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TWI678047B - 一種無線充電汽車及無線充電馬路 - Google Patents

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TWI678047B
TWI678047B TW106139761A TW106139761A TWI678047B TW I678047 B TWI678047 B TW I678047B TW 106139761 A TW106139761 A TW 106139761A TW 106139761 A TW106139761 A TW 106139761A TW I678047 B TWI678047 B TW I678047B
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wireless charging
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Inventor
郭台銘
Tai-Ming Gou
Original Assignee
鴻海精密工業股份有限公司
Hon Hai Precision Industry Co., Ltd.
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Abstract

本發明涉及一種無線充電馬路，其包括馬路地基以及鋪設於該馬路地基上的路面層，其中，進一步包括一磁場產生裝置，該磁場產生裝置用於在該馬路的表面上產生磁場線，從而使得在該馬路上行駛的車輛可以切割該磁場線。本發明還涉及一種無線充電汽車，其包括一車體以及設置於該車體內的充電裝置，其中，該充電裝置包括至少一感應導線和一可充電電池，該感應導線的兩端分別與該可充電電池的正負極電連接，且該無線充電汽車在上述無線充電馬路上行駛過程中，該感應導線用於切割磁場線。

Description

一種無線充電汽車及無線充電馬路
本發明涉及無線充電技術領域，尤其涉及一種無線充電汽車。
隨著電動汽車的不斷發展和普及，如何快速便捷的給電動汽車充電成為人們關注的重點。
先前技術中，電動車的充電通常通過有線或無線充電樁實現。然而，該方式充電時均需要將汽車停靠在充電樁附近，且充電需要花費較長時間。
有鑑於此，確有必要提供一種可以在運動的同時實現充電的電動汽車以及相關的充電設施。
一種無線充電馬路，其包括馬路地基以及鋪設於該馬路地基上的路面層，其中，進一步包括一磁場產生裝置，該磁場產生裝置用於在該馬路的表面上產生磁場線，從而使得在該馬路上行駛的車輛可以切割該磁場線。
上述無線充電馬路中，所述磁場產生裝置埋於所述馬路地基內。
上述無線充電馬路中，所述磁場產生裝置包括複數個交替且間隔設置的第一磁鐵和第二磁鐵，第一磁鐵的N極向上而第二磁鐵的S極向上。
上述無線充電馬路中，所述磁場產生裝置進一步包括平行且間隔的上鋼板與下鋼板；所述複數個第一磁鐵和第二磁鐵設置於該上鋼板和下鋼板之間。
上述無線充電馬路中，所述第一磁鐵和第二磁鐵均包括一剛性管以及設置於該剛性管內的磁鐵石。
上述無線充電馬路中，進一步包括分別設置於所述路面層兩側的第一護欄和第二護欄；所述第一護欄內設置有第一磁鐵，第二護欄內設置有第二磁鐵；所述第一磁鐵的N極向對於所述第二磁鐵的S極設置。
一種無線充電汽車，其包括一車體以及設置於該車體內的充電裝置，其中，該充電裝置包括至少一感應導線和一可充電電池，該感應導線的兩端分別與該可充電電池的正負極電連接，且該無線充電汽車在上述無線充電馬路上行駛過程中，該感應導線用於切割磁場線。
上述無線充電汽車中，所述感應導線的延伸方向與汽車的底盤的夾角小於90度，與汽車的前後方向的夾角大於0度。
上述無線充電汽車中，所述感應導線的延伸方向平行於汽車的底盤且平行於汽車的左右寬度方向。
上述無線充電汽車中，所述感應導線的延伸方向垂直於汽車的底盤。
