CN104852449B - 一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，主要包括：电动汽车，原边线圈，地面充电舱门，车载副边线圈，车载线圈舱门，水平纠偏装置，竖直行程装置，原边线圈充电控制器，车载充电控制器；其特征在于原边线圈安置于地面以下的水平纠偏装置上，原边线圈与水平纠偏装置之间分别连接竖直行程装置，地面部分有充电舱门覆盖，原边线圈充电控制器分别与水平纠偏装置和竖直行程装置电气连接，原边线圈充电控制器向水平纠偏装置和竖直行程装置先后发出控制信号，进行原副线圈的纠偏和位移调整。

Description

一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置。

背景技术

汽车尾气是城市pm2.5的重要来源之一，因此近年来国家一直在大力推动新能源汽车发展。但是“充电难”是制约其发展的关键问题。而电动汽车的无线充电技术具有占地少、随停随充、安全方便等优势，能克服传统插电式充电“可能发生打火使其充电功率受限”的缺点，还能拓展成行车充电模式，大大减小车载电池容量，因此成为国际上电动汽车的重要发展方向。

电磁感应式充电是目前最为常见的电动汽车无线充电解决方案，中国本土的比亚迪公司早在2005年申请的非接触感应式充电器专利中利用的就是电磁感应来进行无线充电。电磁感应式充电的工作原理是这样子的，在初级线圈中存在一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生了电流，从而将能量由输出端传送至接收端，完成无线充电。

电磁感应式无线充电还存在以下缺陷，其一，原副线圈在耦合过程中正对问题，如果原副线圈耦合偏离会出现严重漏磁，影响能量传输效率，实验表明原副线圈耦合正对偏差1%，能量传输效率将降低10%；其二，原副线圈耦合正对距离问题，对于电磁感应而言，原副线圈耦合时，气隙越大，电能传输效率越低，实验表明电磁耦合时原副线圈气隙距离在3cm时，电能传输效率将降低40%；其三，原副线圈耦合时的电磁辐射，当原副线圈大距离耦合时，会产生大量的漏磁，漏磁会对周围环境造成大量的电磁污染。以上问题是电磁感应式无线充电亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，以实现电磁感应式无线充电高效充电、低电磁辐射的充电装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，主要包括：电动汽车，原边线圈，地面充电舱门，车载副边线圈，车载线圈舱门，水平纠偏装置，竖直行程装置，原边线圈充电控制器，车载充电控制器。其特征在于原边线圈安置于地面以下的水平纠偏装置上，原边线圈与水平纠偏装置之间分别连接竖直行程装置，地面部分有充电舱门覆盖，原边线圈充电控制器分别与水平纠偏装置和竖直行程装置电气连接；原边线圈充电控制器与车载充电控制器无线信号连接，原边线圈充电控制器接收到车载充电控制器的充电信号后，原边线圈充电控制器驱动地面充电舱门打开，原边线圈充电控制器向水平纠偏装置和竖直行程装置先后发出控制信号，水平纠偏发出纠偏信号，并根据车载副边线圈位置进行前后左右位置调整，原边线圈正对于车载副边线圈位置时停止动作；水平纠偏装置定位后，竖直行程装置开始缓慢竖直向上动作，竖直行程装置直到把原边线圈移动距离车载副边线圈0-3cm位置时停止动作；原边线圈充电控制器实时把水平纠偏装置和竖直位移装置的动作信息发送至车载充电控制器，车载充电控制器把原边线圈和车载副边线圈的位置显示在车内充电显示屏上。

所述的车载副边线圈，其特征在于车载副边线圈安置于电动汽车后车厢的外底部位置，后车厢安置车载副边线圈的区域向上凹陷，形成一个空腔，车载副边线圈固定在空腔内，空腔外部有车载充电舱门密闭。

所述的车载充电舱门，其特征在于车载充电舱门有行程导轨，舱门沿导轨进行打开和关闭，电动汽车处于充电模式时，车载充电器发出指令并驱动车载充电舱门打开，充电完成后，车载充电器发出指令并驱动车载充电舱门关闭，把车载副边线圈密闭于充电舱内进行保护。

所述的水平纠偏装置，其特征在于水平纠偏装置由纠偏电机、纠偏导轨和定位信号源构成，水平纠偏装置的地上固定位纵横向导轨，水平纠偏装置可以沿导轨进行纵向或横向滑动，水平纠偏装置与纠偏电机传动连接，定位信号源固定于原边线圈上，水平纠偏时定位信号源发出水平定位信号，该定位信号被车载副边线圈的定位信号接收器接收，并反馈至原边线圈充电控制器，原边线圈充电控制器根据定位信号的信息驱动纠偏电机把纠偏导轨进行纵向或横向移动，直到水平位置原边线圈和车载副边线圈正对时停止动作。

