基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置制造方法
【專利摘要】基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置包括：光伏陣列，太陽能控制器，光伏儲能蓄電池，直流匯流器，初級變換器，無線充電發(fā)射端，車載無線充電接收端，次級變換器，車載充電、放電超級電容模塊，車載充電控制器，車載蓄電池，高速公路行車道。光伏陣列的與直流匯流器相連，直流匯流器與光伏儲能蓄電池及初級變換器相連，光伏直流電經(jīng)初級變換器進(jìn)行高頻逆變變換后，該交流電輸送至無線充電發(fā)射端，無線充電發(fā)射端發(fā)出的脈沖電磁能被車載無線充電接收端接收，并閃存到車載充放電超級電容模塊，超級電容模塊獲得的電荷能經(jīng)次級變換器及車載充電器向車載蓄電池充電，完成整個電動汽車的充電過程。
【專利說明】基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種汽車充電器，具體涉及基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自從科學(xué)家揭示電磁感應(yīng)現(xiàn)象以來，電能的傳輸主要是由導(dǎo)線直接接觸進(jìn)行傳輸?shù)?。電工設(shè)備的充電一般是通過插頭和插座來進(jìn)行，但是在進(jìn)行大功率充電時，這種充電方式存在高壓觸電的危險。由于存在摩擦和磨損，給高電壓等級電力系統(tǒng)的安全性、可靠性帶有一定的影響并縮短了電力設(shè)備的使用壽命，在給運(yùn)動設(shè)備進(jìn)行供電時，如城市交通中的電車，一般是采用滑動接觸的方式進(jìn)行供電，這種方式在使用上存在諸如滑動磨損、接觸火花、碳積和不安全裸露導(dǎo)體等等弊端。
[0003]在化石能源日益枯竭的今天，電動汽車作為新一輪的經(jīng)濟(jì)增長的突破口和實(shí)現(xiàn)交通能源轉(zhuǎn)型的根本途徑，已經(jīng)成為世界各主要國家和汽車制造廠商的共同的戰(zhàn)略選擇，也是各國汽車市場的戰(zhàn)略選擇。在各國政府的大力推動下，世界汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了全面的交通能源轉(zhuǎn)型的時期，電動汽車進(jìn)入了加速發(fā)展的新階段。我國已經(jīng)采取了一系列實(shí)質(zhì)的行動來啟動電動汽車的開發(fā)和使用。規(guī)定我國到2012年之前有10%的汽車必須使用可代替燃料。已經(jīng)啟動了旨在電動汽車技術(shù)研發(fā)的“863計(jì)劃”?？萍疾孔罱€宣布了一項(xiàng)計(jì)劃，將在全國的10個城市部署一萬輛混合動力、電力和燃料電池機(jī)車。加快電動汽車市場化運(yùn)營，不僅需要成熟的技術(shù)、更長的續(xù)航里程、敏銳的加速性，更需要充電站布設(shè)、電池的后期處理等一系列龐大的系統(tǒng)來支持電動車的日常使用，尤其是遍布城市各個角落的快速充電站是電動車能否盡快投入市場的關(guān)鍵所在。電動汽車在家充電并不方便，即便可以用家用220伏電壓充電，由于存在導(dǎo)線連接，接口插拔，充電時間較長等，這種接觸式充電方式給人們的生產(chǎn)和生活帶來了嚴(yán)重的不便，安全上也存在一定隱患，特別是在電動汽車的動力電池的續(xù)航能力有限，要頻繁的停下汽車給電池充電，影響了電動汽車的發(fā)展。
[0004]實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備之間沒有導(dǎo)體接觸的無線供電成為電能傳輸?shù)闹匾芯糠较蛑?，特別是對大功率負(fù)載進(jìn)行充、供電，無線輸電的想法很早就有人提出過，但是卻被很多科學(xué)家認(rèn)為根本無法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榘l(fā)射器發(fā)出的電磁能向四周分散傳送，人類無法對電磁能進(jìn)行集中控制，就更談不到加以利用。2006年11月，美國麻省理工學(xué)院(MIT)物理系助理教授索爾賈希克(Marin Soljacic)提出一種可以通過無線電能傳輸技術(shù)利用電磁能的新理論。按照索爾賈希克的理論，只要讓電磁能發(fā)射器同接收設(shè)備在相同頻率上產(chǎn)生共振，它們之間就可以進(jìn)行能量互換。其領(lǐng)導(dǎo)的6人小組在這一理論基礎(chǔ)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。利用兩個銅絲線圈充當(dāng)共振器，一個線圈與電源相連，作為發(fā)射器；另一個與臺燈相連，充當(dāng)接收器。結(jié)果，他們成功地把一盞距發(fā)射器2.13米開外的60瓦電燈點(diǎn)亮，但是，電磁共振線圈龐大，且兩線圈要放置于相對固定位置，同時，傳輸功率只有60瓦，電能的傳輸效率只有40%左右，有一定的電磁輻射等，還只能處于試驗(yàn)階段，無法進(jìn)行大面積推廣。
