无线充电系统和停车管理系统

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电系统和停车管理系统。

背景技术

电动自行车由于其体积小、骑行方便、价格便宜等优势，当电瓶的续航能力提升后，将具有更大的出行便利。但电瓶车的充电成为很大的问题。一方面，在部分没有集中充电的小区中，在楼上的住户需要将电瓶车推到楼上，或者将电瓶单独拆开拿到楼上去充电。推车去楼上是一件非常麻烦的事情，且很多电瓶车为了防盗，将电瓶焊接固定在车架上，无法拆卸。并且，随着电瓶的容量不断提升，电瓶的体积和重量变得越来越大，拆卸搬运变得越来越不方便。另一方面，目前有些小区使用集中充电管理的方式。这需要在布设大量的插座口，且当一辆电瓶车由于老化、发热、短路等故障引起火灾时，这种集中充电的方式将造成灾难性影响。充电的便利性上，目前基本只有单位和小区里布置了充电插座。在外面无法自由地给车随时补充电力。且随意停放车辆造成美观和整洁性问题。

由于使用低频磁共振或磁耦合充电原理的无线充电系统，对各向的自由度要求严格，距离太远了影响充电效率。因此这个无线充电系统需要将车辆的接收线圈和埋藏在地下的发射线圈进行对齐。

现有的定位对齐技术大致分为两种：一种为采用多个摄像头置于车辆底部接收装置上，依靠人员通过摄像头图像控制车辆对准底面的发射线圈上方。另一种方式采用底面发射线圈为可机械方式电机驱动移动，通过多种定位方法依靠机械电机驱动发射线圈对准车辆的接收装置。

以上两个定位方式存在以下缺点：1.车辆附加零部件增多，增加视频及相关线束以及生产成本。2.如充电位采用可移动的发射装置，充电车位的整体结构复杂，底面下的机械结构复杂，单个无线充电位的造价成本高，不利于无线充电技术的推广。

而且，在电瓶车上实现类似的功能更不现实。因此，有必要建立一种安全、快速、高效、便宜的电瓶车的充电体系。

发明内容

本发明提供一种用于无线充电系统，解决了无线充电的对位问题，并进一步解决了传统电瓶车充电过程中由于插拔产生的电火花而引起的安全隐患以及电瓶拆卸不方便等问题，实现了一种安全、快捷、整洁美观的无线充电系统。

具体来说，本发明提供了一种无线充电系统，包括充电发射装置，其中，所述无线充电系统还包括可翘起面板、转轴与支架组件，所述可翘起面板通过所述转轴可转动地设于所述支架组件，所述支架组件设置在承载面上，所述充电发射装置安装于所述可翘起面板的第一端，当所述可翘起面板远离所述充电发射装置的第二端受压而接近所述承载面，所述可翘起面板的第一端相对所述承载面翘起，以使所述充电发射装置远离所述承载面。

根据上述的无线充电系统，其中，所述充电发射装置上包括发射单元和电源转换装置，所述发射单元电连接所述电源转换装置，其中所述发射单元具有用于无线充电的第一磁感应线圈，当所述可翘起面板的第一端相对所述承载面翘起，所述第一磁感应线圈相对于所述承载面倾斜。

根据上述的无线充电系统，其中，所述充电发射装置上还包括降温单元与位置调节单元，所述降温单元对应于所述发射单元和/或所述电源转换装置设置，所述位置调节单元连接所述充电发射装置与所述可翘起面板并用于手动调节所述充电发射装置于所述可翘起面板上的位置。

根据上述的无线充电系统，其中，所述可翘起面板包括枢接部，所述转轴通过所述枢接部连接所述支架组件，所述第一端至所述枢接部的长度不小于所述第二端至所述枢接部的长度。

根据上述的无线充电系统，其中，所述支架组件包括上板与侧板，所述上板与所述承载面之间具有一高度，所述侧板位于所述上板与所述承载面之间，且所述上板设有开口，所述可翘起面板沿一轴向位置可转动地设于所述开口，所述可翘起面板的所述第二端用于向所述承载面方向转动，所述第一端用于相对所述承载面翘起。

