器芯片的算力和整车存储器的容量对电器部件智能化程度的限制，整车软件可以进一步简化成小程序；有利于提高汽车的低压电器控制的集成度，同一车企的所有车辆中所有低压电器可以通过同一个云服务器进行控制，减少车辆上的控制器数量。

本申请实施例还提供一种车辆，车辆包括车辆本体及上述的车载电器供电系统10，车载电器供电系统10设置在车辆本体中。

请参照图4，本申请还提供一种车载电器供电方法，可以应用于上述的车载电器供电系统10，由车载电器供电系统10执行或实现方法的各步骤。其中，车载电器供电方法可以包括如下步骤：

步骤210，微波充电发射模块根据动力电池输出的电能生成微波信号；

步骤220，微波接收模块接收所述微波信号，并将所述微波信号的能量转换为交流电；

步骤230，整流模块将所述微波接收模块输出的交流电转换为直流电；

步骤240，变压模块将所述整流模块输出的直流电转换为与所述用电器的工作电压相匹配的电源，以对用电器供电。

需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的车载电器供电方法的具体工作过程，可以参考前述车载电器供电系统中的各模块对应的功能作用，在此不再过多赘述。

在本实施例中，处理器可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

可以理解的是，图3中所示的车载电器供电系统结构仅为一种结构示意图，车载电器供电系统还可以包括比图3所示更多的组件。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例中所述的车载电器供电方法。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

综上所述，本申请实施例提供一种车载电器供电系统、车辆及车载电器供电方法。在本方案中，微波充电发射模块根据动力电池输出的电能生成微波信号；微波接收模块接收微波信号，并将微波信号的能量转换为交流电；整流模块将微波接收模块输出的交流电转换为直流电；变压模块将整流模块输出的直流电转换为与用电器的工作电压相匹配的电源，以对用电器供电。如此，利用微波输电，无需电源线，也可以实现车辆上用电器的供电输送，有利于减少车辆上的线束，简化线束系统的设计与装配难度。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置、系统和方法实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载电器供电系统，其特征在于，包括动力电池、微波充电发射模块及用于与车辆上的相应用电器电连接的能量接收组件，所述能量接收组件包括微波接收模块、整流模块及变压模块；

所述微波充电发射模块用于根据所述动力电池输出的电能生成微波信号；

所述微波接收模块用于接收所述微波信号，并将所述微波信号的能量转换为交流电；

所述整流模块用于将所述微波接收模块输出的交流电转换为直流电；

所述变压模块用于将所述整流模块输出的直流电转换为与所述用电器的工作电压相匹配的电源，以对所述用电器供电。

2.根据权利要求1所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述能量接收组件还包括稳压器，所述整流模块输出的电流通过所述稳压器供给所述用电器。

3.根据权利要求1所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述车载电器供电系统还包括储能模块，所述变压模块与所述储能模块连接，所述储能模块用于为所述用电器供电。

4.根据权利要求3所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述储能模块为蓄电池或储能电容。

5.根据权利要求1所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述车载电器供电系统还包括车辆上的所述用电器，所述用电器包括传感器、执行器中的任一种。

6.根据权利要求5所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述用电器还包括处理器，所述处理器用于控制所述传感器或所述执行器的运行状态。

7.根据权利要求1所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述车载电器供电系统还包括用于与所述用电器电连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于建立所述用电器与车辆上的数据收发系统之间的无线通信。

8.根据权利要求1所述的车载电器供电系统，其特征在于，所述能量接收组件的数量为多个，多个所述能量接收组件分别用于为相应的用电器供电。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车辆本体及如权利要求1-8中任一项所述的车载电器供电系统，所述车载电器供电系统设置在所述车辆本体中。

10.一种车载电器供电方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8中任一项所述的车载电器供电系统，所述方法包括：

所述微波充电发射模块根据所述动力电池输出的电能生成微波信号；

所述微波接收模块接收所述微波信号，并将所述微波信号的能量转换为交流电；

所述整流模块将所述微波接收模块输出的交流电转换为直流电；

所述变压模块将所述整流模块输出的直流电转换为与所述用电器的工作电压相匹配的电源，以对所述用电器供电。

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