相較於先前技術，本發明的無線充電汽車在無線充電馬路上行駛時，由於所述磁場產生裝置產生的磁場線在單位時間內被所述感應導線切割，可以產生感應電動勢。故，可以在行駛的過程中對無線充電汽車進行充電，不僅節省了時間，而且通過切割磁場線的方式充電，實際上也是發電的過程，無需消耗原有能源，節約了能耗。
10,10A,10B,10C‧‧‧無線充電汽車
11‧‧‧車體
12‧‧‧充電裝置
121‧‧‧感應導線
121a‧‧‧前感應導線
121b‧‧‧後感應導線
122‧‧‧可充電電池
123‧‧‧連接導線
124‧‧‧整流器
125‧‧‧變壓器
126‧‧‧第一感應線圈
127‧‧‧第二感應線圈
128‧‧‧耦合電容
129‧‧‧電極
20,20A,20B,20C‧‧‧無線充電馬路
21‧‧‧馬路地基
22‧‧‧路面層
23‧‧‧磁場產生裝置
230‧‧‧磁場線
231‧‧‧上鋼板
232‧‧‧下鋼板
233‧‧‧磁鐵
234‧‧‧剛性管
235‧‧‧磁鐵石
24‧‧‧護欄
圖1為本發明實施例1提供的無線充電馬路的結構示意圖。
圖2為本發明實施例1提供的無線充電馬路採用的磁鐵的結構示意圖。
圖3為本發明實施例1提供的無線充電馬路的磁鐵的排列方式示意圖。
圖4為本發明實施例1提供的無線充電馬路的俯視圖。
圖5為本發明實施例1提供的無線充電汽車的結構示意圖。
圖6為本發明實施例1提供的無線充電汽車的充電裝置的結構示意圖。
圖7為本發明實施例1提供的無線充電汽車的另一種充電裝置的結構示意圖。
圖8為本發明實施例2提供的無線充電汽車的結構示意圖。
圖9為本發明實施例2提供的無線充電馬路的結構示意圖。
圖10為本發明實施例3提供的無線充電汽車的結構示意圖。
圖11為本發明實施例3提供的無線充電馬路的結構示意圖。
圖12為本發明實施例4提供的無線充電馬路的結構示意圖。
圖13為本發明實施例5提供的無線充電汽車的充電裝置的結構示意圖。
圖14為本發明實施例6提供的無線充電汽車的結構示意圖。
下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
實施例1
請參閱圖1，本發明實施例1提供一種無線充電馬路20，其包括馬路地基21、鋪設於該馬路地基21上的路面層22、以及一埋於所述馬路地基21內的磁場產生裝置23。該磁場產生裝置23用於在該馬路20的表面上產生磁場線230，從而使得在該馬路上行駛的車輛可以通過切割該磁場線230而產生感應電流。
所述無線充電馬路20可以為鄉鎮公路、縣道、省道、國道或高速路等。所述馬路地基21的材料包括碎石、砂礫、土以及水泥等。所述路面層22的材料包括瀝青和碎石等。
所述磁場產生裝置23包括一上鋼板231、一與該上鋼板231平行的下鋼板232以及複數個間隔設置的磁鐵233。所述上鋼板231和下鋼板232平行於所述路面層22設置。所述上鋼板231和下鋼板232採用高強度奧氏體無磁鋼材製備，例如SS304或SS316型鋼材。所述上鋼板231和下鋼板232的厚度和尺寸不限，可以根據需要選擇，只要確保其可以承受汽車重量。所述上鋼板231和下鋼板232的寬度可以為1米-2米。優選地，所述上鋼板231和下鋼板232的寬度為1個車道的寬度。所述上鋼板231與路面之間的距離為5釐米-10釐米， 從而確保所述磁鐵233產生的磁場線230可以穿過該上鋼板231和所述路面層22。
請參閱圖2，所述磁鐵233包括一剛性管234以及設置於該剛性管234內的磁鐵石235。所述剛性管234的外徑可以為10釐米-30釐米，管壁厚度可以為1釐米-2釐米，高度可以為10釐米-30釐米。本實施例中，所述剛性管234為無磁鋼管，所述複數個磁鐵233垂直設置於上鋼板231和下鋼板232之間。所述磁鐵233包括一N極和一S極。本發明定義N極向上的磁鐵233為第一磁鐵，S極向上的磁鐵233為第二磁鐵。請參閱圖3，在一個實施例中，複數個第一磁鐵沿著馬路寬度的方向排列形成一第一磁鐵組，複數個第二磁鐵沿著馬路寬度的方向排列形成一第二磁鐵組。所述第一磁鐵組和第二磁鐵組交替設置，且所述第一磁鐵組和第二磁鐵組之間的距離為1米-2米。相鄰的第一磁鐵組和第二磁鐵組形成一磁鐵組對。在每個磁鐵組對內，磁場線230從第一磁鐵組的N極出發，然後進入第二磁鐵組的S極，並在路面上形成一向上彎曲的曲線。
