CN105790336A - 车载终端充电系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车载终端充电系统，包括：车载底座、设置在车载底座的无线发射单元和车载终端。车载终端包括无线接收单元，电源管理模块和微控器。由无线发射单元发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元中产生一定的电流，这样将电能从无线发射单元转移到车载终端。无线接收单元设置在车载终端内，用于接收无线发射单元发射的电磁波；微控器与无线接收单元相连且与电源管理模块相连，用于根据无线接收单元的电压变化以判断车载终端是否为无线连接模式，若为无线连接模式，则通过电源管理模块为车载终端供电，和/或为车载终端的电池充电。本发明的系统结构简单、易于实现、损耗低、实用性强。本发明还提出一种汽车。

Description

车载终端充电系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种车载终端充电系统及汽车。

背景技术

在未来的智能公路系统上，驾驶员在配置了智能车载系统的汽车内。不仅可以收看数字电视节目，还可以通过网络获得各种交通信息(道路条件、变通状况、服务设施位置以及导游信息、收发电子邮件等)合理选择出行方式、时问和路线。驾驶员还可利用集成了网络的车载在电子地图上给出出发地点和目的地，计算机便可根据实时空通信息自动选择出最佳行驶路线，避开交通拥挤和阻塞。驾驶员更可以通过总线技术应用和高清晰的影音视听，享受到高品质的车载影音娱乐，通过辅助安全驾驶提高驾驶的安全性。随着智能车载信息系统技术的成熟以及用户市场意识的觉醒。集成化、智能化、舒适化的车载信息娱乐系统已成为整车差异化的一个关键点。

汽车不仅作为代步工具，而且已经成为现代消费者不可或缺的“移动办公室”和“移动家庭影院”。人们对汽车多媒体功能要求越来越多，对其品质要求越来越高，汽车信息、娱乐、控制等全方位的整合需求已愈来愈凸显。同时，用户也利用自身携带的移动终端来满足娱乐、控制等的整合需求。目前的车内移动终端，如手机、平板电脑等的充电器采用直接连线方式，在没有携带充电器时无法使用，而且在炎热的夏季，有线充电、供电很容易因为车内移动终端的蓄电池温度过高而失效。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种简便、安全、低损耗、实用性强的车载终端充电系统。

本发明的第二个目的在于提出一种汽车。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例中提出一种车载终端充电系统，其包括车载底座、无线发射单元、无线接收单元及微控器。所述车载底座用于承载所述车载终端。所述无线发射单元所述无线发射单元设置在所述车载底座内且与汽车电源相连，用于发射电磁波。所述无线接收单元设置在所述车载终端内，用于接收所述无线发射单元发射的所述电磁波。所述微控器与所述无线接收单元相连，用于根据所述无线接收单元的电压变化以判断所述车载终端是否为无线连接模式，若为无线连接模式，则通过所述电源管理模块为所述车载终端供电，和/或为所述车载终端的电池充电。根据本发明实施例的车载终端充电系统，当控制单元检测到车载终端放置在车载底座上时，由无线发射单元发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元中产生一定的电流，这样将电能从无线发射单元转移到车载终端从而为车载终端充电或供电。微控器可以根据无线接收单元的端口电压变化判断车载终端是否为无线连接模式，从而实现对车载终端无线供电或对车载终端的电池无线充电。本发明实施例的车载终端充电系统解决了在高温下车载终端的蓄电池供电被保护而不能供电使用的问题，提高车载终端使用的连续性。

在一些示例中，所述车载终端充电系统还包括：检测装置，所述检测装置设置在所述车载底座上，用于检测所述车载终端是否接入所述车载终端充电系统并生成对应的充电和/或供电开关信号。

在一些示例中，所述车载终端充电系统还包括：过压/过流保护模块、电源管理模块和控制开关。所述过压/过流保护模块与所述无线接收单元相连且与所述微控器相连，用于保护所述车载终端以免因过压/过流而引起损坏。所述控制开关的一端与所述微控器相连，另一端分别与所述电源管理模块和所述电池相连，用于根据所述微控器的判断结果，选择为所述电池充电或直接为所述车载终端供电。

在一些示例中，还包括：插入接口，所述插入接口设置在所述车载终端上，所述插入接口与所述过压/过流保护模块相连，用于通过所述插入接口采用有线连接模式为所述电池充电或通过所述电源管理模块为所述车载终端供电。

