光伏无线充电站的制作方法

本实用新型光伏无线充电站，涉及的是太阳能发电技术及无线充电技术领域，具体地说是两种技术相结合的光伏无线充电站。

背景技术：

当今社会，随着现代科技的不断发展，全人类都在提倡节能环保，新能源的利用成为社会关注的焦点，于是新能源汽车诞生了，新能源汽车的节能、静音等优点为人们所喜爱，很多汽车品牌如宝马、奔驰、雷诺、比亚迪、荣威等都推出了电动汽车，但充电站较加油站而言目前较为紧缺，电池的续航能力成为人们出行的担忧，不能像燃油车那样出行无忧。国家能源局于2015年12月18日发布了国能电力[2015]447号文件提出《国家能源局关于印发电动汽车充电基础设施专项规划编制提纲的通知》要求发改委（能源局）抓紧编制电动汽车充电基础设施专项规划，落实相关要求，从规划实施后，按电动汽车产销售目标计算，从2016年至2020年可实现的累计充电电量，节约替代燃油量，减少二氧化碳排放量，充电设施建设投资规模，拉动电动汽车动力电池产值、电动汽车产值。

根据我国在公交、出租、环卫与物流等专用车、公务与私人乘用车等领域的汽车增长趋势，结合国家新能源汽车推广应用相关政策要求和规划目标，经测算，到2020 年全国电动汽车保有量将超过500 万辆，其中电动公交车超过20万辆，电动出租车超过30 万辆，电动环卫、物流等专用车超过20 万辆，电动公务与私人乘用车超过430 万辆。

根据各应用领域电动汽车对充电基础设施的配置要求，经分类测算，2015 年到2020 年需要新建公交车充换电站3848 座，出租车充换电站2462 座，环卫、物流等专用车充电站2438 座，公务车与私家车用户专用充电桩430 万个，城市公共充电站2397 座，分散式公共充电桩50 万个，城际快充站842 座。

在北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、广东、海南等电动汽车发展基础较好，雾霾治理任务较重，应用条件较优越的加快发展地区，预计到2020年，推广电动汽车规模将达到266 万辆，需要新建充换电站7400 座，充电桩250 万个。

在山西、内蒙古、吉林、黑龙江、江西、河南、湖北、湖南、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃等示范推广地区，预计到2020 年，推广电动汽车规模将达到223 万辆， 6需要新建充换电站4300 座，充电桩220 万个。

在广西、西藏、青海、宁夏、新疆等尚未被纳入国家新能源汽车推广应用范围的积极促进地区，预计到2020 年，推广电动汽车规模将达到11 万辆，需要新建充换电站400座，充电桩10 万个。

综上所述，新能源汽车的发展势在必行，国家节能减排的需求非常迫切，此外，从财建〔2016〕7号财政部科技部工业和信息化部发展改革委国家能源局《关于“十三五”新能源汽车充电基础设施奖励政策及加强新能源汽车推广应用的通知》可见国家各相关部门对新能源汽车发展的大力支持和扶持。

近期，无线充电技术的问世，也同样引起了热议和追捧，但市场主流的应用主要为便携式设备（如电动牙刷、手机等）提供配套的无线充电，为新能源汽车提供无线充电的技术极少，且无线充电技术虽然已经问世，但一切无线电技术都基于能源供给，电能的使用仍须依靠供电部门供给。

针对以上问题，本实用新型将无线充电技术与太阳能发电技术相结合，真正扩大了无线充电及太阳能发电技术的应用范围，本实用新型一旦普及，将填补充电站供不应求的漏洞，可选择空地新建光伏无线充电站，也可将加油站、充电站、各大停车场、公司及家用车棚改建成光伏无线充电站，使新能源汽车不再为断电而担忧，同时进一步响应国家号召解决新能源汽车充电难的问题，且更加符合国家推广节能减排的理念。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决新能源汽车充电的问题而设计的一种通过利用太阳能发电结合无线充电技术的光伏无线充电站。