所述的水平纠偏装置，其特征在于水平纠偏装置与纠偏电机传动连接为齿轮传动，带传动或链条传动的任一种。

所述的水平纠偏装置，其特征在于定位信号源为红外线信号，视频信号或微波雷达信号的任一种。

所述的竖直行程装置，其特征在于竖直行程导杆，导杆基座，行程电机和竖直行程信号源，导杆基座固定在水平纠偏装置的导轨上，竖直行程导杆与导杆基座活动链接，竖直行程导杆沿导杆基座上下移动，竖直行程导杆与行程电机链接，行程电机驱动竖直行程导杆位移，竖直行程信号源固定于原边线圈上，竖直行程导杆位移时竖直行程信号源发出竖直行程信号，该行程信号被车载副边线圈的定位信号接收器接收，并反馈至原边线圈充电控制器，原边线圈充电控制器根据定位信号的信息驱动行程电机进行竖直移动，原边线圈竖直位移至车载副边线圈0-3cm时，行程电机停止动作。

所述的竖直行程装置,其特征在于竖直行程导杆与导杆基座活动链接为齿轮连接，螺杆连接及滑动导轨连接的任意一种。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，同现有技术相比，具有以下优点：其一，电动汽车采用无线充电模式，原线圈放置于地面以下，不占用地上空间，安全可靠；其二，采用水平纠偏技术方案，使原副线圈正对面进行耦合，优化电磁通路，减少了漏磁磁通，降低了电磁辐射，提高了充电效率。

其三，采用原副线圈小气隙耦合，增加了耦合强度，提高了电能传输效率。本装置是无线充电的优化模式，为电动汽车无线充电的推广和实用性起到一定的促进作用。

附图说明

图1为本发明一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置的结构示意图

1、电动汽车，2、原边线圈，3、地面充电舱门，4、车载副边线圈，5、水平纠偏装置，6、竖直行程装置，7、原边线圈充电控制器，8、车载线圈舱门，9、车载充电控制器，52、纠偏电机、51、纠偏导轨53、定位信号源，61、竖直行程导杆，63、导杆基座，62、行程电机64、竖直行程信号源，41、定位信号接收器。

具体实施方式

下面通过附图1和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，主要包括：电动汽车1，原边线圈2，地面充电舱门3，车载副边线圈4，水平纠偏装置5，竖直行程装置6，原边线圈充电控制器7，车载线圈舱门8，车载充电控制器9。其特征在于原边线圈2安置于地面以下的水平纠偏装置5上，原边线圈2与水平纠偏装置5之间分别连接竖直行程装置6，地面部分有充电舱门3覆盖，原边线圈充电控制器7分别与水平纠偏装置5和竖直行程装置6电气连接；原边线圈充电控制器7与车载充电控制器9无线信号连接，原边线圈充电控制器7接收到车载充电控制器9的充电信号后，原边线圈充电控制器7驱动地面充电舱门3打开，原边线圈充电控制器7向水平纠偏装置5和竖直行程装置6先后发出控制信号，水平纠偏装置5发出纠偏信号，并根据车载副边线圈4位置进行前后左右位置调整，原边线圈2正对于车载副边线圈4位置时停止动作；水平纠偏装置5定位后，竖直行程装置6开始缓慢竖直向上动作，竖直行程装置6直到把原边线圈2移动距离车载副边线圈41cm位置时停止动作；原边线圈充电控制器7实时把水平纠偏装置5和竖直位移装置6的动作信息发送至车载充电控制器9，车载充电控制器9把原边线圈5和车载副边线圈6的位置显示在车内充电显示屏上。

所述的车载副边线圈，其特征在于车载副边线圈4安置于电动汽车1后车厢的外底部位置，后车厢安置车载副边线圈4的区域向上凹陷，形成一个空腔，车载副边线圈4安住于空腔内，空腔外部有车载充电舱门8密闭。

所述的车载充电舱门，其特征在于车载充电舱门8有行程导轨，舱门沿导轨进行打开和关闭，电动汽车1处于充电模式时，车载充电器9发出指令并驱动车载充电舱门8打开，充电完成后，车载充电器发出指令并驱动车载充电舱门8关闭，把车载副边线圈4密闭于充电舱内进行保护。

