[发明专利]电动汽车无线充电桩

说明书

技术领域

本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电桩。

背景技术

电动汽车充电站是指为电动汽车充电的站点，与现在的加油站相似。随着低碳经济成为我国经济发展的主旋律，电动汽车作为新能源战略和智能电网的重要组成部分，以及国务院确定的战略性新兴产业之一，必将成为今后中国汽车工业和能源产业发展的重点。当前电动汽车主要的充电方式有普通充电的充电桩、快速充电的充电站及可更换电池的换电站。但是这三种方式都有一定的弊端，但共同缺陷在于：有线连接的共同标准问题。普通充电方式多为交流充电，一次需要八到十个小时才能充满，这将大量占用充电等待时间，增大充电站建设规模。快速充电方式多为直流充电，一次充电需要几十分钟，而快速充电会降低电池的使用寿命，而且对城市电网的冲击不可忽视。而更换电池的方式主要面临的问题有电池的电动汽车的标准化、电池的流通管理问题等等。随着无线充电技术的发展，人们逐渐将目光放在无线充电技术，研究其在电动汽车充电领域的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种电动汽车无线充电桩，一方面，对充电桩的内部结构和辅助结构进行设备实现和改良，从整体上提高充电桩的性能；另一方面，在充电桩本身上集成了识别车辆的红外线传感阵列和识别电动车辆的排气管检测设备，用于采集附近道路经过的汽车总数、电动车数量和非电动车数量，并通过时分双工通信设备上传给充电桩规划者，使得附近道路经过的电动汽车数量与相应位置的充电桩的配置相适应。

根据本发明的一方面，提供了一种电动汽车无线充电桩，所述充电桩包括红外线传感阵列、充电桩主体结构、MMC存储卡、排气管检测设备、时分双工通信设备和AT89C51单片机，红外线传感阵列用于检测充电桩附近道路是否有汽车通过，MMC存储卡和排气管检测设备用于检测通过汽车的车辆类型，充电桩主体结构用于对电动汽车充电，AT89C51单片机与红外线传感阵列、排气管检测设备和时分双工通信设备分别连接。

更具体地，在所述电动汽车无线充电桩中，包括：红外线传感阵列，水平设置在充电桩附近道路位置，由多个红外线传感单元组成，根据同时被触发的红外线传感单元的数量确定充电桩附近道路是否存在汽车行驶通过，当确定存在汽车行驶通过时发出汽车通过信号，其中，红外线传感阵列的水平宽度大于等于最长汽车的长度，多个红外线传感单元为等间隔均匀分布；充电桩主体结构，包括充电桩外壳、电力供应设备和电力供应插头；电力供应设备包括第一开关、第二开关、上拉电压接入端、第一电阻、第一交流电源线输入端、第一交流电源线输出端、第一中线输入端、第一中线输出端、第一接地端、电压检测器和第一输出接口，第一开关位于第一交流电源线输入端和第一交流电源线输出端之间，第二开关位于第一中线输入端和第一中线输出端之间，第一电阻的一端连接上拉电压，另一端连接电压检测器，第一输出接口包括四个输出端，分别为第一交流电源线输出端、第一中线输出端、第一接地端和第一电阻的另一端；电力供应插头包括第二交流电源线输入端、第二交流电源线输出端、第二中线输入端、第二中线输出端、第二接地端、第二电阻、第三开关、第三电阻和第二输出接口，第二交流电源线输入端、第二中线输入端和第二接地端与第一交流电源线输出端、第一中线输出端和第一接地端分别连接，第二交流电源线输出端、第二中线输出端与第二交流电源线输入端、第二中线输入端分别连接，第三电阻的一端与第一电阻的另一端连接，另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二接地端连接，第三开关的一端与第二接地端连接，另一端与第三电阻的另一端连接，第二输出接口包括三个输出端，分别为第二交流电源线输出端、第二中线输出端和第二接地端，第二输出接口用于与电动汽车的充电插头连接；时分双工通信设备，设置在充电桩外壳上，与远端的电动汽车信息采集中心建立无线双向通信 链路；MMC存储卡，预先存储了排气管灰度上限阈值、排气管灰度下限阈值和各类排气管基准模版，排气管灰度上限阈值和排气管灰度下限阈值用于将图像中的排气管与背景分离，所述各类排气管基准模版为对各类用油汽车的基准排气管预先进行拍摄所得到的各个图像，所述排气管灰度上限阈值和所述排气管灰度下限阈值的取值范围均为0-255，所述排气管灰度上限阈值大于所述排气管灰度下限阈值；CCD拍摄设备，用于对充电桩附近道路进行拍摄，以获得附近道路图像，所述附近道路图像的分辨率为3840×2160；排气管检测设备，与MMC存储卡连接，包括边缘增强子设备、Haar小波滤波子设备、中值滤波子设备、尺度变换增强子设备、目标分割子设备和目标识别子设备；所述边缘增强子设备与所述CCD拍摄设备连接，用于对所述附近道路图像执行边缘增强处理以获得边缘增强图像；所述Haar小波滤波子设备与所述边缘增强子设备连接，用于对所述边缘增强图像采用基于2阶Haar小波基的小波滤波处理，以滤除所述边缘增强图像中的高斯噪声，获得小波滤波图像；所述中值滤波子设备与所述Haar小波滤波子设备连接，用于对所述小波滤波图像执行中值滤波处理，以获得中值滤波图像；所述尺度变换增强子设备与所述中值滤波子设备连接，用于对所述中值滤波图像执行尺度变换增强处理，以增强图像中目标与背景的对比度，获得对比度增强图像；所述目标分割子设备与所述尺度变换增强子设备连接，将所述对比度增强图像中像素灰度值在排气管灰度上限阈值和排气管灰度下限阈值之间的所有像素组成排气管子图像；所述目标识别子设备与所述目标分割子设备连接，将所述排气管子图像与各类用油汽车的排气管基准模版逐一匹配，匹配成功，则输出存在排气管信号，并输出匹配成功的排气管基准模版对应的用油汽车类型，匹配失败，则输出不存在排气管信号；AT89C51单片机，设置在充电桩外壳内，与时分双工通信设备、排气管检测设备和红外线传感阵列分别连接，当接收到汽车通过信号时，汽车数量自加1，当接收到汽车通过信号且接收到存在排气管信号时，用油汽车数量自加1，电动汽车数量为汽车数量减去用油汽车数量，汽车数量、用油汽车数量和电动汽车数量每周自动清零，AT89C51单片机通过时分双工通信设备将汽车数量、用油汽车数量和电动汽车数量发送给远端的电动汽车信息采集中心位置处的服务器；其中，电压检测器 根据其所在位置的电压来判断电力供应插头的第二输出接口是否与电动汽车的充电插头完全连接。