可以理解，所述磁鐵233之間可以為空的也可以進一步填充所述馬路地基21的材料。通過填充馬路地基21的材料可以減小所述磁鐵233的受的壓力。在另一個實施例中，所述磁場產生裝置23也可以僅包括複數個間隔設置的磁鐵233。請參閱圖4，本實施例中，所述磁場產生裝置23僅設置於馬路的一條車道上。所述無線充電馬路20包括複數個磁場產生裝置23沿著馬路延伸的方向間隔設置，從而實現對在該馬路上行駛的車輛的連續充電。每個磁場產生裝置23可以包括一個或複數個磁鐵組對。
請參閱圖5，本發明實施例1提供一種無線充電汽車10，其包括一車體11以及設置於該車體11內或體外的充電裝置12。所述充電裝置12的位置不限，可以根據需要設計。
請參閱圖6，所述充電裝置12包括至少一感應導線121以及一可充電電池122。所述感應導線121的兩端分別通過連接導線123與該可充電電池122的正負極電連接。所述感應導線121可以為單根導線也可以為一束導線。所述感應導線121的每根導線包括一導電芯以及設置於該導電芯外表面的絕緣保護層。所述導電芯可以為銅導線或鋁導線。所述感應導線121的延伸方向與汽車的底盤的夾角小於90度，與汽車的前後方向的夾角大於0度。優選地，所述感應導線121的延伸方向平行於汽車的底盤且平行於汽車的左右方向。即，所 述感應導線121的延伸方向基本平行於路面且垂直於馬路的延伸方向。所述可充電電池122可以為鋰離子電池或鉛蓄電池等任何可充電電池。當所述感應導線121切割磁場線230時，所述感應導線121內產生感應電動勢，並對所述可充電電池122進行充電。該感應電動勢與汽車行駛速度有關。所述可充電電池122可以用於驅動該無線充電汽車10。優選地，所述感應導線121設置於該車體11外側，例如底盤下方，從而避免車體11對磁場線230的遮罩。或者，優選地，所述車體11的鋼材料均採用無磁鋼材。
可以理解，由於所述磁場產生裝置23產生的磁場線230從第一磁鐵組的N極出發，然後進入第二磁鐵組的S極，故，在路面上形成的磁場線230既有方向向上的，也有方向向下的。所述感應導線121隨著汽車的行駛，交替的切割方向相反的磁場線230。故，所述感應導線121內產生的感應電動勢的方向也是週期性變化的。請參閱圖7，為了得到直流電流，所述充電裝置12還可以進一步包括一整流器124。進一步，為了獲得高的充電電壓，所述充電裝置12還可以進一步包括一變壓器125。
實施例2
請參閱圖8，本發明實施例2提供一種無線充電汽車10A，其包括一車體11以及設置於該車體11內的充電裝置12。所述無線充電汽車10A與上述無線充電汽車10結構基本相同，其區別在於，所述充電裝置12的感應導線121的延伸方向垂直於汽車的底盤，即垂直於路面。故，當所述無線充電汽車10A沿著所述無線充電馬路20A行駛時，所述感應導線121可以切割與路面平行且與馬路延伸方向垂直的磁場線230。
請參閱圖9，本發明實施例2提供一種無線充電馬路20A，其包括馬路地基21、鋪設於該馬路地基21上的路面層22以及設置於所述路面層22兩側的第一護欄24和第二護欄24。所述第一護欄24內設置有第一磁鐵233，第二護欄24內設置有第二磁鐵233；所述第一磁鐵233的N極向對於所述第二磁鐵233的S極設置，從而產生與路面平行且與馬路延伸方向垂直的磁場線230。在沿著馬路延伸的方向，所述第一磁鐵233和所述第二磁鐵233的密度需要不斷變化，從而使得磁場線230的密度不斷變化。這樣，才能確保所述無線充電馬路20A行駛時，穿過所述充電裝置12回路的磁通量不斷變化。如果所述第一護欄 24和所述第二護欄24之間具有複數個車道，則可以同時對每個車道上的無線充電汽車10進行充電。
實施例3