光伏无线充电站，具体包括光伏组件、支架、电源管理控制器、超级电容铅酸电池组及无线充电发射感应模块，其特征在于：所述支架按照设计排列安装在地面上，所述支架上安装成阵列的所述光伏组件，地面的充电区域布置所述无线充电发射感应模块，每个充电区域设有一台所述电源管理控制器，所述光伏组件通过电缆与所述电源管理控制器相连接，所述电源管理器通过电缆分别与所述超级电容铅酸电池组及所述无线充电发射感应模块相连接，所述超级电容铅酸电池组通过电缆与所述无线充电发射感应模块相连接，所述电源管理控制器上设有充电卡感应区、“START”按钮、0~9的数字按钮、显示屏以及有线充电器，所述超级电容铅酸电池组由数个超级电容和铅酸电池并联而成，所述无线充电发射感应模块由电流发射模块及电量感应模块组成。市场上自带无线充电接收模块的新能源汽车业主通过刷卡付费的方式为新能源汽车充电，但由于并非所有新能源汽车都出厂自带无线充电接收模块，针对这一情况，本实用新型为没有无线充电功能的新能源汽车在电源管理控制器上预留了有线充电器，此类汽车仍然可以通过有线充电器进行充电。当然无线充电普及应用于新能源汽车后则不再需要多此一举了。

实施该技术后的明显优点和效果是：白天，光源充足的情况下，光伏组件接受光源照射后产生直流电流，车主将新能源汽车停到无线充电发射感应模块的上方，通过将充电卡放在充电卡感应区后输入充电金额再按“START”按钮向电源管理控制器发出定额充电指令或者直接按“START”按钮发出不定额充电指令，电源管理控制器将直流电输入无线充电发射感应模块的电流发射模块，新能源汽车的电源接收电流进行充电，车主的卡内余额必须大于车主输入的充电金额，否则无法充电，且当车主选择不定额充电指令后，卡内余额充足的情况下，电源管理控制器会持续为新能源汽车充电直至无线充电发射感应模块的电量感应模块感应到充满电方才断开结束充电，当在不定额充电过程中，车主的充电卡卡内余额低于五元前，电源管理控制器会自动断开无线充电发射感应模块提前结束充电。在每个无线充电发射感应模块的下方设置超级电容铅酸电池组用来储存白天光伏组件发出的新能源汽车用不完的电，到了晚上或者光线极弱的多云甚至阴雨天气，接到车主刷卡输入充电金额或直接按“START”按钮向电源管理控制器发出定额充电或不定额充电指令后，电源管理控制器控制超级电容铅酸电池组输出所储存的电流至无线充电发射感应模块的电流发射模块，新能源汽车的电池接收电流进行充电，同样定额充电需要车主的充电卡卡内余额大于所输入的充电金额方可启动充电，而不定额充电在车主的充电卡卡内余额足够的情况下，电源管理控制器会持续为新能源汽车充电直至无线充电发射感应模块的电量感应模块感应到充满电方才断开结束充电，当在不定额充电过程中，车主的充电卡卡内余额低于五元前，电源管理控制器会自动断开无线充电发射感应模块提前结束充电。车主将充电卡放在充电卡感应区后，电源管理控制器的显示屏会显示该卡的卡内余额，充电结束后，同样，显示屏除了会显示卡内余额外，还会显示充电电量及本次充电金额。

本实用新型的光伏组件的功率是根据当地车流量统计得出的最大需求电量而设计的，所设计的组件规格、功率和数量都是经过科学测算的，不会引起发电量过剩及短缺的问题，节能又实用。

由于超级电容的储能过程是物理过程，可以大电流快速充放电，且寿命长，一般充放电次数达到50万次以上，电池充放电次数却仅为1000~1500次，此外超级电容的功率特性也要好于电池，工作温度也宽于电池，在-40℃到65℃都能正常工作。然而电池的能量密度要比超级电容高，同等体积下电池储存的能量要多，与现有储能技术相比，本实用新型采用超级电容和铅酸蓄电池组并联使用技术，将超级电容铅酸电池组作为储能元件，提高储能性能，延长铅酸电池使用寿命，强化充电功能，提高了系统效率。