根据上述的无线充电系统，其中，所述支架组件还包括倾斜板，所述倾斜板的一端连接所述上板，所述倾斜板的另一端朝所述承载面延伸且与所述承载面形成一夹角。

根据上述的无线充电系统，其中，还包括充电接收装置，所述充电接收装置用于安装于电动车的底部，所述充电接收装置包括接收单元和控制单元，其中，所述接收单元具有用于无线充电的第二磁感应线圈，所述第二磁感应线圈相对于所述承载面倾斜，所述接收单元电连接于所述电动车的蓄电池，所述控制单元分别电连接于所述接收单元和所述蓄电池，所述控制单元用于获取所述蓄电池的电量并控制所述接收单元向所述蓄电池充电，当所述可翘起面板的所述第二端受到所述电动车轮胎的压力而接近所述承载面且所述第一端翘起，所述充电发射装置接近所述充电接收装置，且所述第一磁感应线圈与所述第二磁感应线圈彼此平行。

根据上述的无线充电系统，其中，所述充电发射装置安装于所述可翘起面板的底面，所述充电发射装置的所述第一磁感应线圈与所述可翘起面板的底面之间具有一预设的倾角，以使所述充电发射装置与所述充电接收装置平行对位。

根据上述的无线充电系统，其中，所述无线充电系统还包括第一限位装置，所述第一限位装置设于所述可翘起面板或所述支架组件上，并用于限定所述电动车的其中一车轮在所述可翘起面板上的停放位置。

根据上述的无线充电系统，其中，所述第一限位装置为凹槽或U型框。

根据上述的无线充电系统，其中，所述支架组件上设有第二限位装置，用于限定所述电动车的另一车轮在所述支架组件上的停放位置。

根据上述的无线充电系统，其中，所述第二限位装置为凹槽。

为实现本发明的另一发明目的，本发明还提供一种停车管理系统，所述停车管理系统包括：车辆识别装置、服务器和上述任一项无线充电系统，其中所述车辆识别装置分别与所述无线充电系统和所述服务器通信连接。

综上所述，本发明通过设置类似翘翘板的可翘起面板，在可翘起面板的一端设置充电发射装置，使充电发射装置与电动车上的接收装置的对位距离更加接近，此外，本发明还在发射装置预设了倾角以适应电动车停车时的倾斜，使得对位更加精准；并设置手动调节位置单元，当匹配信号不良时，可以手动调整发射装置的位置，从而提高了无线充电效率。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明一实施例的无线充电系统的整体示意图；

图2为本发明一实施例的无线充电系统的爆炸图；

图3为本发明的一实施例的可翘起面板的底部示意图；

图4A为本发明的一实施例的支架组件的示意图；

图4B为本发明的一实施例的电动车停放于支架组件上的示意图；

图4C和图4D分别示出了本发明一实施例的电动车推动至支架组件上的示意图；

图5A示出了本发明一实施例的电动车停放于支架组件上时其前轮的停放状态；

图5B为本发明一实施例的第一限位装置的示意图；

图5C为本发明一实施例的第二限位装置的示意图；

图6A为本发明又一实施例的用于安装在电动车底部的充电接收装置的示意图；

图6B为本发明又一实施例的充电接收装置安装于电动车底部的状态示意图。

其中，附图标记：

100：无线充电系统；

110：充电发射装置； 111：发射单元； 112：电源转换装置； 113：降温单元； 114：位置调节单元；

120：可翘起面板； 121：枢接部；

130：转轴；

140：支架组件； 141：上板； 142：侧板；

143：开口； 144：倾斜板； 145：第一限位装置；

146：第二限位装置；

150：承载面；

160：充电接收装置；

170：空腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

具体实施方式现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明内容，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，不应该被解释为限于此处阐述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明内容彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达本发明内容的范围。相同的附图标记表示相同的元件。

本说明书中使用的术语在本发明内容的上下文中以及在使用每个术语的特定上下文中具有其通常在本领域中的普通含义。用于描述本发明内容的某些术语在下面或说明书中的其他地方讨论，以提供关于本发明内容的描述的额外指引。应当理解，可以以不止一种方式阐述同样的事情。因此，替代语言和同义词可以用于本文所讨论的任何一个或多个术语，并且对于术语是否在本文中详细阐述或讨论也没有任何特殊意义。提供了某些术语的同义词。一个或多个同义词的叙述不排除使用其他同义词。本说明书中任何地方的示例的使用包括本文所讨论的任何术语的示例仅是说明性的，并且不用以限制本发明或任何示例性术语的范围和含义。同样，本发明内容不限于本说明书中给出的各种实施方案。

应当理解，尽管在此使用第一、第二、第三等术语来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分做出区分。因此，在不脱离本发明内容的教示的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不用以限制本案。如这里所使用的一种形式「一」、「一个」和「该」将也包括多种形式，除非上下文另有明确说明。 将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语「包括」、「包含」、「包括」和/或「具有」指定所述特征的存在，表达特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除增加一个或多个其他特征区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件。

