一種自動聚焦無線充電帶系統(tǒng)及無線充電帶全自動鋪設(shè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種全新型的使電動汽車在高速行駛中充電的電磁自動聚焦無線充電帶技術(shù)、無線充電帶控制系統(tǒng)及技術(shù)實施方案，以及所述無線充電帶的鋪設(shè)施工設(shè)備和鋪設(shè)施工方法，屬新能源汽車領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動汽車技術(shù)的發(fā)展，電動汽車的充電問題將日益突出，甚至成了限制電動汽車普及的咽喉。充電樁可以解決電動汽車在停泊中充電，但是由于充電時間相對較長，很難解決旅途中充電的問題。無線非接觸充電技術(shù)十幾年前就已在實驗室實現(xiàn)了，近距離非接觸充電技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在電話機充電器中、各種電動工具的充電器中。常用的技術(shù)主要有三種:一種是電磁稱合技術(shù)，第二種是電磁共振技術(shù)，第三種是微波技術(shù)。三種技術(shù)各有優(yōu)缺點，微波技術(shù)傳輸能量的距離相對比較遠，然而大功率的微波對人體有一定的傷害；電磁共振技術(shù)的能量傳輸距離可以達到幾十厘米，但是傳輸功率相對沒有電磁耦合技術(shù)的大；電磁耦合技術(shù)比較適合大功率能量傳輸，然而所使用的環(huán)境都是近距離:充電發(fā)射器和接收器之間的距離都小于幾十毫米。隨著新能源電動汽車技術(shù)的發(fā)展，無線非接觸充電在電動汽車領(lǐng)域的需求越來越高。不少人提出了將現(xiàn)有的電磁耦合非接觸充電技術(shù)和電磁共振技術(shù)應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域。由于現(xiàn)有無線非接觸充電技術(shù)的充電效率與充電發(fā)射器和接收器之間的距離的平方成反比，距離越遠效率越低，而電動汽車的地盤離路面的距離一般都在200-500毫米之間，因此現(xiàn)有無線非接觸充電技術(shù)用于電動汽車領(lǐng)域的充電效率比較低。也有人提出了在汽車底盤下面安裝一個可以調(diào)整高度的支架用于減小接收天線與路面的距離，這種方法用于停車場在電動汽車靜止?fàn)顟B(tài)下進行非接觸充電還可以接受，然而對于高速行駛中的電動汽車，過于減小接收天線與路面的距離，任何顛簸將會造成嚴重的安全隱患。另外，現(xiàn)有無線非接觸充電技術(shù)直接用于電動汽車領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生比較嚴重的電磁輻射和能源浪費。有人曾提出用壓力傳感器來探測車輛的通過時才開啟充電電流，然而，還是對大量通過充電路段的非電動汽車或不需要充電的汽車產(chǎn)生電磁輻射并浪費充電電能。而且將現(xiàn)有的無線非接觸充電技術(shù)方案直接用于電動汽車領(lǐng)域還存在著實施施工復(fù)雜，不利于大批量大面積施工等等一系列問題。綜上所訴，現(xiàn)有無線非接觸充電技術(shù)存在的缺點和不足包括:1、充電效率低；2、實施施工復(fù)雜，安裝施工成本高，不利于大批量大面積施工；3、福射量大,造成電磁福射和能源浪費。
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點和補足，本發(fā)明提供了一種全新型的電磁自動聚焦無線充電帶技術(shù)、無線充電帶控制系統(tǒng)及技術(shù)實施方案，以及所述無線充電帶的鋪設(shè)施工設(shè)備和鋪設(shè)施工方法，本發(fā)明提供的電磁發(fā)射陣列技術(shù)可以使無線充電電磁流自動聚焦在接收天線上，從而有效地提高了無線充電效率并降低了有害的電磁輻射；本發(fā)明提供的超薄型抗高壓無線充電帶技術(shù)、設(shè)計生產(chǎn)工藝方法及鋪設(shè)安裝施工方法有效提高了生產(chǎn)及施工效率，并降低了成本，可以使無線充電技術(shù)大面積迅速實施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種全新型的電磁自動聚焦無線充電帶技術(shù)、無線充電帶控制系統(tǒng)及技術(shù)實施方法，以及所述無線充電帶的鋪設(shè)施工設(shè)備和鋪設(shè)施工方法。所述電磁自動聚焦無線充電帶是一種寬20-350厘米，厚小于5厘米(一般為0.5-1厘米)，可達數(shù)千公里長的高強度塑料或橡膠密封外殼的帶狀物體，包括模塊化的控制信號收發(fā)天線陣列、充電電流發(fā)射天線陣列、充電電流驅(qū)動線圈陣列、塑性導(dǎo)磁材料、多層電容極板天線陣列、絕緣層隔離板、天線陣列控制器、控制線路和低壓充電電流傳輸線。