CN209958168U - 一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面 - Google Patents

一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，太阳能发电路面设有供电机构、充电路面单元和路面组合单元，充电路面单元设有无线充电单元；无线充电单元包括依次叠置的密封层，充电模块层，保护层以及磨耗层；磨耗层包括膜和骨料；充电模块层设有充电模块及其安置槽，所述磨耗层包括膜和骨料，所述膜为PET、PE、HDPE、LDPE、改性环氧增益膜、聚氨酯膜的一种或几种，所述骨料为有机塑料颗粒、玻璃颗粒、石英颗粒、二氧化硅颗粒、树脂颗粒、金属颗粒的一种或几种。实现了光伏路面技术与移动无线充电技术的无缝融合，使清洁的太阳能转化后为行进中的电动汽车进行充电，解决了阻碍电动汽车发展的电池续航里程不足的瓶颈。

Description

一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面
技术领域
本实用新型涉及道路新材料、道路电气化设备领域，尤其涉及一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面。
背景技术
随着电动汽车的普及，电动汽车的充电成为亟待解决的问题，目前电动汽车充电需要车辆停下并连接充电桩，该方式十分不便，若在道路中添加磁感线圈，并通过与车辆内的磁感线圈通过电磁感应发电进行充电则十分便利，但目前主流前沿技术开发需要将磁感线圈预先挖沟槽放置在道路行车下方，再通过覆盖、摊铺、压实等步骤完成对元器件的保护并实现行车功能。此类方法其一施工难度大、成本高；其二工期长、涉及施工作业领域复杂；其三尤其是在既有道路上实施还会因为对原有道路结构的破坏而产生一系列的道路质量问题及驾驶安全隐患；其四为了保证回填覆盖的面层沥青、水泥或其他混凝土材料能够实现满足要求的力学性能，施工过程中就必须要保障覆盖层的厚度，而这也影响了无线移动充电的效率，增加了干扰因素。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，包括：供电机构和充电路面单元；充电模块为环形磁感线圈；
供电机构包括：控制开关，太阳能发电单元，充电处理模块，以及蓄电池；
太阳能发电单元与蓄电池连接，太阳能发电单元获取太阳能，并将太阳能转换为电能，传输至蓄电池；
蓄电池通过控制开关和充电处理模块与充电模块连接，形成充电供电线路，给充电模块供电；
控制开关控制充电供电线路的通断；
充电路面单元包括：第一密封层，充电模块层，第一保护层以及第一磨耗层；
第一密封层，充电模块层，第一保护层以及第一磨耗层依次叠置设置；
充电模块层设有用于安置充电模块的安置槽。
优选地，太阳能发电单元采用多块太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成；太阳能发电单元铺设在路面上，获取太阳能；
太阳能发电单元与充电模块，太阳能发电单元获取太阳能，并将太阳能转换为电能，给充电模块供电。
优选地，充电处理模块包括：信号源模块，调理模块以及功率放大模块；信号源模块通过调理模块与功率放大模块连接；
信号源模块，调理模块以及功率放大模块分别通过控制开关与蓄电池连接；蓄电池通过控制开关和功率放大模块给充电模块供电；
优选地，信号源模块采用MAX038；
调理模块采用AD8009；
功率放大模块采用IRF640。
优选地，还包括：多块路面组合单元；
路面组合单元与充电路面单元相互拼接形成具有无线充电单元的装配式路面；
路面组合单元包括：第二密封层，支承层，第二保护层以及第二磨耗层；第二密封层，支承层，第二保护层以及第二磨耗层依次叠置设置，第二密封层设置在路面的底层，第二磨耗层设置在路面的顶层；
路面组合单元的厚度与充电路面单元的厚度相同。
优选地，路面组合单元与充电路面单元之间采用插接，或铆接，或粘接。
优选地，第一磨耗层包括膜和骨料；
骨料分布在膜内和膜表面，骨料为颗粒；
膜为PET、PE、HDPE、LDPE、改性环氧增益膜、聚氨酯膜的一种或几种复合；