[0005]太陽能光伏技術(shù)在很多方面得到了廣泛的應(yīng)用，已成為可再生能源的重要組成部分，但太陽能光伏發(fā)電與新能源電動汽車沒有很好地結(jié)合利用，現(xiàn)有技術(shù)是直接在汽車的頂部鋪設(shè)太陽能光伏陣列，但是汽車頂部面積有限，無法滿足電動汽車用電需求，不具備實(shí)質(zhì)性應(yīng)用，太陽能光伏汽車供電技術(shù)，無線輸電技術(shù)和快速充電技術(shù)缺陷已經(jīng)影響社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是影響電動汽車的普及與推廣，影響節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以上問題亟待解決。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有太陽能無法滿足電動汽車供電需求，無線輸電功率小，效率低及電動汽車充電難等問題，本實(shí)用新型提供一種基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置。本裝置的技術(shù)原理是電磁感應(yīng)原理。無線輸電技術(shù)方法有電磁感應(yīng)技術(shù)，微波傳輸技術(shù)及非輻射性諧振磁耦合技術(shù)，本實(shí)用新型根據(jù)實(shí)際情況采用非輻射性諧振磁耦合技術(shù)，電磁耦合能量傳遞技術(shù)已經(jīng)在一系列進(jìn)行能量傳遞的商業(yè)化產(chǎn)品和系統(tǒng)中使用了長達(dá)一個多世紀(jì)。比較典型的商業(yè)化產(chǎn)品是電機(jī)，變壓器等。與電機(jī)相比，變壓器傳輸能量有一個突出優(yōu)點(diǎn)，就是不受速度的影響。但這種傳統(tǒng)的感應(yīng)能量傳遞系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是子系統(tǒng)之間相對位置固定。當(dāng)電工設(shè)備與供電電源之間有相對運(yùn)動時，這種系統(tǒng)的應(yīng)用必然受到限制，同時大大增加了負(fù)載系統(tǒng)的重量。本實(shí)用新型技術(shù)就是為了彌補(bǔ)以上不足而發(fā)明的一種新技術(shù)，它完全克服了以上限制。該技術(shù)基于感應(yīng)能量傳遞原理，也稱新型感應(yīng)能量傳輸技術(shù)。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置包括:光伏陣列，太陽能控制器，光伏儲能蓄電池，直流匯流器，初級變換器，無線充電發(fā)射端，車載無線充電接收端，次級變換器，車載充電、放電超級電容模塊，車載充電控制器，車載蓄電池，高速公路行車道。光伏陣列固定于高速公路的隔離帶間，光伏陣列的與直流匯流器相連，直流匯流器與光伏儲能蓄電池及初級變換器相連，光伏陣列發(fā)出的電力經(jīng)直流匯流器由太陽能控制器控制后儲存于太陽能儲能蓄電池中，太陽能儲能儲能蓄電池與初級變換器相連，被輸送來的穩(wěn)定的直流電經(jīng)初級變換器進(jìn)行高頻逆變變換后，輸出頻率為50KHz-10MHz的高頻交流電，該交流電輸送至無線充電發(fā)射端，無線充電發(fā)射端發(fā)出的脈沖電磁能被車載無線充電接收端接收，并閃存到車載充放電超級電容模塊里。車載無線充電系統(tǒng)包括車載充放電超級電容模塊，車載充放電超級電容模塊輸入端與車載無線充電接收端相連，接收車載無線充電接收端傳輸?shù)碾姾赡埽囕d充放電超級電容模塊的輸出端與次級變換器相連，經(jīng)次級變換器整流濾波后，該電力由車載充電器以脈沖形式給車載蓄電池充電，完成整個電動汽車的充電過程。
[0008]作為優(yōu)選，無線充電發(fā)射端安裝在高速公路的某一車道路面下，間隔安裝，每隔100-1000米可安裝無線充電發(fā)射端，無線充電發(fā)射端在電動汽車底部與車載無線充電接收端垂直距離在5-400mm。
[0009]作為優(yōu)選，電動汽車底部有防電磁干擾層，防止電磁干擾對車內(nèi)儀表、儀器的影響。
[0010]作為優(yōu)先，車載無線充電接收端有信號無線充電發(fā)射端聯(lián)系，當(dāng)車載無線充電接收端離無線充電發(fā)射端10-20m時，發(fā)出信號，啟動無線充電裝置。
[0011]作為優(yōu)先，所述的無線充電發(fā)射端發(fā)出的高頻交流電能的頻率與車載無線充電接收端的固有頻率相同，該頻率為50KHz-10MHz。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果:
