CN204131146U - 一种无线充电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种无线充电装置，用以解决现有供电设备对车辆进行充电存在很多不利的问题。装置包括：依次相连控制模块、电源模块、电压转化模块、发射模块和天线；其中，发射模块和天线安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置。本实用新型的无线充电装置可以安装在专用的充电站、停车场，也可以安装在其他电力网络的铺设的地方，容易实现对电动车辆的无线充电。

Description

一种无线充电装置
【技术领域】
本实用新型涉及无线充电领域，尤其是一种无线充电装置。 
【背景技术】
随着工业化进程的日益推进，电动的交通工具越来越多，电动车已经广泛的应用在人们的生活中，电动车辆也逐步面向市场，电动车辆其动力普遍采用蓄电池供电方式，它比传统的车辆排放量小很多，对环境的影响非常小，在全球一致呼吁加强环保的今天，电动车辆一定会因其无污染性和易扩展等优点而得到迅猛发展和广泛应用。但是采用传统的供电设备对车辆进行充电有很多不利的地方，包括过多导线的存在，危险性，还有户外有线充电桩的侵害。 
【发明内容】
本实用新型提供了一种无线充电装置，用以解决现有供电设备对车辆进行充电存在很多不利的问题。 
本实用新型的一种无线充电装置，应用于为电动车辆充电，包括：依次相连控制模块、电源模块、电压转化模块、发射模块和天线；其中，所述的发射模块和天线安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置； 所述的控制模块接收开始充电信号并启动无线充电过程，以及控制所述无线充电过程；所述的电源模块提供交流电；所述的电压转化模块将电源模块输入的交流电转化为规定频率的电压；所述的发射模块将所述规定频率的电压转化为无线射频信号；所述的天线将所述无线射频信号向外发射。 
其中，还包括：与所述控制模块相连的检测模块，所述检测模块对天线发射的无线射频信号进行反向检测，并将检测结果传递给控制模块；所述的控制模块还与电压转化模块相连，由所述控制模块根据收到的检测结果控制电压转化模块转化的电压值。 
其中，所述的控制模块还与电压转化模块相连，通过对电压转化模块的控制，调整所述无线射频信号的谐振频率。 
其中，所述无线充电装置朝向电动车辆一面的表壳为硬质非金属材质。 
其中，所述的电压转化模块、检测模块和控制模块制作在壳体之内。 
其中，所述的天线为外置天线，并围绕在电压转化模块、检测模块和控制模块***。 
其中，所述的天线是三维线圈。 
其中，所述的天线为中空的金属管，所述金属管的表层涂有三防漆。 
本实用新型的无线充电装置可以安装在专用的充电站、停车场，也可以安装在其他电力网络的铺设的地方，容易实现对电动车辆的无线充电。 
【附图说明】
图1是本实用新型实施例1中的无线充电装置的结构示意图； 
图2是本实用新型实施例2中的无线充电装置的结构示意图； 
图3是本实用新型实施例3中无线充电装置在具体实现中的示意图； 
图4是本实用新型实施例4中无线充电***的结构示意图。 
【具体实施方式】
无线供电技术(Contactless Power Supply,CPS)，也称为感应祸合电能传输技术(InductiveCoupled Power Transmission,ICPT)，无接触供电是指输电线路和负载方在没有电气连接和物理接触，甚至在它们之间还有相对运动的情况下，完成电能的传输。无接触供电技术的理论依据是电磁感应原理，利用现代电力能量变换技术、磁场祸合技术，借助于现代控制理论和微电子控制技术，实现能量从静止设备向可移动设备的传输。经发明人研究发现，采用无线充电技术，只要电动车辆停在固定位置就可以对其进行充电，甚至可以在车辆行驶过程中对车辆进行充电，这些优点都非常利于电动车辆的普及推广，并且解决了现有供电设备对车辆进行充电存在的若干问题。以下通过若干实施例进行详述。 
实施例1、参见图1所示，本实施例的无线充电装置将无线充电的发射部分安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置，借用现有电力公司网络，由电力公司供电线缆供电。包括：依次相连控制模块101、电源模块102、电压转化模块103、发射模块104和天线105，其中，发射模块104和天线105安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置。 
具体的充电过程中，控制模块101(可以采用单片机或PLC可编程控制器)接收开始充电信号并启动无线充电过程，以及控制所述无线充电过程，上述的开始充电信号可以来自简单的脉冲信号，例如：开始充电按钮、刷卡 设备；还可以来自电力供电服务器，在用户通过客户终端与电力供电服务器完成交互后，确认需要进行无线充电时，电力供电服务器会向本实施例的无线充电装置发出开始充电信号。电源模块102提供交流电，本实施例中与电力公司供电线缆连接。电压转化模块103将电源模块102输入的交流电转化为规定频率的电压，具体可以是AC/DC转换器、变压器、电路等。发射模块104将所述规定频率的电压转化为无线射频信号(具体是符合：Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准，或者Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的芯片或电路)，再由天线105将无线射频信号向外发射，从而引起临近线圈(无线充电车载装置中的线圈)的耦合，进而产生感应电流。 
