[發明專利]遠距離無線供電裝置、方法及系統

在審

• 申請號: 202010050957.2
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111245110A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 任勇;王景璟;馬駿;張明
• 申請（專利權）人: 清華大學;清華大學天津電子信息研究院
• 主分類號: H02J50/20
• 分類號: H02J50/20;H02J50/90
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 董艷芳

1.一種遠距離無線供電裝置，其特征在于，包括：發射模塊和發射控制模塊，所述發射模塊包括發射單元和能量匯聚單元；

所述發射控制模塊，用于根據待充電設備的位置控制所述發射模塊發射電磁波的方向和/或角度；

所述發射單元，用于按照所述發射控制模塊控制的所述方向和/或角度，向所述能量匯聚單元發射電磁波；

所述能量匯聚單元，用于將接收到的所述發射單元發射的電磁波匯聚為電磁波束發射至所述待充電設備，以通過所述電磁波束對所述待充電設備充電。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發射模塊包括一個或多個發射天線；

所述發射天線用于發射預設角度范圍的電磁波。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述發射模塊包括多個發射天線；

所述多個發射天線分別用于發射不同頻段的電磁波；其中，所述發射天線發射電磁波的預設角度范圍越小，所述發射天線發射的電磁波能量密度越高。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述發射控制模塊包括負載探測器和方向控制器；

所述負載探測器用于預先與待充電設備的通信模塊進行通信，以確定所述待充電設備的位置；

所述方向控制器用于根據所述待充電設備的位置與所述發射天線之間的相對位置，控制所述多個發射天線的電磁波發射方向轉向所述待充電設備，以使所述待充電設備通過接收天線接收所述多個發射天線發射的電磁波。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述發射模塊還包括：方向指示單元；所述方向指示單元包括激光器；

所述方向控制器還用于在控制所述發射天線的電磁波發射方向時，同時控制所述方向指示單元的光束發射方向；其中，所述方向指示單元的光束發射方向與所述發射天線的電磁波發射方向相同；

所述方向指示單元用于在所述發射天線發射電磁波時，以與所述電磁波相同的方向向所述能量匯聚單元發射光束，以使所述光束指示所述電磁波束的波束方向。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述負載探測器還用于探測在預設范圍內是否有待充電設備，并在預設范圍內出現待充電設備時通過控制所述方向控制器使所述發射天線開始發射電磁波。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述負載探測器還用于在預設范圍內沒有待充電設備時控制所述發射天線停止發射電磁波。

8.根據權利要求1-7任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括支架；

所述發射單元及所述能量匯聚單元均設置于所述支架上。

9.一種遠距離無線供電方法，其特征在于，應用于如權利要求1-8任一項所述的遠距離無線供電裝置，所述方法包括：

通過發射控制模塊檢測待充電設備的位置信息，并根據所述待充電設備的位置信息控制發射單元發射電磁波的方向和/或角度；

通過所述發射單元按照所述發射控制模塊控制的所述方向和/或角度，向能量匯聚單元發射電磁波，以使所述能量匯聚單元將接收到的所述發射單元發射的電磁波匯聚為電磁波束發射至所述待充電設備，通過所述電磁波束對所述待充電設備充電。

10.一種遠距離無線供電系統，其特征在于，包括待充電設備和上述權利要求1-8任一項所述的裝置；

所述待充電設備設置有電磁波接收模塊和通信模塊，所述電磁波接收模塊包括多個接收天線；

所述接收天線用于接收所述遠距離無線供電裝置發射的電磁波，以對所述待充電設備的電池進行充電；

所述通信模塊用于與所述遠距離無線供電裝置進行通信，以向所述遠距離無線供電裝置發送所述待充電設備的位置。