一種利用風能的長距離無線充電系統及方法
2023-09-17 08:13:05 1
一種利用風能的長距離無線充電系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用風能的長距離無線充電系統及方法。系統包括：一組布設於公路兩側的風力發電機，蓄電池，一組無線充電模塊，控制機櫃，以及電力公司網絡平臺；所述的風力發電機，用於接收風能並轉換為電能；所述的蓄電池，用於存儲風力發電機轉換的電能；所述的無線充電的模塊，用於將蓄電池存儲的電能轉換為無線電磁波，並向外發射；控制機櫃受到電力公司網絡平臺的控制，進而控制所述的蓄電池和無線充電模塊，以及統計充電電量。本發明的利用風能的長距離無線充電系統及方法，主要用在電動車輛無線充電領域，可以使電動車輛在公路的行駛過程中就完成充電，便於電動車輛的普及和推廣。
【專利說明】—種利用風能的長距離無線充電系統及方法
【【技術領域】】
[0001]本發明涉及無線充電領域，尤其是一種利用風能的長距離無線充電系統及方法。【【背景技術】】
[0002]無線供電技術(Contactless Power Supply, CPS),也稱為感應禍合電能傳輸技術(InductiveCoupled Power Transmiss1n, ICPT),無接觸供電是指輸電線路和負載方在沒有電氣連接和物理接觸，甚至在它們之問還有相對運動的情況下，完成電能的傳輸。無接觸供電技術的理論依據是電磁感應原理，利用現代電力電了能量變換技術、磁場禍合技術，藉助於現代控制理論和微電了控制技術，實現能量從靜止設備向可行動裝置的傳輸。
[0003]隨著工業化進程的日益推進，電動的交通工具越來越多，電動車已經廣泛的應用在人們的生活中，電動車輛也逐步面向市場，電動車輛其動力普遍採用蓄電池供電方式，它比傳統的車輛排放量小很多，對環境的影響非常小，在全球一致呼籲加強環保的今天，電動車輛一定因其無汙染性和易擴展等優點而得到了迅猛發展和廣泛應用。如果採用傳統的供電設備對車輛進行充電有很多不利的地方，包括過多導線的存在，危險性，還有戶外有線充電樁的侵害。在車輛內部就需要針對這種電動設備需要一種新的充電技術來替代現有的供電方式。無線充電就能很好的解決這些問題，無線充電只要有停車位就可以對電動車輛進行充電，甚至可以在車輛行駛過程中就對車輛進行充電，這些優點都非常利於電動車輛的普及推廣。
【
【發明內容】
】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種利用風能的長距離無線充電系統及方法。
[0005]本發明的一種利用風能的長距離無線充電系統，包括:一組布設於公路兩側的風力發電機，蓄電池，一組無線充電模塊，控制機櫃，以及電力公司網絡平臺；所述的風力發電機，用於接收風能並轉換為電能；所述的蓄電池，用於存儲風力發電機轉換的電能；所述的無線充電的模塊，用於將蓄電池存儲的電能轉換為無線電磁波，並向外發射；控制機櫃受到電力公司網絡平臺的控制，進而控制所述的蓄電池和無線充電模塊，以及統計充電電量。
[0006]其中，還包括:車主的手機終端或車載終端，通過所述的手機終端或車載終端與電力公司網絡平臺連接，控制電動車輛的充電過程，並完成充電的費用支付。
[0007]其中，還包括:與所述無線充電模塊連接的市電電網，當所述的蓄電池電能不足時，由市電電網供電。
[0008]其中，所述的無線充電模塊，包括:充電控制子模塊，以及與所述充電控制子模塊分別相連的充電發射子模塊和充電檢測子模塊，以及與充電發射子模塊相連的充電天線；充電控制子模塊，通過所述控制機櫃與電力公司網絡平臺連接，根據電力公司網絡平臺的要求進行充電；充電檢測子模塊，用於反向檢測充電效率、充電頻率及通信信號；充電發射子模塊，用於將電信號轉化成無線電磁波，並通過充電天線發射出去。
[0009]本發明的一種利用風能的長距離無線充電方法，包括步驟:S1、電動車輛在無線充電模塊上方時，車載的無線充電裝置發信號給所述無線充電模塊進行充電請求；S2、所述無線充電模塊通過控制機櫃與電力公司網絡平臺通信，確認所述充電請求；S3、所述充電請求通過後，所述無線充電模塊在其覆蓋範圍內為該電動車輛充電；S4、電動車輛行駛到下一個無線充電模塊上方時，返回步驟SI ;採用上述的利用風能的長距離無線充電系統實施。
