[发明专利]全自动车顶感应式公用充电桩

说明书

一种电动汽车用自动化无线充电装置，采用悬臂框架、控制箱、直线运动模组、多级升降螺杆、智能一体化电机、万向接头、悬挂弹簧、桩端充电接口、车端充电接口、磁屏蔽板、射频购电卡、管理员计算机、售电管理软件及射频卡发卡器等基本部件，以及监控摄像头、LED灯具、网络接入器等可选部件；不仅能实现车顶充电接口自动对接、电磁感应式无线充电、公用预付费射频卡用电计量、用电安全监测及保护等主要功能，还具有远程监控和道路照明等可选功能；解决了现有车底安装式无线充电装置普遍存在的应用推广门槛高、地面安装工程量大、环境适应性差、自动化程度低、充电接口对接困难、功能扩展性差等问题，可广泛应用于电动汽车充电等公用设施。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车用自动化无线充电装置，尤其是具有车顶充电接口自动对接、电磁感应式无线充电、公用预付费射频卡用电计量、用电安全监测及保护、远程监控和道路照明等功能的电动汽车充电桩。

背景技术

随着我国新能源汽车产业的高速增长，解决充电难题已成为迫切需求。电动汽车现有充电方式主要以传导式充电为主，无线充电相对传导充电具有明显优势：1)可用于阴雨、潮湿、积雪、粉尘等恶劣环境，环境适应性好、安全可靠性高；2)可实现全自动化操作，用户体验较好、维护成本较低；3)充电接口无导电触点外露、无导线连接，抗磨损老化、免维护性好。无线充电技术源于无线电力传输技术，主要分为电磁感应、磁场谐振、微波定向三种传输方式，电磁感应式无线充电采用电磁耦合(脉冲变压器)原理，虽然传输距离相对较短，但因具有传输效率高(>90％)、电磁辐射低、制造成本低、技术成熟等优势，所以目前是电动汽车无线充电的首选方式。

据研究分析，感应式无线充电技术目前尚待解决的难题有：1)选择适合各种车型、安全可靠、免维护的车身充电区域；2)快速精确、安全可靠的充电接口自动对接技术；3)保持磁路中较高的饱和磁场强度，减小磁通面积(缩小充电接口面积)；4)高效率低辐射的高频脉冲变压器、DC/DC变换器技术。

现有的电动汽车无线充电装置大多采用车底安装型式，其缺点是：1)需要依赖整车厂改动底盘结构，应用推广门槛较高；2)对驾驶员泊车到位要求较高，用户体验较差；3)使用场合受限，地基开挖施工工作量较大；4)实现充电接口自动对接困难，定位精度难以提升，影响充电效率和电磁辐射；5)环境适应性较差，系统维护不便；6)功能扩展性差，无法安装路灯设施。

车顶安装型式能克服车底安装型式的上述缺点，但目前尚未出现车顶安装型式的无线充电装置。根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第五十四条规定(机动车载物不得超过机动车行驶证上核定的载质量，装载长度、宽度不得超出车厢，并应当遵守下列规定：载客汽车行李架载货，从车顶起高度不得超过0.5米，从地面起高度不得超过4米)，在电动汽车原装车顶行李架上后装无线充电装置是合规的；再考虑无线充电装置车顶安装部分的体积、重量、安全等因素，虽对整车外观有所影响，但对行车风阻、操纵稳定性、行驶平顺性等整车特性影响有限，安全方面只要设计合理应无影响，因此车顶安装型式也是可行的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为克服现有电动汽车车底安装式无线充电装置普遍存在的应用推广门槛高、地面安装工程量大、环境适应性差(防护要求高)、自动化程度低(用户体验差)、充电接口对接困难(导致效率降低和辐射加大)、功能扩展性差(无法安装路灯设施)等问题，本发明提供一种全自动车顶感应式公用充电桩，能通过车顶充电接口自动对接、电磁感应式无线充电、公用预付费射频卡用电计量、用电安全监测及保护等技术方法解决所述技术问题。