本实用新型与现有无线充电技术相比，克服了依赖供电部门供电的需求，真正实现了无线充电的意义，可选择空地新建光伏无线充电站，也可将加油站、充电站、各大停车场、公司及家用车棚改建成光伏无线充电站，解决了新能源汽车在外充电难的问题，提高了空间和太阳能的利用率，为节能减排做出了贡献。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的主视图。

图4为本实用新型的电源管理控制器的结构示意图。

图5为图4的A处放大图。

图6为本实用新型的无线充电发射感应模块的结构示意图。

图中：1-光伏组件、2-支架、3-电源管理控制器、4-超级电容铅酸电池、5-无线充电发射感应模块、31-充电卡感应区、32-“START”按钮、33-数字按钮、34-显示屏、35-有线充电器、51-电流发射模块、52-电量感应模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步描述：如图光伏无线充电站呈棚状，将支架2固定于地面上，支架2上安装成阵列的光伏组件1，地面的充电区域布置无线充电发射感应模块5，每个充电区域设有一台电源管理控制器3，光伏组件1通过电缆与电源管理控制器3相连接，电源管理控制器3通过电缆分别与超级电容铅酸电池组4及无线充电发射感应模块5相连接，超级电容铅酸电池组4通过电缆与无线充电发射感应模块5相连接。

本实用新型工作时，白天，光源充足的情况下，光伏组件1接受光源照射后产生直流电流，车主将新能源汽车停到无线充电发射感应模块5的上方，通过刷卡向电源管理控制器3发出充电指令，电源管理控制器3将直流电输入无线充电发射感应模块5的电流发射模块51，新能源汽车的电源接收电流进行充电。车主如果采用定额的方式充电，则在将充电卡放在充电卡感应区31刷卡后，显示屏32上显示充电卡的卡内余额，车主在电源管理控制器3上按数字按钮33输入金额（该金额不得超过卡内余额），再按“START”按钮32进行充电，当电量达到充电金额的电量值时，电源管理控制器3自动与无线充电发射感应模块5断开连接停止充电，此时电源管理控制器3的显示屏34上显示本次充电电量、充电金额及车主的卡内余额。车主如果将充电卡放在充电卡感应区31刷卡后，显示屏34显示车主的卡内余额，随后车主直接按“START”按钮32，则电源管理控制器3默认为车主需要充满新能源汽车电池的电量，于是控制无线充电发射感应模块5持续为新能源汽车充电，无线充电发射感应模块5的电量感应模块52会感应到新能源汽车的电池电量，当电量感应模块52感应到新能源汽车的电池电量接近满载时，将信号传输给电源管理控制器3，电源管理控制器3会与无线充电发射感应模块5断开，此时充电结束，显示屏34上显示本次充电电量、充电金额及车主的卡内余额，若车主卡内余额不足以充满该新能源汽车的电池电量，则当卡内余额低于五元的金额前，电源管理控制器3会与无线充电发射感应模块5断开，充电中断，显示屏34上显示本次充电电量、充电金额及车主的卡内余额。本实用新型在每个无线充电发射感应模块5的下方设置超级电容铅酸电池组4用来储存白天光伏组件1发出的新能源汽车用不完的电，到了晚上或者光线极弱的多云甚至阴雨天气，接到车主刷卡并按“START”按钮32向电源管理控制器3发出充电指令后，电源管理控制器3控制超级电容铅酸电池组4输出所储存的电流至无线充电发射感应模块5，新能源汽车的电池接收电流进行充电。同样车主可通过上述定额和不定额两种方式为新能源汽车充电。

由于并非所有新能源汽车都出厂自带无线充电接收模块，针对这一情况，本实用新型为没有无线充电功能的新能源汽车在电源管理控制器3上预留了有线充电器35，此类汽车仍然可以通过有线充电器35进行充电。当然无线充电普及应用于新能源汽车后则不再需要多此一举了。

本实用新型的描述和应用是说明性的，并不用于限制本实用新型的实施范围，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。任何采用等效替换取得的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。