所述電磁自動聚焦無線充電帶的特征在于，首次采用了最新型的動態(tài)充電電流發(fā)射天線陣列、充電電流驅(qū)動線圈陣列和多層電容極板天線陣列技術(shù)并通過控制所述動態(tài)陣列使無線充電帶發(fā)射的充電電磁流自動聚焦在充電接收天線上，從而有效的提高了無線充電的充電電效率。所述無線充電帶的另一特征在于，采用了最新型的模塊化多層塑性印刷電路設(shè)計方案及加工工藝，具有高抗壓、抗震性能，設(shè)計有滲水孔，透氣孔，抗震折，可以防水、防塵、防震、滲水、透氣、超薄(不超過5厘米，一般為0.5-1厘米)，鋪設(shè)施工非常簡單:采用浙青將無線充電帶粘貼在行車道中間并在上面涂上綠色或其他顏色的斑馬線油漆即可。所述無線充電帶的另一特征在于，包括塑性導(dǎo)磁材料及多層電容極板天線陣列，塑性導(dǎo)磁材料“聚集”無線充電帶的發(fā)射磁場，有效地提高了無線充電帶的充電增益；多層電容極板天線陣列不但起到電磁共振效果而且有效的提高了發(fā)射天線的發(fā)射增益。所述無線充電帶的另一個特征在于，包括控制信號收發(fā)天線陣列和天線陣列控制器陣列，可以有效的跟蹤和定位電動汽車在充電帶上的具體位置和運行速度，從而為電磁自動聚焦技術(shù)提供了有效的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在充電帶控制器的控制下，電動汽車所在充電帶位置上相對應(yīng)的電磁發(fā)射陣列(動態(tài)電磁發(fā)射陣列)自動將充電電磁流聚焦到位于電動汽車底部的接收天線上。電動汽車所在充電帶位置上相對應(yīng)的電磁發(fā)射陣列稱為動態(tài)電磁發(fā)射陣列，動態(tài)電磁發(fā)射陣列中發(fā)射天線的個數(shù)與電動汽車當(dāng)時的行運速度成正比，速度越高動態(tài)電磁發(fā)射陣列中發(fā)射天線的個數(shù)越多，最少為2個，最多為100個。靜態(tài)電磁發(fā)射陣列中發(fā)射天線的個數(shù)與電動汽車當(dāng)時的行運速度無關(guān)。配合無線充電帶系統(tǒng)的充電卡認證管理，使購置了充電權(quán)的電動汽車可在任何鋪設(shè)有所述無線充電帶的道路路段上可邊運行邊充電，對未購置充電權(quán)或不需要充電的汽車經(jīng)過時所述鋪設(shè)無線充電帶的道路路段將自動關(guān)閉無線充電電流，以減少輻射并節(jié)省電力資源。
[0005]所述無線充電帶控制系統(tǒng)包括充電帶控制器，充電帶接收器，充電卡及充電帶管理后臺，所述充電卡和充電接收器放置或安裝在電動汽車里。所述無線充電帶控制系統(tǒng)的特征在于，采用IC充電卡、充電帶控制器、充電帶接收器和充電帶管理后臺來有效的認證和控制無線充電帶相對區(qū)域中的充電電流的開啟和關(guān)閉，無線充電帶僅對在充電帶上面相對范圍內(nèi)并持有有效IC充電卡的車輛開啟并發(fā)送無線充電電流。所述無線充電帶控制系統(tǒng)的另一個特征在于，能夠通過所述的充電帶控制器跟蹤通過認證后的車輛并且控制車輛所在充電帶相對位置上的發(fā)射天線陣列，將充電電磁流自動聚焦在充電接收天線上。
[0006]所述無線充電帶系統(tǒng)技術(shù)實施方法的主要特征在于，充電帶內(nèi)部采用模塊化設(shè)計，充電帶中每個模塊有自己的獨立編號，充電帶控制器可以通過每個模塊中的控制開關(guān)及編號控制每個模塊和陣列的開或關(guān)，萬一損壞只需更換相應(yīng)的損壞的模塊即可；所述無線充電帶系統(tǒng)技術(shù)實施方法的另一個主要特征在于，所述充電帶超薄，采用超薄高強度塑料密封外殼，防水、防塵、防震(抗震折)、滲水(滲水孔)、透氣(透氣孔)，充電帶上有漏水孔便于路面滲水，有抗震折可以防7級地震。所述無線充電帶系統(tǒng)技術(shù)實施方法的另一個主要特征在于，鋪設(shè)施工非常簡單方便，不需要對現(xiàn)有道路進行任何更改，僅使用高粘度浙青將所述無線充電帶粘貼在行車道中間，并定期在上面涂上綠色或其它顏色斑馬線油漆進行保護即可，充電帶的表面采用紋理化設(shè)計便于粘貼牢固。所述充電帶內(nèi)的電壓為安全低壓電壓，萬一泄露對人體及動物均無危害，另外充電帶控制器內(nèi)裝有過載漏電保護裝置以避免任何泄露或短路造成的問題。
[0007]本發(fā)明的基本工作原理及工作流程為:充電管理機構(gòu)將無線充電帶鋪設(shè)在需要充電的路段的車道中間，并涂上綠色或綠白相間或其它顏色的斑馬線油漆或道路油漆覆蓋，起到保護充電帶的同時并用以指示本路段設(shè)有充電帶。充電帶控制器可以安置在道路旁邊也可以與充電管理后臺一起安裝在加油站或收費站等地方，一個充電管理后臺可以管理多個充電帶控制器，一個充電帶控制器可以連接并控制多個或多段充電帶，并通過無線充電