此外，这里可以使用诸如「下」或「底」，「上」或「顶」，以及「左」和「右」的相对术语来描述示于图中的一个元素与另一个元素的关系。应当理解，除了图中所示的指向之外，相对术语也包括装置的不同指向。例如，如果其中一个图中的装置被翻转，则被描述为位于其他元件的「下」侧的元件将被定向在其他元件的「上」侧。因此，示例性术语「下」可以包括「下」和「上」的指向，这取决于图的特定指向。类似地，如果其中一个图中的装置被翻转，则描述为在其他元件「下方」的元件将被定向在其他元件「上方」。因此，示例性术语「在...下方」或「在...下方」可以包括上方和下方的方向。

除非另外定义，否则本文使用的所有术语（包括技术和科学术语）具有与本案所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解，诸如在常用词典中定义的那些术语应被解释为具有与其在相关领域和本案的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化、或者过于正式的意义，除非在此明确定义。

将配合附图对本发明内容的实施例进行描述。根据本发明内容的目的，如本文所体现和广泛描述的，在某些方面，本发明内容涉及一种无线充电系统，例如但不限于一种用于电动车的无线充电系统。

请参考图1和图2，图1为本发明一实施例中设置于电动车上的无线充电系统100的整体示意图，图2为本发明一实施例中设置于电动车上的无线充电系统100的爆炸图。如图1和图2所示，本实施例的无线充电系统100包括充电发射装置110、可翘起面板120、转轴130和支架组件140，其中支架组件140设置在一承载面150（图1和图2中未示出）上，该承载面150可例如是地面或者近地面的平板等，可翘起面板120通过转轴130可转动地设在支架组件140上，充电发射装置110安装于可翘起面板120的一端（例如为第一端），在本实施例中，所谓可翘起面板120可转动是指转轴130将可翘起面板120枢接在支架组件140上，而转轴130在可翘起面板120上的枢接位置位于可翘起面板120的大致中间位置，使得当可翘起面板120的一端受力向下压时，另一端可相对承载面150或者支架组件140向上翘起。具体来说，于本实施例中，充电发射装置110设于可翘起面板120的一端，当可翘起面板120远离充电发射装置110的另一端（例如为第二端）受压而接近承载面150时（例如为向下转动），可翘起面板120的设置充电发射装置110的一端（第一端）则相对于承载面150翘起，以使充电发射装置110向上远离承载面150。一般地，充电发射装置110安装于可翘起面板120的底面，在充电发射装置110上还可以设置防护涂层，起到防尘防水的作用。在一实施例中，转轴130在可翘起面板120上的枢接位置位于可翘起面板120的中间偏向第二端。

请参考图3，图3为本发明的一实施例的可翘起面板的底部示意图。于本实施例中，可翘起面板120还可以包括一枢接部121，转轴130通过该枢接部121将可翘起面板120连接在支架组件140上，具体地，枢接部121上具有沿该轴向的一通孔，转轴130穿过该通孔将可翘起面板120设在支架组件140上。其中，枢接部121可以设置在可翘起面板120的底部，而具体可位于大概使得第一端A至枢接部121的长度不小于第二端B至枢接部121的长度，以使充电系统在不使用的状态下，可翘起面板120处于非翘起状态；举例来说，由于第一端A安装了充电发射装置110，第一端A的重量通常大于第二端B的重量，当第二端上所受外压力消失时，第一端A自动回复到初始位置，也就是可翘起面板120会在常态下维持未翘起（例如平行于承载面150）的状态。在本实施例中，也可以在支架组件140上设置一支撑件（图中未示出），用于支撑可翘起面板120的第一端A，以使可翘起面板120在不使用时，处于如图4A所示的与支架组件140的顶部水平齐平的状态。当然，本发明并不以此为限。

请继续参考图3，在本实施例中，充电发射装置110还包括发射单元111和电源转换装置112，发射单元111电连接电源转换装置112，其中，发射单元111上具有用于无线充电的磁感应线圈（即发射线圈），当可翘起面板120平行于承载面150（也就是可翘起面板120未翘起），发射线圈平行于承载面150；另外，在本实施例中，为减轻可翘起面板120上的重量，选择将电源转换装置112固定设置在了支架组件140上。