骨料为有机塑料颗粒、或玻璃颗粒、或石英颗粒、或二氧化硅颗粒、或树脂颗粒、或金属颗粒，或一种或几种复合。
优选地，第一保护层采用钢化玻璃或树脂玻璃中的任意一种。
优选地，第一密封层采用乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA胶膜、硅橡胶、钢化玻璃、环氧树脂、树脂玻璃或者玻璃纤维增强塑料中的任意一种。
从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
具有无线充电单元装配式路面防护等级高，安装操作简单。无论在新建道路还是既有道路进行铺设，都可以避免原始技术需要专门开槽、预埋和回填的复杂工艺，降低作业难度，提高作业质量及效率，极大减少工程耗资耗时。工业化生产的标准组件，质量及安全性能有保障。不破坏原有道路结构，保障道路使用安全，节省成本。实现了光伏路面技术与移动无线充电技术的无缝融合，使清洁的太阳能通过最为合理的就近发电就近使用的用电形式，为行进中的电动汽车进行充电，继而解决了阻碍电动汽车发展的电池续航里程不足的瓶颈。组件材料的选取一方面磨耗层由于表面和内部存在颗粒，增加了耐磨性、增强了抗压性的同时增加了表面摩擦系数，满足了车辆行驶要求；同时磨耗层膜结构或树脂混凝土结构为韧性结构，极难发生折断、断裂，进一步加强了组件的可靠性；在感应作用区内无任何导电、导磁材料，有效的保障了无线移动充电功能的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为无线充电单元示意图；
图2为供电机构示意图；
图3为供电机构实施例示意图；
图4为路面组合单元实施例示意图；
图5为路面组合单元与无线充电单元配合示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，如图1至5所示，
包括：供电机构和充电路面单元；充电模块5为环形磁感线圈；
供电机构包括：控制开关14，太阳能发电单元11，充电处理模块15，以及蓄电池13；太阳能发电单元11与蓄电池13连接，太阳能发电单元11获取太阳能，并将太阳能转换为电能，传输至蓄电池13；蓄电池13通过控制开关 14和充电处理模块15与充电模块5连接，形成充电供电线路，给充电模块5 供电；控制开关14控制充电供电线路的通断。控制开关14可以为按钮开关，或旋转开关等等，便于充电人员操作使用。还可以设置过流过压保护等装置，并连同控制开关14一起设置在操控控制箱中。
充电路面单元包括：第一密封层1，充电模块层2，第一保护层3以及第一磨耗层4；第一密封层1，充电模块层2，第一保护层3以及第一磨耗层4 依次叠置设置；充电模块层2设有用于安置充电模块5的安置槽。
充电模块层2安置槽的槽体可以采用硬质塑料制作，也可采用硬质塑料板拼接，再添加橡胶，使橡胶形成一个安置槽，在安置槽中设置充电模块。
本实用新型中，第一磨耗层4包括膜和骨料；骨料分布在膜内和膜表面，骨料为颗粒；膜为PET、PE、HDPE、LDPE、改性环氧增益膜、聚氨酯膜的一种或几种复合；骨料为有机塑料颗粒、或玻璃颗粒、或石英颗粒、或二氧化硅颗粒、或树脂颗粒、或金属颗粒，或一种或几种复合。第一保护层3采用钢化玻璃或树脂玻璃中的任意一种。第一密封层1采用乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA胶膜、硅橡胶、钢化玻璃、环氧树脂、树脂玻璃或者玻璃纤维增强塑料中的任意一种。
上述采用为本领域常用材料，本实用新型将上述常用材料应用到无线充电单元中的各个层级中使用。
太阳能发电单元11可以采用多块太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成；当然太阳能发电单元11不局限于采用太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成，还可以包括其他可以进行太阳能发电的元件来实现。只要能够实现由太阳能来进行发电的元件即为包括在太阳能发电单元11中，来实现本实用新型的发电作用。