可见，本实施例的无线充电装置可以安装在专用的充电站、停车场，也可以安装在其他电力网络的铺设的地方，容易实现对电动车辆的无线充电。本实施例的无线充电装置借用现有的电力网络线路，工程改造比较小，经济实惠，便于无线充电的推广普及。 
实施例2、参见图2所示，本实施例的无线充电装置将无线充电的发射部分安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置，借用现有电力公司网络，由电力公司供电线缆供电。包括：成闭环相连的控制模块201、电源模块202、电压转化模块203、发射模块204、天线205和检测模块206，另外电压转化模块203还与控制模块201相连，发射模块204和天线205安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置。 
具体的充电过程中，控制模块201(可以采用单片机或PLC可编程控制器)接收开始充电信号并启动无线充电过程，以及控制所述无线充电过程，上述的开始充电信号可以来自简单的脉冲信号，例如：开始充电按钮、刷卡 设备；还可以来自电力供电服务器，在用户通过客户终端与电力供电服务器完成交互后，确认需要进行无线充电时，电力供电服务器会向本实施例的无线充电装置发出开始充电信号。电源模块202提供交流电，本实施例中与电力公司供电线缆连接。电压转化模块203将电源模块202输入的交流电转化为规定频率的电压，具体可以是AC/DC转换器、变压器、电路等。发射模块204将所述规定频率的电压转化为无线射频信号(具体是符合：Qi标准、Power Matters Alliance(PMA)标准，或者Alliance for Wireless Power(A4WP)标准的芯片或电路)，再由天线205将无线射频信号向外发射，从而引起临近线圈(无线充电车载装置中的线圈)的耦合，进而产生感应电流。检测模块206可以采用射频反向检测电路，对天线205发射的无线射频信号进行反向检测，并将检测结果传递给控制模块201，由控制模块201根据收到的检测结果控制电压转化模块203转化的电压值。更为优选的，还可以由控制模块201对电压转化模块203进行控制，进而调整无线射频信号的谐振频率。 
可见，本实施例的无线充电装置具备实施例1的全部优点，并且还引入了检测模块206。当普通的金属放置在本实施例的无线充电装置上时，可通过检测模块206的反向检测结果判断是否是充电线圈，以及检测车辆停放位置是否合适。针对不同的被充设备，可以通过检测电压的变化，从而通过控制模块201控制电压转化模块203的充电电压，进而调整发射功率。通过对电压转化模块203的控制，可以调整无线射频信号的谐振频率，进而可以与车载部分的充电天线形成更好的共振匹配，利于提高无线充电的效率。 
实施例3、本实施例是上述实施例1和2的具体实现方案，可参见图3所示。本实施例的无线充电装置朝向电动车辆一面，尤其是停车位的前端与 电动车辆的车头相应位置的表壳采用硬质的非金属材质制成，便于电磁波的投射，方便无线充电。电压转化模块303、检测模块306和控制模块301制作在壳体之内，使其不受外部破坏，并且防水防腐蚀。天线305可采用外置的天线，围绕在电压转化模块303、检测模块306和控制模块301***。天线305可采用铜管的方式，铜管表面涂有三防漆，可用于长期室外工程，具体可围成三维线圈的方式，还可通过多圈的线圈绕制提高天线305的辐射能力。最后可将全部部件再使用外壳包装起来安装在停车位的前端与电动车辆的车头相应位置，使之一体化；或者也可将发射部分安装在停车位的前端与电动车辆的车头相应位置，将其他部分安装在停车位地表下。 
实施例4、本实施例的无线充电***，参见图4所示，包括：客户终端401、至少一个无线充电装置402、电力供电服务器403和待充电的电动车辆404。客户终端401与电力供电服务器403和待充电的电动车辆404分别连接，无线充电装置402与电力供电服务器403和待充电的电动车辆404分别连接，并且无线充电装置402与待充电的电动车辆404的位置相匹配。上述的若干处连接包括但不限于有线电连接和无线连接。 
其中，客户终端401可以是用户的手机或者待充电的电动车辆404上的车载终端。客户终端401可以通过无线网络与电力供电服务器403互联，并且可以通过无线网络、无线信号或通过接插连接方式与待充电的电动车辆404上的车载无线充电装置相连。 