更为具体地，如上所述，该承载面150可例如是地面或者近地面的平板等，支架组件140设置在承载面150上，可翘起面板120设在支架组件140上，也就是说在本实施例中，当电动车需要充电时，电动车需要停放于支架组件140上且位于可翘起面板120的上方，以使当可翘起面板120的设置充电发射装置110的一端（第一端）相对承载面150翘起时，充电发射装置110能够更加靠近设置在电动车上的充电接收装置（内置接收线圈），以提高无线充电效率。

举例来说，电动车，如电动机车（motorbike），其在停车时，可采取脚架竖直而撑起车身，使前轮维持着地但后轮悬空的停车方式，此时电动车整体是在纵向（前后方向）上相对于承载面150倾斜。而电动车的车底会安装用于无线充电的接收线圈，由于电动车停车时会在纵向上相对于承载面150倾斜，相应地接收线圈也会相对于承载面150倾斜。为了匹配电动车停车时的倾斜角度，使无线充电系统的发射线圈与电动车上的接收线圈更好地贴合，实现发射线圈与接收线圈的相对平行，在一实施例中，充电发射装置110内部的发射线圈设置为在可翘起面板120翘起后会形成一定的倾角，也就是说，当可翘起面板120翘起，可翘起面板120整体会在纵向上相对于承载面150倾斜，相应地，发射线圈也会相对于承载面150在纵向上倾斜，以使发射线圈与接收线圈能够相对平行。也就是说，当可翘起面板120的端A翘起后，不但使充电发射装置110更靠近电动车底部的充电接收装置，还使发射线圈与接收线圈能够相对平行，进一步提高无线充电效率。

举例来说，电动车也可采取侧面停靠的方式停放，即采用电动车一侧的脚撑使电动车停放于停车位上，如此则使得电动车在停放时总会呈现一定程度的倾斜状态。为了匹配电动车停车时的倾斜角度，使无线充电系统的发射线圈与电动车上的接收线圈更好地贴合，实现发射线圈与接收线圈的相对平行，在本发明的一实施例中，充电发射装置110内部的发射线圈设置了一定的倾角，当可翘起面板120翘起，发射线圈则会相对承载面150倾斜，以使发射线圈与接收线圈能够相对平行。进一步地，不同的电动车可能存在不同程度的倾斜状态，因此其需要适应的倾角也就相应地不同，为因应这一需求，于本实施例中，在充电发射装置110中设置一种能够自动适应和调整倾角的内部补偿倾斜角度，即当可翘起面板120翘起时，发射线圈根据接收线圈的倾斜状态调整自身的倾斜角度，而相对水平面倾斜，以平行于接收线圈，进一步提高无线充电效率。

此外，由于可翘起面板120翘起时亦呈倾斜状，设置于可翘起面板120一端的充电发射装置110则出现相应的倾斜，同样为使充电发射装置110与电动车上的接收装置保持平行对位，可在可翘起面板120上为充电发射装置110预设倾斜角度，该预设倾斜角度一般与可翘起面板120翘起时与水平面之间的夹角相等。

请继续参考图3，在本实施中，充电发射装置110上还可以进一步包括降温单元113与位置调节单元114，降温单元113对应于所述发射单元和/或电源转换装置设置，降温单元例如是风扇，用以无线充电装置降温；位置调节单元114连接充电发射装置的本体部分与可翘起面板120，用于当接收线圈与发射线圈匹配信号不良时，手动调节充电发射装置于可翘起面板上的位置以提高充电效率。

进一步地，请参考图4A和图4B，图4A示出了本发明的一实施例的支架组件的示意图，图4B示出了本发明的一实施例的电动车停放于支架组件上的示意图，图4B示出的电动车还设置有充电接收装置160，充电接收装置160内部设有接收线圈，以通过充电发射装置110的发射线圈进行无线充电。应能理解，为了便于示意，图4B的充电接收装置160并未绘制为连接至电动车，但在实际应用中，充电接收装置160可以连接并固定于电动车底部。如图4A所示，本发明的支架组件140具体包括上板141与侧板142，上板141与承载面150（例如地面等）之间具有一定高度，且大致与承载面保持平行，侧板142位于上板141与承载面150之间，用于支撑上板141，使上板141与承载面150之间形成一定容腔。在上板141上设有开口143，可翘起面板120沿一轴向位置可转动地设于开口143处，于未使用时的静止状态下，可翘起面板120可以是与上板141大致处于同一水平面上。如图4B所示，当可翘起面板120的第二端B受力向下压时，其可在容腔内向承载面150方向转动，继而使得第一端A相对承载面150翘起。举例来说，电动车被牵引至上板141的适当位置并以脚架竖直停车时，电动车的前轮会压在第二端B，使第二端B下沉并使第一端A翘起，使第一端A靠近设于电动车底部的充电接收装置160。