所述的水平纠偏装置，其特征在于水平纠偏装置5由纠偏电机52、纠偏导轨51和定位信号源53构成，水平纠偏装置5的地上固定位纵横向导轨，水平纠偏装置5可以沿导轨进行纵向或横向滑动，水平纠偏装置5与纠偏电机52传动连接，定位信号源53固定于原边线圈上2，水平纠偏时定位信号源53发出水平定位信号，该定位信号被车载副边线圈4的定位信号接收器41接收，并反馈至原边线圈充电控制器7，原边线圈充电控制器7根据定位信号的信息驱动纠偏电机52把纠偏导轨51进行纵向或横向移动，直到水平位置原边线圈2和车载副边线圈4正对时停止动作。

所述的水平纠偏装置，其特征在于水平纠偏装置5与纠偏电机52传动连接为齿轮传动，带传动或链条传动的任一种。

所述的水平纠偏装置，其特征在于定位信号源53为红外线信号，视频信号或微波雷达信号的任一种。

所述的竖直行程装置，其特征在于竖直行程装6置包括竖直行程导杆61，导杆基座63，行程电机62和竖直行程信号源64，导杆基座63固定在水平纠偏装置5的导轨上，竖直行程导杆61与导杆基座63活动链接，竖直行程导杆61沿导杆基座63上下移动，竖直行程导杆61与行程电机62链接，行程电机62驱动竖直行程导杆61位移，竖直行程信号源64固定于原边线圈2上，竖直行程导杆61位移时竖直行程信号源64发出竖直行程信号，该行程信号被车载副边线圈4的定位信号接收器41接收，并反馈至原边线圈充电控制器7，原边线圈充电控制器7根据定位信号的信息驱动行程电机62进行竖直移动，原边线圈2竖直位移至车载副边线圈0-3cm时，行程电机62停止动作。

所述的竖直行程装置,其特征在于竖直行程导杆61与导杆基座63活动为链接齿轮连接，螺杆连接及滑动导轨连接的任意一种。

具体实施例

电动汽车1驶向无线充电停车位，并把汽车1停止在充电位置上，设置充电模式，这是车载充电控制器9发出充电信号，车载充电舱门8和地面充电舱门3分别缓慢开启，原边线圈充电控制器7启动，水平纠偏定位信号源53工作，检测原副线圈的水平对应位置，如果原副线圈水平对应有偏差，水平纠偏电机52启动，使水平纠偏导轨51在纵向和横向上缓慢动作，并调整原副线圈的水平对应位置，直到正对为止。

原边线圈2和车载副边线圈4正对结束后，竖直行程装置6动作，行程电机62启动，行程电机62驱动竖直行程导杆61动作，行程导杆61带动原边线圈2向上位移，竖直行程导杆61位移时定位信号源发出竖直定位信号，该定位信号被车载副边线圈4的定位信号接收器接收，并反馈至原边线圈充电控制器，原边线圈充电控制器7根据定位信号的信息驱动行程电机62进行竖直移动，原边线圈竖直位移至车载副边线圈0-3cm时，行程电机停止动作。

无线充电的原边线圈2和车载副边线圈4正对和近距离后，车载充电控制器9和原边线圈充电控制器7同时动作，对电动汽车的蓄电池进行充电。充电结束后，车载充电控制器9发出信号，原边线圈充电控制器7接收到充电完成信号，原边线圈充电控制器7驱动行程电机62，使原边线圈2下降到原定位置，地面充电舱门3和车载充电舱门8缓慢关闭，恢复原来位置，本次充电过程完毕，等待下一次充电过程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，主要包括：电动汽车，原边线圈，地面充电舱门，车载副边线圈，车载线圈舱门，水平纠偏装置，竖直行程装置，原边线圈充电控制器，车载充电控制器；原边线圈安置于地面以下的水平纠偏装置上，原边线圈与水平纠偏装置之间分别连接竖直行程装置，地面部分有充电舱门覆盖，原边线圈充电控制器分别与水平纠偏装置和竖直行程装置电气连接，其特征在于水平纠偏装置由纠偏电机、纠偏导轨和定位信号源构成，水平纠偏装置的地上固定位纵横向导轨，水平纠偏装置可以沿导轨进行纵向或横向滑动，水平纠偏装置与纠偏电机传动连接，定位信号源固定于原边线圈上，水平纠偏时定位信号源发出水平定位信号，该定位信号被车载副边线圈的定位信号接收器接收，并反馈至原边线圈充电控制器，原边线圈充电控制器根据定位信号的信息驱动纠偏电机把纠偏导轨进行纵向或横向移动，直到水平位置原边线圈和车载副边线圈正对时停止动作。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电原副线圈耦合纠偏及上下位移装置，其特征在于原边线圈充电控制器实时把水平纠偏装置和竖直位移装置的动作信息发送至车载充电控制器，车载充电控制器把原边线圈和车载副边线圈的位置显示在车内充电显示屏上。