請參閱圖10，本發明實施例3提供一種無線充電汽車10B，其包括一車體11以及設置於該車體11內的充電裝置12。所述無線充電汽車10B與上述實施例2的無線充電汽車10A結構基本相同，其區別在於，所述充電裝置12包括一前感應導線121a以及一與該前感應導線121a平行的後感應導線121b，所述前感應導線121a、所述後感應導線121b以及所述可充電電池122連接成一回路。所述前感應導線121a、所述後感應導線121b與汽車底盤的夾角大於零度且小於等於90度，即與路面的夾角大於零度。優選地，所述前感應導線121a、所述後感應導線121b與汽車底盤的夾角大於60度且小於等於90度。本實施例中，所述前感應導線121a、所述後感應導線121b均垂直於汽車的底盤，即垂直於路面設置。
請參閱圖11，本發明實施例2提供一種無線充電馬路20B，其包括馬路地基21、鋪設於該馬路地基21上的路面層22以及設置於所述路面層22兩側的第一護欄24和第二護欄24。所述第一護欄24內設置有第一磁鐵233，第二護欄24內設置有第二磁鐵233；所述第一磁鐵233的N極向對於所述第二磁鐵233的S極設置，從而產生與路面平行且從馬路一側向另一側延伸的磁場線230。優選地，所述磁場線230與馬路延伸方向垂直，即與馬路的兩側垂直。
所述無線充電馬路20B與上述實施例2的無線充電馬路20A結構基本相同，其區別在於，所述所述第一磁鐵233和第二磁鐵233沿著道路的延伸方向分組設置，從而形成複數個間隔設置的磁場產生裝置23。每個磁場產生裝置23內的第一磁鐵233和第二磁鐵233均等間距設置。每個磁場產生裝置23的長度L1小於所述前感應導線121a和後感應導線121b之間的距離L3，且相鄰兩個磁場產生裝置23之間的距離L2大於所述前感應導線121a和後感應導線121b之間的距離L3，從而確保所述前感應導線121a和後感應導線121b不會同時切割磁場線230。可以理解，當所述前感應導線121a進入並開始切割某一磁場產生裝置23的磁場線230時，所述後感應導線121b還處於相鄰兩個磁場產生裝置23之間的位置。當所述後感應導線121b進入並開始切割該磁場產生裝置 23的磁場線230時，所述前感應導線121a已經駛出該磁場產生裝置23的磁場線230而進入另一個相鄰兩個磁場產生裝置23之間的位置。如果保所述前感應導線121a和後感應導線121b同時切割磁場線230，則所述前感應導線121a和後感應導線121b產生的感應電動勢相互抵消而無法在回路中產生感應電流。
實施例4
請參閱圖12，本發明實施例4提供一種無線充電馬路20C，其包括馬路地基21、鋪設於該馬路地基21上的路面層22，以及複數個間隔設置與該馬路地基21內的磁場產生裝置23。
所述無線充電馬路20C與上述實施例1的無線充電馬路20B結構基本相同，其區別在於，每個磁場產生裝置23內，複數個第一磁鐵沿著馬路長度的方向排列形成一第一磁鐵組，複數個第二磁鐵沿著馬路長度的方向排列形成一第二磁鐵組。所述磁場線230從第一磁鐵組的N極出發，然後進入第二磁鐵組的S極，並在路面上形成一向上彎曲的曲線。
可以理解，所述無線充電馬路20C供上述實施例3的無線充電汽車10B使用，其充電原理與實施例3相同。所述磁場產生裝置23的長度L1小於所述前感應導線121a和後感應導線121b之間的距離L3，且相鄰兩個磁場產生裝置23之間的距離L2大於所述前感應導線121a和後感應導線121b之間的距離L3，從而確保所述前感應導線121a和後感應導線121b不會同時切割磁場線230。
實施例5
請參閱圖13，本發明實施例5提供一種無線充電汽車的充電裝置12。該充電裝置12包括一第一感應線圈126、一與該第一感應線圈126兩端連接的可充電電池122、以及一與該第一感應線圈126平行設置的第二感應線圈127。該第二感應線圈127的兩端連接連接一耦合電容128。當汽車在上述無線充電馬路行駛時，所述第二感應線圈127內產生一定頻率的感應電磁場。通過第一感應線圈126與第二感應線圈127，可以在第一感應線圈126內產生感應電流，從而實現給所述可充電電池122充電。
