CN103840533A - 汽车无线充电发射模块 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车无线充电发射模块，包括内部形成有安装空间的本体部，设于安装空间中并与便携式终端机上的无线充电接收部以磁感应方式生成电能而配置的无线充电发射线圈部，设于安装空间中并与配置在便携式终端机上的NFC接收天线部进行近距离通讯而以环形缠绕数圈状构成的NFC发射天线部，和设于本体部上用以激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的转换部；其中NFC发射天线部设于无线充电发射线圈部的正上方。应用本发明的技术方案，减少了便携式终端机不必要的天线数量，同时适用无线充电和NFC通讯，能够积极地接收汽车的信息，提高了保安功能和消费使用便捷性。
Description
技术领域
本发明涉及一种车载无线充电应用，尤其涉及一种不仅能以磁感应方式对便携式终端机进行无线充电，同时可通过NFC近距离无线通讯与汽车实现信息交互的汽车无线充电发射模块。
背景技术
近来，在传统能量技术基础上急速发展的融合了IT技术的“能量－IT会聚技术”备受人们的关注，作为这种能源－IT会聚技术的一个领域，有一种无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术。
无线电能传输是指替代传统的有线电缆，以无线的方式对无线电子设备等的电池进行充电的电能供给技术。因无线电能传输技术具有在给电子设备等进行充电时，即使不用通过有线电缆将电源从电源插座连接到电子设备，仍能以无线方式给电子设备等充电的优点，所以无线电能传输技术的相关研究当前呈现出非常活跃的趋势。
当前正处于商业化和研究中的无线电能传输，从大的方面可以划分为4种方式。其中，一种是发射高功率微波方式。该方式使用数GHz的频带，可以实现高功率传输，因而具有可以远距离传输的优点。但因其存在对人体的有害性以及直进性等问题，无法实现商业化。另一种方式是辐射（radiative）方式的近距离传输。该方式UHF（Ultra High Frequency.特高频）是使用RFID/USN频率波段或2.4GHz ISM频带的服务，目前在流通和物流等领域的一定范围内处于商业化状态。由于辐射损失使它只能传输数十毫瓦的电力，这是它的缺点。另外，按无线充电方式的标准分类时，利用电磁感应耦合的接触式传输方法属于WPC(Wireless Power Consortium)标准方式一类。它作为可以在数毫米至数厘米的距离以内，以接触的方式传输数W电力的一种方式，使用125kHz或135kHz等频率。还有，当按无线充电方式的标准分类时，非辐射（non-radiated）磁共振方式属于A4WP（Alliance For（4） Wireless Power）标准方式一类，是基于谐振耦合（resonant coupling）的一种方式。所谓谐振耦合是指，当磁共振的两个媒体以相同的频率共振时，电磁波通过近距离磁场从一个媒体向另一个媒体移动的现象。这种方式具有可以在数米距离以内，传输数W电力的优点。然而，在实际应用中，存在着须将共振器的Q（Quality Factor.品质因素）值保持在很高的状态，同时还存在须为生成共振频率而配置另外的发射天线和接收电线的缺点。
另外，最近问世的相当数量的便携式终端机上安装有可实现NFC即近距离无线通讯技术通讯的NFC模块。NFC（Near Field Communication.近距离无线通讯技术）是使用13.56MHz频段频率，在10厘米左右距离传输数据的近距离通讯技术。NFC模块搭载在便携式终端机机上，广泛应用在用户认证、身份证、信用卡、移动票务（mobile ticket）、移动优惠券（Mobile Coupon）等众多领域。
如上所述，为了进行NFC（近距离无线通讯技术）通讯，必须配置天线。NFC天线的NFC阅读器天线和NFC标签天线需要各自独立地配置。实际应用于便携式终端机上时，一般情况下，往往使用NFC阅读器天线和标签天线层叠结构的集成整合型双重天线。