太阳能发电单元11铺设在路面上，获取太阳能；太阳能发电单元与充电模块5，太阳能发电单元获取太阳能，并将太阳能转换为电能，给充电模块5 供电。
充电处理模块15包括：信号源模块31，调理模块32以及功率放大模块 33；信号源模块31通过调理模块32与功率放大模块33连接；信号源模块31，调理模块32以及功率放大模块33分别通过控制开关14与蓄电池连接；蓄电池13通过控制开关14和功率放大模块33给充电模块5供电；信号源模块31 采用MAX038；调理模块32采用AD8009；调理模块32具有频带宽、超高速、高驱动、低失真电流反馈的作用。功率放大模块33采用IRF640。
本实用新型中，太阳能发电单元可以采用多块太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成；当然太阳能发电单元11不局限于采用太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成，还可以包括其他可以进行太阳能发电的元件来实现。只要能够实现由太阳能来进行发电的元件即为包括在太阳能发电单元11中，来实现本实用新型的发电作用。太阳能发电单元铺设在路面上，获取太阳能；太阳能发电单元还与充电模块5，太阳能发电单元获取太阳能，并将太阳能转换为电能，给充电模块5供电。
太阳能发电单元在不发电的状态下，由蓄电池给充电模块供电。具体控制方式及连接方式，采用本领域常用的方式进行连接，并控制，具体连接关系和控制关系这里不做限定。
太阳能发电单元与充电模块在路面上可以采用交叉分布或者间隔分布，也可以采用呈矩阵形式布设。太阳能发电单元可以设置在充电模块周围，太阳能发电单元与充电模块之间的布设方式以及太阳能发电单元的布设方式这里不做限定。可以根据路面铺设时自行设置。
本实用新型采用由太阳能发电单元通过太阳能供电控制器直接给充电模块供电。当然在这里可以设置基于供电需要的稳压变压电路。具体连接关系，器件型号均为本领域常用的连接关系，器件型号，这里不做限定。在太阳能发电单元无法发电的情况下启用蓄电池供电。
此时在这里可以由单片机控制，如若单片机未接收到充电的信号，则太阳能发电单元发出的电进入蓄电池进行储能，当单片机接收到充电信号时，检测太阳能发电单元是否处于发电状态，如在发电状态由太阳能发电单元供电，如不在发电状态，由蓄电池供电。当然太阳能发电单元发出的电也可并入国家电网，上述连接方式及各元件的型号这里不做限定，采用的是本领域常用的方式，本领域技术人员能够获悉的连接方式及各元件的型号。
本实用新型中，还包括：多块路面组合单元；路面组合单元与充电路面单元相互拼接形成具有无线充电单元的装配式路面；路面组合单元包括：第二密封层41，支承层42，第二保护层43以及第二磨耗层44；第二密封层41，支承层42，第二保护层43以及第二磨耗层44依次叠置设置，第二密封层41 设置在路面的底层，第二磨耗层44设置在路面的顶层；路面组合单元的厚度与充电路面单元的厚度相同。路面组合单元与充电路面单元之间采用插接，或铆接，或粘接。
可以根据实际需要拼接形成一个具有无线充电作用的路面。也可以在路面上设置多个充电路面单元，实现给多个负载同时充电的作用。
充电路面单元的结构及材料提供足以适应重荷载交通行驶所需的强度、密封性能、绝缘性能、抗滑性能等。作为一种预制式的路面拼装材料实现无线移动充电路端能量发射装置。
具有无线充电单元装配式路面防护等级高，安装操作简单。无论在新建道路还是既有道路进行铺设，都可以避免原始技术需要专门开槽、预埋和回填的复杂工艺，降低作业难度，提高作业质量及效率，极大减少工程耗资耗时。工业化生产的标准组件，质量及安全性能有保障。不破坏原有道路结构，保障道路使用安全，节省成本。实现了光伏路面技术与移动无线充电技术的无缝融合，使清洁的太阳能通过最为合理的就近发电就近使用的用电形式，为行进中的电动汽车进行充电，继而解决了阻碍电动汽车发展的电池续航里程不足的瓶颈。组件材料的选取一方面磨耗层由于表面和内部存在颗粒，增加了耐磨性、增强了抗压性的同时增加了表面摩擦系数，满足了车辆行驶要求；同时磨耗层膜结构或树脂混凝土结构为韧性结构，极难发生折断、断裂，进一步加强了组件的可靠性；在感应作用区内无任何导电、导磁材料，有效的保障了无线移动充电功能的效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，包括：供电机构和充电路面单元；充电模块(5)为环形磁感线圈；