请继续参考图4C和图4D，图4C和图4D分别示出了本发明一实施例的电动车推动至支架组件上的示意图。应能理解，为了便于示意，图4C和图4D的充电接收装置160并未绘制为连接至电动车，但在实际应用中，充电接收装置160可以连接并固定于电动车底部。在本实施中，支架组件140还包括一倾斜板144，倾斜板144的一端连接上板141，另一端朝承载面150延伸且与承载面150形成一夹角，构成一斜向坡道，以便于将电动车推至上板141中的可翘起面板120上进行充电。

更进一步地，请参考图5A和图5B，图5A示出了本发明一实施例的电动车停放于支架组件上时其前轮的停放状态，图5B为本发明一实施例的第一限位装置的示意图。在本实施例中，于支架组件140的上板上设置一第一限位装置145，例如为凹槽或U型框等，在图5A中示出了设置于支架组件上的用作第一限位装置的凹槽，图5B示出了该第一限位装置的另一实施样式：U型框。其用于限定电动车的其中一车轮（例如电动车的前轮）在可翘起面板120上的停放位置，以于进行充电时稳定电动车的停放转态，不至于轻易滑动。当然，本发明亦不以此为限，在其他实施例中，该第一限位装置145也可以设置在可翘起面板120上，同样可以起到限定电动车车轮的作用。

同理，为更好限定电动车的停放状态，在支架组件140上还可以另外设置一个第二限位装置146，用于限定电动车的另一车轮（例如为后轮）在支架组件140上的停放位置。如图5C所示，该第二限位装置146也可以设计为凹槽等形式，本发明亦不以此为限。第一限位装置145或第二限位装置146可作为定位用途，用户牵引电动车至上板后，可通过前轮或后轮接触第一限位装置145或第二限位装置146来确认电动车已到达定位。

需要指出的是，在上述实施例的基础上，请参考图6A，图6A为本发明又一实施例中充电接收装置的示意图。如图6A所示，本发明的无线充电系统100还可以包括一充电接收装置160，用于安装在电动车的底部，接收充电发射装置110的信号以为电动车充电。充电接收装置160进一步包括接收单元和控制单元（图中未示出），接收单元电连接于电动车的蓄电池，控制单元分别电连接于接收单元和蓄电池，其中，在接收单元上具有用于无线充电的磁感应线圈（即接收线圈），用于接收从发射装置发射的磁感应信号（或电磁场）；控制单元用于获取蓄电池的电量并控制接收单元向蓄电池充电。

在本实施例中，接收单元的接收线圈装在电动车底部，既可以是常态地相对水平面倾斜，也可以是电动车驻车后随着车身倾斜而相应倾斜于水平面。

进一步地，请参考图6B，在电动车的底部外壳上设有容纳充电接收装置160的空腔170，即空腔170包覆充电接收装置160。空腔170外表面和电动自行车的外壳为一体成型，空腔170可以使用垫圈机械结构密封，并在整体结构上设有纳米结构的防水镀层，从而具有防水功能。当可翘起面板120的第二端B受到电动车轮胎的压力而向承载面转动而使得第一端A翘起时，充电发射装置110接近电动车上的充电接收装置160，发射线圈与接收线圈彼此平行。

基于同样的发明构思，为实现本发明的另一目的，本发明还提供一种适用于电动车的停车管理系统，该停车管理系统包括：车辆识别装置、服务器和上述实施例的无线充电系统，其中车辆识别装置分别与无线充电系统和服务器通信连接。其中，车辆识别装置用于识别并获取车辆信息，服务器的管理端根据该车辆信息进行车辆管理和充电管理，启动无线充电系统为电动车充电。基于此，实现电动车的防盗和数量监控等功能。

综上所述，本发明的无线充电系统解决了传统电动车充电过程中由于插拔的电火花引起的安全隐患，和拆卸电瓶的不方便性。且使用类似翘翘板的简单组件，改善了发射装置与接收装置的对位过程中竖直方向上的高度问题，同时充电位采用可移动的发射装置，使发射装置与接收装置的对位更加精准和简便，从而解决了电动车无线充电时的对位问题；此外，本发明还在发射装置预设了倾角以适应电动车停车时的倾斜，使得对位更加精准；并设置手动调节位置单元，当匹配信号不良时，可以手动调整发射装置的位置，从而提高了无线充电效率。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。