然而，利用磁共振来传输无线电能的上述A4WP标准方式的无线电能装置上，同样需要一对天线（电能发射天线和电能接收天线）。因此，为了在上述便携式终端机上，同时具备上述NFC功能和上述无线电能传输功能，需要各自分别针对相应功能，在便携式终端机上，另外安装天线。但是，在上述便携式终端机上，将各类各不相同的天线全部安装在其上，空间狭小，同时存在着因配置两种天线导致便携式终端机本身体积增大的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种去汽车无线充电发射模块，在避免因天线数目的增加而导致便携式终端机体积增大的同时，提供不但能够实现磁感应方式的无线充电，还可同时实现NFC通讯的汽车无线充电发射模块。
本发明的上述目的，其得以实现的一种技术解决方案是：汽车无线充电发射模块，其特征在于包括：内部形成有安装空间的本体部，设于安装空间中并与便携式终端机上的无线充电接收部以磁感应方式生成电能而配置的无线充电发射线圈部，设于安装空间中并与配置在便携式终端机上的NFC接收天线部进行近距离通讯而以环形缠绕数圈状构成的NFC发射天线部，和设于本体部上用以激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的转换部；其中所述NFC发射天线部设于无线充电发射线圈部的正上方。
进一步地，所述无线充电发射线圈部为由三个单独线圈错位交叠构成，而所述NFC发射天线部的幅面面积小于所述无线充电发射线圈部的幅面面积。
进一步地，在转换部激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的状态下，无线充电发射线圈部对进入充电范围的所述无线充电接收部进行匹配响应，对便携式终端机的电池进行充电。
进一步地，在转换部激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的状态下，所述NFC接收天线部进入NFC发射天线部的近距离通讯范围并激活汽车的NFC控制部。
更进一步地，所述近距离通讯范围设定为无线充电发射线圈部的中部、NFC发射天线部的中部和本体部外侧放置的便携式终端机的NFC接收天线部之间。
进一步地，所述本体部上设有用于显示无线充电发射线圈部和NFC发射天线部激活状态的显示部。
进一步地，所述本体部设于汽车内用于收纳随身携带物品的收纳部底部，所述收纳部位于汽车主、副驾驶席之间所配置的中央控制盒体的变速杆前侧处。
应用本发明的技术方案，其相对现有技术的优点体现为：减少了便携式终端机不必要的天线数量，同时适用无线充电和NFC通讯，能够积极地接收汽车的信息，提高了保安功能和消费使用便捷性。
附图说明
图1是本发明汽车无线充电发射模块安装状态的平面图。
图2是图1中无线充电发射线圈部和NFC发射天线在本体部内的状态平面图。
具体实施方式
本发明可以变换为各种样式，并可以有多种实施实例；以下便结合优选实施例和较佳实施例的附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。但并非以此特定实施例限定本发明要求保护的范围。应理解为包含在本发明的思想和技术范围内的所有等效变化乃至等效替代物，均包括在本发明之中。
在对本发明进行说明的过程当中，当对相关公开技术的具体说明，可能会不必要地淡化本发明的宗旨时，将省略其详细的说明。另外，本《详细说明》叙述过程当中引用到的数字（例如：第一、第二等）仅仅是将某一构成要素区别于另一构成要素的识别记号。
另外，本《详细说明》提及某一构成要素与另一构成要素形成“连接”或“接续”或“结合”等关系时，应该理解为：一构成要素与另一构成要素之间可以是直接连接，或直接结合。然而在没有完全相反的描述存在的前提下，也可以是中间有其它构成要素为媒介的连接或接续。
本《详细说明》中，便携式终端机可以包括：智能手机（Smart Phone）、笔记本电脑（Laptop Computer）、数字式广播用终端机、PDA（Personal Digital Assistance.个人数字助理）、PMP（Portable Multimidea Player.便携式多媒体播放器）、导航仪等。
以下参照所附图纸，对本发明之优选实施例进行详细说明。
图1为显示本发明之汽车无线充电发射模块安装状态的平面图；图2为显示图1组件中无线充电发射线圈部和NFC发射天线配置在本体部内状态的平面图。