[0010]其中，步驟SI中還包括:通過車主的手機終端或車載終端控制車載的無線充電裝置發出所述的充電請求；步驟S3之前還包括:電力公司網絡平臺確認所述的充電請求後，發信號給車主的手機終端或車載終端再次進行充電請求的確認。
[0011]其中，步驟S3中還包括:通過手機終端或車載終端實時監控充電情況，隨時與電力公司網絡平臺通信，中斷充電過程。
[0012]其中，還包括S5、充電結束後，電力公司網絡平臺從控制機櫃獲取充電電量信息；通過手機終端或車載終端與電力公司網絡平臺連接，完成電子支付。
[0013]本發明的利用風能的長距離無線充電系統及方法，主要用在電動車輛無線充電領域，可以使電動車輛在公路的行駛過程中就完成充電，便於電動車輛的普及和推廣。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0014]圖1是本發明實施例1的利用風能的長距離無線充電系統示意圖；
[0015]圖2是本發明實施例2的利用風能的長距離無線充電系統示意圖；
[0016]圖3是本發明實施例3的利用風能的長距離無線充電方法流程圖。
【【具體實施方式】】
[0017]實施例1、本實施例的利用風能的長距離無線充電系統，在實際部署中，參見圖1所示，包括:一組布設於公路兩側的風力發電機11，蓄電池12，一組無線充電模塊13，控制機櫃14，以及電力公司網絡平臺15。
[0018]本實施例充分利用了現有的公路具體環境。可利用公路上的大量路燈，在每個路燈上都安裝風力發電機11，風力發電機11把風能轉化成電能並存儲在蓄電池12中。蓄電池12中的電能可以給路燈供電也可以提供給無線充電模塊13給電動車輛充電。無線充電模塊13安裝在路邊的護欄上，也可以安裝在公路的地面上，嵌入到公路表面，高度不高於路面。無線充電模塊13可以設置很多，這樣可以保證車輛在行駛的過程中不斷充電。控制機櫃14可安裝在道路邊，由電力公司施工部署，無線充電模塊13受到就近的控制機櫃14的控制，控制機櫃14控制著蓄電池12的工作，並且與電力公司網絡平臺15連接，受到電力公司網絡平臺15的控制，同時控制機櫃14還控制著無線充電模塊13的工作，並統計充電量。當車輛停止時該無線充電模塊13可以獨立的對電動車輛進行無線充電。當車輛行駛時，多個無線充電模塊13可以連續的為一輛車進行充電，從而形成了車輛能夠長距離的連續充電。無線充電模塊13通過控制機櫃14與電力公司網絡平臺15連結，車主可以通過手機終端或是車載終端與電力公司網絡平臺15連接，控制車輛的充電過程，並完成充電的費用支付。該無線充電模塊13與車輛內部的接收端配合，電能通過無線充電模塊13以電磁波的形式發射出去，車輛內部接收端將能量接收，對車輛內部的電池進行充電。
[0019]實施例2、本實施例的利用風能的長距離無線充電系統，參見圖2所示，包括:一組布設於公路兩側的風力發電機21，蓄電池22，一組無線充電模塊23，控制機櫃24，電力公司網絡平臺25，以及市電電網26。
[0020]本實施例充分利用了現有的公路具體環境。可利用公路上的大量路燈，在每個路燈上都安裝風力發電機21，風力發電機21把風能轉化成電能並存儲在蓄電池22中。蓄電池22中的電能可以給路燈供電也可以提供給無線充電模塊23給電動車輛充電。無線充電模塊23安裝在路邊的護欄上，也可以安裝在公路的地面上，嵌入到公路表面，高度不高於路面。無線充電模塊23可以設置很多，這樣可以保證車輛在行駛的過程中不斷充電。控制機櫃24可安裝在道路邊，由電力公司施工部署，無線充電模塊23受到就近的控制機櫃24的控制，控制機櫃24控制著蓄電池22的工作，並且與電力公司網絡平臺25連接，受到電力公司網絡平臺25的控制，同時控制機櫃24還控制著無線充電模塊23的工作，並統計充電量。本實施例中，優選的提供兩種能量供應方式。