供电机构包括：控制开关(14)，太阳能发电单元(11)，充电处理模块(15)，以及蓄电池(13)；
太阳能发电单元(11)与蓄电池(13)连接，太阳能发电单元(11)获取太阳能，并将太阳能转换为电能，传输至蓄电池(13)；
蓄电池(13)通过控制开关(14)和充电处理模块(15)与充电模块(5)连接，形成充电供电线路，给充电模块(5)供电；
控制开关(14)控制充电供电线路的通断；
充电路面单元包括：第一密封层(1)，充电模块层(2)，第一保护层(3)以及第一磨耗层(4)；
第一密封层(1)，充电模块层(2)，第一保护层(3)以及第一磨耗层(4)依次叠置设置；
充电模块层(2)设有用于安置充电模块(5)的安置槽。
2.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
太阳能发电单元采用多块太阳能发电晶硅组成或采用多块太阳能发电薄膜组成；太阳能发电单元铺设在路面上，获取太阳能；
太阳能发电单元与充电模块(5)，太阳能发电单元获取太阳能，并将太阳能转换为电能，给充电模块(5)供电。
3.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
充电处理模块(15)包括：信号源模块(31)，调理模块(32)以及功率放大模块(33)；信号源模块(31)通过调理模块(32)与功率放大模块(33)连接；
信号源模块(31)，调理模块(32)以及功率放大模块(33)分别通过控制开关(14)与蓄电池连接；蓄电池(13)通过控制开关(14)和功率放大模块(33)给充电模块(5)供电。
4.根据权利要求3所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
信号源模块(31)采用MAX038；
调理模块(32)采用AD8009；
功率放大模块(33)采用IRF640。
5.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
还包括：多块路面组合单元；
路面组合单元与充电路面单元相互拼接形成具有无线充电单元的装配式路面；
路面组合单元包括：第二密封层(41)，支承层(42)，第二保护层(43)以及第二磨耗层(44)；第二密封层(41)，支承层(42)，第二保护层(43)以及第二磨耗层(44)依次叠置设置，第二密封层(41)设置在路面的底层，第二磨耗层(44)设置在路面的顶层；
路面组合单元的厚度与充电路面单元的厚度相同。
6.根据权利要求5所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
路面组合单元与充电路面单元之间采用插接，或铆接，或粘接。
7.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
第一磨耗层(4)包括膜和骨料；
骨料分布在膜内和膜表面，骨料为颗粒；
膜为PET、或PE、或HDPE、或LDPE、或改性环氧增益膜、或聚氨酯膜的一种；
骨料为有机塑料颗粒、或玻璃颗粒、或石英颗粒、或二氧化硅颗粒、或树脂颗粒、或金属颗粒的一种。
8.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
第一保护层(3)采用钢化玻璃或树脂玻璃中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的具有无线充电单元的装配式太阳能发电路面，其特征在于，
第一密封层(1)采用乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA胶膜、硅橡胶、钢化玻璃、环氧树脂、树脂玻璃或者玻璃纤维增强塑料中的任意一种。
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