本发明之汽车无线充电发射模块50包括：本体部51；和配置在本体部51的内部形成的安装空间，为使其与便携式终端机（图中未标示）上配置的无线充电接收部（图中未标示），以磁感应方式生成电能而配置的无线充电发射线圈部53；和配置在安装空间，使其与便携式终端机（图中未标示）上配置的NFC接收天线部（图中未标示），相互进行近距离通讯的，以环形缠绕数圈状构成的NFC发射天线部55；和配置在本体部51上，用以激活无线充电发射线圈部53和NFC发射天线部55的转换部（图中未标示）。
在此，包括本体部51在内的本发明之汽车无线充电发射模块50的前部构成，是安装在中控盒体组装体1上。
更详细的情况是，中控盒体组装体1，在汽车内部将驾驶席与助手席划分开，后端部配置有中央控制盒11；中间是在配置有换档杆（变速杆）安装口和杯座30的中控盒体10的前端部形成的随身携带物品收纳部40；无线充电发射模块50固定在随身携带物品收纳部40的内部。并以此为前提进行说明。
另外，在本发明之优选实施例中，给便携式终端机的电池进行无线充电的方法，在多种多样的无线充电方式中，选用无须另外配置天线的WPC标准方式的磁感应方式进行无线充电为必不可少的构成元素。
基于WPC标准方式的无线充电方式，是在如同本发明之优选实施例之类的无线充电发射模块50上配置一发射线圈部，在该发射线圈部上施加电流时，会产生电磁场，当配置在便携式终端机上的接收部上，发生电磁场变化时，产生电能的一种方式。
基于A4WP标准方式的无线充电方式，为了实现通过共振频率来发射和接收信号，各自分别需要配置发射天线和接收天线。而如上所述之基于WPC标准方式的无线充电方式，不同于A4WP标准方式，不需要额外的天线。
因此，配置有NFC接收天线部的便携式终端机，与基于A4WP标准方式的无线充电方式相比，具有无须增大体积的优点。
另外，NFC发射天线部55，是通过与配置在便携式终端机上的NFC接收天线部相互作用，利用NFC通讯方法发射和接收汽车信息的构成要素。NFC通讯方法属于已经公开的技术范畴，其具体内容在此予以省略。
NFC发射天线部55可以配置在无线充电发射线圈部53的正上方。
此时，无线充电发射线圈部53，可以是三个单个的线圈部53A、53B、53C，以仅限于其一部分重叠在一起的状态配置。NFC发射天线部55，可以按其面积小于无线充电发射线圈部53的面积来配置。
为了使无线充电发射线圈部53，拥有尽可能大的可进行无线充电的范围，大体上将其宽度配置成比NFC发射天线部55更宽一些较为理想。
另外，转换部，作为起着激活发射线圈部和NFC发射天线部55的构成要素，可以在本体部51的外部成裸露状配置，从而使操作者方便地进行操作，同时还可以是感知便携式终端机的靠近状态，从而自动将发射线圈部和NFC发射天线部55激活的动作感知传感器。
另外，当无线充电发射线圈部53和NFC发射天线部55，凭借转换部被激活时，随着配置有无线充电接收部的便携式终端机进入可充电范围，将自动对便携式终端机的电池进行充电。
同样，当无线充电发射线圈部53和NFC发射天线部55，凭借转换部被激活时，随着配置有NFC接收天线部的便携式终端机，进入近距离可通讯范围，将自动激活NFC控制部（图中未标示）。
NFC控制部被激活时，将转变为可以为使用NFC通讯并携带便携式终端机的用户提供汽车信息的状态。也就是说，携带有终端机的使用人，通过便携式终端机所固有的保安功能，可以使用进一步升级状态的保安认证程序，可以使用基于便携式终端机的远程支付功能，也是理所当然的。
可近距离通讯范围，可以设定为既是无线充电发射线圈部53的中部，又是NFC发射天线部55中部的位置上，放置NFC接收天线部的距离范围。
也就是说，无线充电发射线圈部53和NFC发射天线部55，凭借转换部被激活后，当便携式终端机靠近本发明之汽车无线充电发射模块50时，首先是便携式终端机的无线充电接收部，进入占据范围较大的可无线充电范围，从而实现无线充电；然后是便携式终端机的NFC接收天线部，进入占据范围较小的可近距离通讯范围，从而转变为实现无线充电的同时，可实现NFC通讯的状态。
另外，在本体部51上，可以配置一用以显示无线充电发射线圈部53是否处于激活状态和NFC控制部是否处于激活状态的显示部57。
显示部57的作用是，当无线充电发射线圈部53处于激活状态时，发出既定的第一种颜色；当NFC控制部处于激活状态时，发出既定的第二种颜色。从而使使用者能够知晓当前功能激活状态的实际情况。