一種是正常的市電電網26，一種是風力發電機21存儲的蓄電池22能量，優先使用蓄電池22能量，當蓄電池22能量不足時，由正常市電電網26供電。當車輛停止時該無線充電模塊23可以獨立的對電動車輛進行無線充電。當車輛行駛時，多個無線充電模塊23可以連續的為一輛車進行充電，從而形成了車輛能夠長距離的連續充電。無線充電模塊23通過控制機櫃24與電力公司網絡平臺25連結，車主可以通過手機終端或是車載終端與電力公司網絡平臺25連接，控制車輛的充電過程，並完成充電的費用支付。該無線充電模塊23與車輛內部的接收端配合，電能通過無線充電模塊23以電磁波的形式發射出去，車輛內部接收端將能量接收，對車輛內部的電池進行充電。進一步的參見圖2所示，無線充電模塊23內部安裝著充電控制子模塊231，以及與充電控制子模塊231分別相連的充電發射子模塊232和充電檢測子模塊233,以及與充電發射子模塊232相連的充電天線234。充電控制子模塊231控制著充電的整個過程，並且與電力公司網絡平臺25連接，根據電力公司網絡平臺25的要求對車輛進行充電。充電檢測子模塊233接收反饋信號，用於檢測充電的效率、充電的頻率及通信信號。充電發射子模塊232將電源信號轉化成無線電磁波，通過充電天線234發射出去。充電天線234可採用金屬線圈的方式，與車載的接收天線耦合，完成信號的空間的傳播。在具體實現中，無線充電模塊23的表殼採用硬質的非金屬材質製成(面向車輛的一面)，便於電磁波的投射，方便無線充電。電路控制部分可製作在殼體之內，保護電路不受外部破壞，並且防水防腐蝕。充電天線234可採用外置的天線，圍繞在電路控制部分外圍，天線採用銅管的方式，銅管表面塗有三防漆，圍成3維線圈的方式，可用於長期室外工程，通過多圈的線圈繞制提高充電天線234的輻射能力，充電天線234可以有對應的電壓轉化和檢測部分，使充電天線234和車輛充電模塊底部位置上完全匹配，有效地提高效率，節約能量。充電天線234和電路部分再使用外殼包裝起來安裝在充電井蓋的表面下方，使之一體化。
[0021]實施例3、本實施例的利用風能的長距離無線充電方法，可採用上述實施例1或2的系統進行實施，參見圖3所示，包括下列主要步驟:
[0022]S31、當車輛在無線充電模塊上方時，用戶可以通過手機控制車輛是否進行無線充電，如果進行無線充電，則車載的無線充電裝置發信號給無線充電模塊進行充電請求。
[0023]S32、無線充電模塊與電力公司網絡平臺通信確認請求，確認通過，則電力公司網絡平臺會給手機終端發信號再次進行確認。
[0024]S33、確認通過後，無線充電模塊在其覆蓋範圍內開始給電動車輛充電。
[0025]S34、當車輛停止時無線充電模塊可以獨立的對電動車輛進行無線充電。當車輛行駛時，多個無線充電模塊可以連續的為一輛車進行充電，從而形成了車輛能夠長距離的連續充電，即電動車輛行駛到下一個無線充電模塊上方時，返回步驟S31。
[0026]S35、車主可以通過手機實時監控自己的車輛充電情況，可以隨時與電力公司網絡平臺通信中斷充電過程。充電結束後，車主通過手機根據電力公司網絡平臺的充電量統計進行電子支付。
[0027]綜上所述，本發明的優點如下:
[0028]1、充分利用了地面的路燈，通過在路燈上添加風力發電機，有效的接收風能，並存儲在蓄電池中，為無線充電提供能源，這樣充分利用風能，達到節能的效果。
[0029]2、當普通的金屬放置在充電天線上時，它對充電天線電壓的影響和線圈天線的影響是不同的，我們通過反向檢測這些反饋影響的不同從而判斷是否是充電線圈天線，檢測車輛停放位置是否合適。
[0030]3、針對不同的被充設備，通過檢測電壓的變化控制充電電壓，進而調整發射功率。
[0031]4、可以調整線圈天線的諧振頻率，進而可以和車載部分的充電天線形成共振匹配，利於提高無線充電的效率。
[0032]5、無線充電模塊連接電力公司網絡平臺，可以對充電量進行統計。用戶通過手機控制車載充電設備，與充電模塊配合完成無線充電。用戶通過手機電子支付的方式，方便快捷，便於無線充電網絡的推廣普及。