无线充电装置402即上述实施例1至3中任一一种无线充电装置。无线充电装置402通过无线网络或是特定脉冲信号与待充电的电动车辆404互通，无线充电装置402通过网络铺设与电力公司的电力供电服务器403链接。并 且无线充电装置402还需与待充电的电动车辆404所停放的位置相匹配，可以选择通过与待充电的电动车辆404位置最匹配的一个无线充电装置402为该待充电的电动车辆404进行无线充电，也可以根据具体部署情况和待充电的电动车辆404的大小选择通过与待充电的电动车辆404位置相匹配的至少二个无线充电装置402协同为该待充电的电动车辆404进行无线充电，例如：待充电的电动车辆404底盘面积较大，其中一个无线充电装置402与待充电的电动车辆404的位置覆盖率达70％，另一个无线充电装置402与待充电的电动车辆404的位置覆盖率达40％，则可由上述二个无线充电装置402协同为待充电的电动车辆404进行无线充电。 
在具体实现中，当待充电的电动车辆404停放在无线充电装置402前端时，用户可以通过客户终端401(如手机)与车载无线充电装置连接，控制待充电的电动车辆404是否进行无线充电，如果进行无线充电，则控制车载无线充电装置发送无线信号给无线充电装置402进行充电请求。无线充电装置402与电力供电服务器403通信，要求对所述充电请求进行确认，电力供电服务器403会向客户终端401发送充电确认消息，用户如通过客户终端401确认开始充电，则向电力供电服务器403返回开始充电消息，电力供电服务器403向无线充电装置402发出开始充电信号，该开始充电信号中还可包含有针对该待充电的电动车辆404的充电参数。无线充电装置402(即其中的控制模块)收到开始充电信号后，启动无线充电过程。通过与待充电的电动车辆404的车载无线充电装置耦合产生感应电流，进而为待充电的电动车辆404充电。用户可以通过客户终端401实时监控待充电的电动车辆404的充电情况，可以随时与电力供电服务器403通信，中断充电过程。充电结束后， 用户可通过客户终端401根据电力公司的充电量统计进行电子支付。 
可见，本实施例的无线充电***中无线充电装置402连接电力公司的电力供电服务器403，可以对充电量进行统计。用户可通过手机控制车载无线充电装置，与无线充电装置402配合完成无线充电。用户可通过手机电子支付的方式，方便快捷，便于无线充电***的推广普及。本实施例的无线充电***中无线充电装置402可以通过后台控制的方式与其它无线充电装置402相互配合，对待充电的电动车辆404进行充电，这样达到了并行充电的目的，提高了充电的效率。 
这里本实用新型的描述和应用都只是说明性和示意性的，并非是想要将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是完全可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说，实施例的替换和等效的各种部件均是公知的。本领域技术人员还应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现，以及在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。 

Claims (8)

1.一种无线充电装置，应用于为电动车辆充电，其特征在于，包括：依次相连控制模块、电源模块、电压转化模块、发射模块和天线；其中，所述的发射模块和天线安装在停车位的前端，并且与电动车辆的车头相应的位置； 
所述的控制模块接收开始充电信号并启动无线充电过程，以及控制所述无线充电过程； 
所述的电源模块提供交流电； 
所述的电压转化模块将电源模块输入的交流电转化为规定频率的电压； 
所述的发射模块将所述规定频率的电压转化为无线射频信号； 
所述的天线将所述无线射频信号向外发射。 
2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，还包括：与所述控制模块相连的检测模块，所述检测模块对天线发射的无线射频信号进行反向检测，并将检测结果传递给控制模块； 
所述的控制模块还与电压转化模块相连，由所述控制模块根据收到的检测结果控制电压转化模块转化的电压值。 
3.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述的控制模块还与电压转化模块相连，通过对电压转化模块的控制，调整所述无线射频信号的谐振频率。 
4.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置朝向电动车辆一面的表壳为硬质非金属材质。 
5.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述的电压转化模块、 检测模块和控制模块制作在壳体之内。 
6.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述的天线为外置天线，并围绕在电压转化模块、检测模块和控制模块***。 
7.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述的天线是三维线圈。 
8.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述的天线为中空的金属管，所述金属管的表层涂有三防漆。 
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