實施例6
請參閱圖14，本發明實施例6的提供一種無線充電汽車10C，其包括一車體11以及兩個分別設置於該車體11金屬外殼兩側的電極129。本實施例，通過車體11的金屬外殼在上述無線充電馬路行駛時切割磁場線，從而產生感應電動勢，並將該感應電動勢通過電極129和導線連接至汽車動力系統或可充電電池，從而為汽車提供動力。
本發明的無線充電汽車在無線充電馬路上行駛時，由於所述磁場產生裝置產生的磁場線在單位時間內被所述感應導線切割，可以產生感應電動勢。故，可以在行駛的過程中對無線充電汽車進行充電，不僅節省了時間，而且通過切割磁場線的方式充電，實際上也是發電的過程，無需消耗原有能源，節約了能耗。進一步，所述磁場產生裝置的磁力可以增加汽車的重量，從而增加了高速行駛過程中的穩定性。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

Claims (10)

  1. 一種無線充電馬路，其適用於包括一前感應導線以及一與該前感應導線平行的後感應導線的無線充電汽車，其包括馬路地基，鋪設於該馬路地基上的路面層，以及複數個沿著馬路長度的方向間隔設置的磁場產生裝置，該磁場產生裝置用於在該馬路的表面上產生磁場線，從而使得在該馬路上行駛的無線充電汽車可以切割該磁場線；其改良在於，每個磁場產生裝置包括：複數個第一磁鐵設置於馬路一側且沿著馬路長度的方向排列形成一第一磁鐵組，複數個第二磁鐵設置於馬路另一側且沿著馬路長度的方向排列形成一第二磁鐵組，所述磁場線從第一磁鐵組的N極出發，然後進入第二磁鐵組的S極，並在路面上形成一從馬路一側向馬路另一側延伸的磁場線，所述磁場產生裝置沿著馬路長度方向的長度L1小於所述前感應導線和後感應導線之間的距離L3，且相鄰兩個磁場產生裝置之間的距離L2大於所述前感應導線和後感應導線之間的距離I3，從而確保所述前感應導線和後感應導線不會同時切割磁場線。
  2. 如請求項1所述的無線充電馬路，其中，所述複數個第一磁鐵設置於該馬路地基內，複數個第二磁鐵設置於該馬路地基內。
  3. 如請求項2所述的無線充電馬路，其中，所述第一磁鐵的N極向上而第二磁鐵的S極向上。
  4. 如請求項3所述的無線充電馬路，其中，所述磁場產生裝置進一步包括平行且間隔的上鋼板與下鋼板；所述複數個第一磁鐵和第二磁鐵設置於該上鋼板和下鋼板之間。
  5. 如請求項3所述的無線充電馬路，其中，所述第一磁鐵和第二磁鐵均包括一剛性管以及設置於該剛性管內的磁鐵石。
  6. 如請求項1所述的無線充電馬路，其中，進一步包括分別設置於所述路面層兩側的第一護欄和第二護欄；所述複數個第一磁鐵設置於所述第一護欄內，複數個第二磁鐵設置於所述第二護欄內；所述第一磁鐵的N極向對於所述第二磁鐵的S極設置。
  7. 一種無線充電汽車，其包括一車體以及設置於該車體內的充電裝置，其改良在於，該充電裝置包括一可充電電池，一前感應導線以及一與該前感應導線平行的後感應導線；所述前感應導線、所述後感應導線以及所述可充電電池連接成一回路；所述前感應導線、所述後感應導線與汽車底盤的夾角大於零度且小於等於90度；該無線充電汽車在如請求項1至6中任意一項所述的無線充電馬路上行駛過程中，該前感應導線和後感應導線用於切割磁場線，所述前感應導線和後感應導線之間的距離L3大於所述磁場產生裝置沿著馬路長度方向的長度L1，且所述前感應導線和後感應導線之間的距離L3小於相鄰兩個磁場產生裝置之間的距離L2，從而確保所述前感應導線和後感應導線不會同時切割磁場線。
  8. 如請求項7所述的無線充電汽車，其中，所述前感應導線和後感應導線與汽車底盤的夾角大於60度。
  9. 如請求項7所述的無線充電汽車，其中，所述充電裝置還包括一變壓器。
  10. 如請求項7所述的無線充電汽車，其中，所述前感應導線和後感應導線的延伸方向垂直於汽車的底盤。
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