[0013]1、采用無線電能輸送系統(tǒng)，使電能傳輸脫離傳統(tǒng)的導(dǎo)線傳輸模式，對付在供電更加安全便捷；
[0014]2、采用可用太陽能光伏發(fā)電供電模式，可以沿著道路安裝，使電動汽車可以在行駛中充電，大大推動了電動汽車的發(fā)展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0016]圖1、為本實(shí)用新型基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置示意圖
[0017]圖中:1、光伏陣列，2、太陽能控制器，3、光伏儲能蓄電池，4、直流匯流器，5、初級變換器，6、無線充電發(fā)射端，7、車載無線充電接收端，8、次級變換器，9、車載充電、放電超級電容模塊，10、車載充電控制器，11、車載蓄電池，12高速公路行車道。
【具體實(shí)施方式】
[0018]參照圖1，基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置包括:光伏陣列1，太陽能控制器2，光伏儲能蓄電池3，直流匯流器4，初級變換器5，無線充電發(fā)射端6，車載無線充電接收端7，次級變換器8，車載充電、放電超級電容模塊9，車載充電控制器10，車載蓄電池11，高速公路行車道12。太陽能光伏陣列I由若干塊太陽能光伏組件串并聯(lián)構(gòu)成，光伏陣列I固定于高速公路的中間隔離帶處，光伏陣列I發(fā)出的直流電力由直流匯流箱4匯集，通過直流母線經(jīng)太陽能控制器2控制后輸送至光伏儲能蓄電池3中，光伏儲能蓄電池3與初級變換器5相連，經(jīng)初級變換器5逆變后的高頻交流電輸送至無線充電發(fā)射端5，進(jìn)行電磁能的發(fā)送。電動汽車行駛在安裝有無線充電裝置的道路上，當(dāng)電動汽車距離無線充電發(fā)射端10-20m時車載無線充電接收端7發(fā)出充電信號，無線充電裝置啟動工作，車載無線充電接收端7接收無線充電發(fā)射端5傳輸?shù)碾娔埽o充電、放電超級電容模塊9進(jìn)行閃充，充電、放電超級電容模塊9將獲得的電荷能經(jīng)次級變換器8整流濾波后以直流電的形式輸送至車載充電器10，由車載充電器10向車載蓄電池11充電，完成整個充電過程。
[0019]以上所述只是本實(shí)用新型優(yōu)選的一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但范本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型所揭示的內(nèi)容所做的等效改進(jìn)或變化，都應(yīng)納入本實(shí)用新型權(quán)利要求書所保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置，包括:光伏陣列，太陽能控制器，光伏儲能蓄電池，直流匯流器，初級變換器，無線充電發(fā)射端，車載無線充電接收端，次級變換器，車載充電、放電超級電容模塊，車載充電控制器，車載蓄電池，高速公路行車道；其特征在于光伏陣列的與直流匯流器相連，直流匯流器與光伏儲能蓄電池及初級變換器相連，光伏直流電經(jīng)初級變換器進(jìn)行高頻逆變變換后，該交流電輸送至無線充電發(fā)射端，無線充電發(fā)射端發(fā)出的脈沖電磁能被車載無線充電接收端接收，并閃存到車載充放電超級電容模塊，超級電容模塊獲得的電荷能經(jīng)次級變換器及車載充電器向車載蓄電池充電，完成整個電動汽車的充電過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置，其特征在于所述的無線充電發(fā)射端安裝在高速公路的某一車道路面下，間隔安裝，每隔100-1000米可安裝無線充電發(fā)射端，無線充電發(fā)射端在電動汽車底部與車載無線充電接收端垂直距離在 5_400mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置，其特征在于所述的無線充電發(fā)射端發(fā)出的高頻交流電能的頻率與車載無線充電接收端的固有頻率相同，該頻率為50kHz-10MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置，其特征在于所述的車載無線充電接收端有信號無線充電發(fā)射端聯(lián)系，當(dāng)車載無線充電接收端離無線充電發(fā)射端10_20m時，發(fā)出信號，啟動無線充電裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的基于太陽能光伏供電的行駛電動汽車無線充電裝置，其特征在于所述的電動汽車底部有防電磁干擾層，防止電磁干擾對車內(nèi)儀表、儀器的影響。
【文檔編號】H02J7/00GK203423515SQ201320537159
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月1日
【發(fā)明者】王干, 周興國, 葉春逢 申請人:王干