[0033]6、無線充電模塊可以通過後臺控制的方式，和其他充電模塊統一配合對電動車輛進行充電，這樣達到了連續充電的目的，使得車輛在行駛過程中充電成為可能。
[0034]7、無線充電模塊可以獨立的對電動車輛進行充電，這樣非常方便，車輛只要停靠在有無線充電模塊的地方就能充電，方便快捷，便於電動車輛的普及。
[0035]這裡本發明的描述和應用都只是說明性和示意性的，並非是想要將本發明的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是完全可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說，實施例的替換和等效的各種部件均是公知的。本領域技術人員還應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特徵的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現，以及在不脫離本發明範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種利用風能的長距離無線充電系統，其特徵在於，包括:一組布設於公路兩側的風力發電機，蓄電池，一組無線充電模塊，控制機櫃，以及電力公司網絡平臺； 所述的風力發電機，用於接收風能並轉換為電能； 所述的蓄電池，用於存儲風力發電機轉換的電能； 所述的無線充電的模塊，用於將蓄電池存儲的電能轉換為無線電磁波，並向外發射； 控制機櫃受到電力公司網絡平臺的控制，進而控制所述的蓄電池和無線充電模塊，以及統計充電電量。
2.如權利要求1所述的利用風能的長距離無線充電系統，其特徵在於，還包括:車主的手機終端或車載終端，通過所述的手機終端或車載終端與電力公司網絡平臺連接，控制電動車輛的充電過程，並完成充電的費用支付。
3.如權利要求1所述的利用風能的長距離無線充電系統，其特徵在於，還包括:與所述無線充電模塊連接的市電電網，當所述的蓄電池電能不足時，由市電電網供電。
4.如權利要求1所述的利用風能的長距離無線充電系統，其特徵在於，所述的無線充電模塊，包括:充電控制子模塊，與所述充電控制子模塊分別相連的充電發射子模塊和充電檢測子模塊，以及與充電發射子模塊相連的充電天線； 充電控制子模塊，通過所述控制機櫃與電力公司網絡平臺連接，根據電力公司網絡平臺的要求進行充電； 充電檢測子模塊，用於反向檢測充電效率、充電頻率及通信信號； 充電發射子模塊，用於將電信號轉化成無線電磁波，並通過充電天線發射出去。
5.一種利用風能的長距離無線充電方法，其特徵在於，包括步驟: 51、電動車輛在無線充電模塊上方時，車載的無線充電裝置發信號給所述無線充電模塊進行充電請求； 52、所述無線充電模塊通過控制機櫃與電力公司網絡平臺通信，確認所述充電請求； 53、所述充電請求通過後，所述無線充電模塊在其覆蓋範圍內為該電動車輛充電； 54、電動車輛行駛到下一個無線充電模塊上方時，返回步驟SI； 採用權利要求1至4任一項所述的利用風能的長距離無線充電系統實施。
6.如權利要求5所述的利用風能的長距離無線充電方法，其特徵在於，步驟SI中還包括:通過車主的手機終端或車載終端控制車載的無線充電裝置發出所述的充電請求； 步驟S3之前還包括:電力公司網絡平臺確認所述的充電請求後，發信號給車主的手機終端或車載終端再次進行充電請求的確認。
7.如權利要求5所述的利用風能的長距離無線充電方法，其特徵在於，步驟S3中還包括:通過手機終端或車載終端實時監控充電情況，隨時與電力公司網絡平臺通信，中斷充電過程。
8.如權利要求7所述的利用風能的長距離無線充電方法，其特徵在於，還包括:S5、充電結束後，電力公司網絡平臺從控制機櫃獲取充電電量信息；通過手機終端或車載終端與電力公司網絡平臺連接，完成電子支付。
【文檔編號】H02J7/34GK104242419SQ201410422161
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月26日 優先權日:2014年8月26日
【發明者】陳業軍 申請人:陳業軍