[发明专利]带有充电车道的高速公路车辆引导系统及引导方法

说明书

本发明提供一种带有充电车道的高速公路车辆引导系统及引导方法，其中的系统包括：普通车道、充电车道、由车载传感器和车载单元构成的智能驾驶车载设备、连接车载设备的路侧单元、用于车载设备之间及车载设备与路侧设备之间通讯的通信网络设备；连接车载设备的车内充电子系统，车内充电子系统由射频发射器、无线充电接收器构成；与车内充电子系统连接的道路充电子系统；与车内充电子系统连接的用于电量计费的用户卡。本发明将高速公路的慢车道设置为电动车充电道路，减少车辆充电排队时间，提高的车辆运行效率，在专有道路上进行充电，节省了充电道路的建设及维修费用，此外也避免了充电车辆对非充电车辆的干扰，避免了电力的浪费。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，更为具体地，涉及一种带有充电车道的高速公路车辆引导系统及引导方法。

背景技术

2015年，国家工业和信息化部正式发布《中国制造2025重点领域技术路线图(2015年版)》，明确了新材料产业等10大领域以及23个重点发展方向，其中明确提出纯电动和插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、节能汽车、智能网联汽车是国内未来重点发展的方向。在我国的新能源汽车中，电动汽车已经是未来汽车发展的趋势方向。随着电池技术的发展，电动汽车续航能力得到了提高，然而方便、高效的充电技术一直是限制电动汽车发展的瓶颈。现有的充电技术大致可分为固定电站充电与不停车充电两大类。其中，不停车充电通过在道路上铺设感应充电线圈，当汽车通过时通过无线感应为车内电池充电，这种充电方式克服了固定电站充电方式存在成本高昂、耗时长，需求数量巨大，使用不方便的缺陷，尤其是在高速公路中，缓解了电动汽车充电站的拥挤状况。然而，如果在所有地面铺设感应充电线圈，一方面对于非充电电动车容易造成干扰，另一方面存在能源浪费及计费困难等缺陷。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种带有充电车道的高速公路车辆引导系统及引导方法，以解决现有的不停车充电方式在全部车道铺设感应充电线圈对非充电电动车造成干扰，以及浪费能源的问题。

本发明提供的带有充电车道的高速公路车辆引导系统，包括：普通车道、充电车道、智能驾驶车载设备、路侧单元、通信网络设备、车内充电子系统、道路充电子系统和用户卡；其中，普通车道用于供无需充电的电动车行驶；充电车道用于供需要充电的电动车行驶；智能驾驶车载设备包括车载传感器和车载单元，车载传感器包括车内电流传感器和车外环境感知传感器，车内电流传感器用于实时感知电动车的电量信息传送至车载单元，车外环境感知传感器用于感应车外的环境信息传送至车载单元；车载单元用于根据电量信息和环境信息判断电动车是否需要充电，以及，在判断出电动车需要充电时，通过通讯网络设备向路侧单元发出充电请求；路侧单元用于根据充电请求采集预定范围内其他车道上电动车的行驶信息、电量信息并分析出换道引导信息发送至需要充电的电动车的车载单元，需要充电的电动车的车载单元根据换道引导信息调节自身车辆速度从普通车道切换至充电车道；道路充电子系统包括均匀布置在充电车道上的充电单元；车内充电子系统包括射频发射器和无线充电接收器，射频发射器用于向道路充电子系统发射激活信号，激活充电单元；无线充电接收器包括处理器、无线电力接收线圈和交流-直流转换器；其中，处理器用于对激活信号进行验证；无线电力接收线圈设置于电动车的车底，并通过交流-直流转换器与电动车的电池连接；交流-直流转换器用于将交流电转换为直流电；无线电力接收线圈用于耦合充电单元，对电动车的电池进行无线充电；用户卡用于与车内充电子系统相连接，射频发射器根据已充电电量信息计算相应的金额，并从用户卡内扣除。

本发明提供的带有充电车道的高速公路车辆引导方法，包括：

步骤S1：通过车载传感器收集电动车的电量信息、车外环境信息；

步骤S2：车载单元根据车载传感器采集的电量信息、车外环境信息计算所述电动车的续航里程，并判断续航里程是否能到达目的地；

步骤S3：在续航里程未能到达目的地时，车载单元判断电动车的电池是否低于预设电量；

步骤S4：在电动车的电池低于预设电量时，车载单元通过通信网络设备向路侧单元发出充电请求；