如上所述，本发明之汽车无线充电发射模块50，无须在便携式终端机上另外配置用于无线充电的天线部，而是在按WPC标准方式进行无线充电的同时，可以进行NFC通讯，从而提供提高消费者使用方便性的优点。
现将按如上所述构成的本发明之汽车无线充电发射模块50的工作情况简要说明如下：首先当操作者将配置有基于WPC标准方式的，可进行无线充电的接收线圈部和可进行NFC通讯的，带有NFC接收天线部的便携式终端机，靠近于本体部51时，随着接收线圈部进入可充电范围，转换部将无线充电发射线圈部53激活，从而使基于WPC标准方式的无线充电得以实现。
此时，在便携式终端机上，配置有当其进入凭借无线充电发射线圈部53生成的电磁场范围时，便可实现自动充电的接收线圈部。从而即使没有另外的控制动作，也能实现无线充电。然而，如众所周知，基于WPC标准方式的无线充电，尤其可能会因汽车行驶当中车体所发生的振动，导致便携式终端机发生窜动，从而降低充电效率。对此，凭借图中未标示的固定装置，使接触式充电更加容易地适用，是理所当然的。
另外，随着便携式终端机继续向本体部51靠近，当便携式终端机的NFC接收天线部，进入比可充电范围更小的NFC可通讯范围时，转换部将NFC控制部激活，从而使NFC通讯得以实现。
NFC通讯得以实现，不仅意味着可以进行直接的NFC通讯，还包括凭借录入到NFC控制部的通讯方法来实现的近距离通讯，处于可执行的就绪状态。
例如，当通过NFC控制部录入可进行远程支付的命令信号时，便可执行利用近距离无线通讯的远程支付功能。
通过的文字表述可以看出，应用本发明的技术方案，其相对现有技术的优点体现为：减少了便携式终端机不必要的天线数量，同时适用无线充电和NFC通讯，能够积极地接收汽车的信息，提高了保安功能和消费使用便捷性。
除优选实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.汽车无线充电发射模块，其特征在于包括：内部形成有安装空间的本体部，设于安装空间中并与便携式终端机上的无线充电接收部以磁感应方式生成电能而配置的无线充电发射线圈部，设于安装空间中并与配置在便携式终端机上的NFC接收天线部进行近距离通讯而以环形缠绕数圈状构成的NFC发射天线部，和设于本体部上用以激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的转换部；其中所述NFC发射天线部设于无线充电发射线圈部的正上方。
2.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：所述无线充电发射线圈部为由三个单独线圈错位交叠构成，而所述NFC发射天线部的幅面面积小于所述无线充电发射线圈部的幅面面积。
3.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：在转换部激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的状态下，无线充电发射线圈部对进入充电范围的所述无线充电接收部进行匹配响应，对便携式终端机的电池进行充电。
4.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：在转换部激活无线充电发射线圈部和NFC发射天线部的状态下，所述NFC接收天线部进入NFC发射天线部的近距离通讯范围并激活汽车的NFC控制部。
5.根据权利要求4所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：所述近距离通讯范围设定为无线充电发射线圈部的中部、NFC发射天线部的中部和本体部外侧放置的便携式终端机的NFC接收天线部之间。
6.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：所述本体部上设有用于显示无线充电发射线圈部和NFC发射天线部激活状态的显示部。
7.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于：所述本体部设于汽车内用于收纳随身携带物品的收纳部底部，所述收纳部位于汽车主、副驾驶席之间所配置的中央控制盒体的变速杆前侧处。
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