进一步地，在一些示例中，所述微控器还用于，根据所述插入接口的电压变化以判断所述车载终端为有线连接模式。

在一些示例中，所述微控器还用于，检测所述电池的电量。

本发明第二方面的实施例提出一种汽车，所述汽车包括如前述的车载终端充电系统。

根据本发明实施例的汽车，当车载终端充电系统的控制单元检测到车载终端放置在车载底座上时，由无线发射单元发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元中产生一定的电流，这样将电能从无线发射单元转移到车载终端从而为车载终端充电或供电。微控器可以根据无线接收单元的端口电压变化判断车载终端是否为无线连接模式，从而实现对车载终端无线供电或对车载终端的电池无线充电。本发明实施例的车载终端充电系统解决了在高温下车载终端的蓄电池供电被保护而不能供电使用的问题，提高车载终端使用的连续性，进而提高了汽车的市场竞争力。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的车载终端充电系统的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1，本发明第一方面的实施例的车载终端充电系统100用于给车载终端进行充电或供电，充电系统100包括：车载底座10、无线发射单元20、车载终端30。车载终端30包括无线接收单元32和微控器(microcontrolunit，MCU)34、电源管理模块36和电池38。

车载底座10用于承载车载终端30。无线发射单元20设置在车载底座10内且与汽车电源200相连，用于发射电磁波。无线接收单元32设置在车载终端30内，用于接收无线发射单元20发射的电磁波。MCU34与无线接收单元32相连，用于根据无线接收单元32的电压变化以判断车载终端30是否为无线连接模式，若为无线连接模式，则通过电源管理模块36为车载终端30供电，和/或为车载终端30的电池38充电。

电源管理模块36用于直接为车载终端30供电。进一步地，电源管理模块36包括多个同步降压型DC-DC转换器，多个低压差(LDO)稳压器。电源管理模块36对于电压输出具有动态控制和排序功能。电源管理模块36能够实现高度可配置的电源排序、调节并输出动态电压、通过按钮接口控制器以及I2C接口实现对稳压器的控制。电源管理模块36的通用I2C串行端口用于控制多个LDO稳压器使能、输出电压、调节动态电压、改变操作模式和发送状态报告。稳压器启动的电压排序操作可通过按期望的次序将多个LDO稳压器输出连接至使能引脚或通过I2C端口来完成。同时电源管理模块36还具有中断输出功能。这样电源管理模块36可以满足车载终端30的用电需求。

进一步地，在本发明的一个实施例中，充电系统100还包括：检测装置40。检测装置40设置在车载底座10上，用于检测车载终端30是否接入车载终端充电系统100并生成对应的开关信号。检测装置30包括一个弹簧开关。当车载终端30放入车载底座10闭合弹簧开关时，弹簧开关生成开关信号，该开关信号表明车载终端30接入该车载终端充电系统100中。

在本发明的一个实施例中，车载终端充电系统还包括：过压/过流保护模块30a、控制开关30c。过压/过流保护模块30a与无线接收单元32相连且与MCU34相连，用于保护车载终端以免因过压/过流而引起损坏。控制开关30c的一端与MCU34相连，另一端分别与电源管理模块36和电池36相连，用于根据MCU34的判断结果，选择为电池38充电或直接为车载终端30供电。

在本发明的一个实施例中，车载终端充电系统100还包括：插入接口30b。插入接口30b设置在车载终端30上，插入接口30b与过压/过流保护模块30a相连，MCU34可以根据插入接口30b的电压变化以判断车载终端30是否为有线连接模式，从而通过插入接口30b采用有线连接模式为电池38充电或通过电源管理模块36为车载终端30供电。具体地，在本发明的一个实施例中，插入接口30b为USB插入接口。插入接口30b使得车载终端30仍旧可以采用传统的有线连接充电的方式，且当MCU34检测到车载终端30处于开机且有线连接模式时，MCU34控制控制开关30c给车载终端30的电池38充电并由电池38为车载终端30供电。

具体地，当MCU34检测到与无线接收单元连接的引脚电平发生变化时，即判定车载终端30为无线连接模式。当MCU34检测到与插入接口30b连接的引脚电平发生变化时，即判定车载终端30为有线连接模式。进一步地，MCU34还用于检测车载终端30的开机或关机状态。同时MCU34还用于检测电池38是否因为高温或者低温而处于受保护状态。

在本发明的一个实施例中，MCU34还可以检测车载终端30的电池38的电量。具体的实现过程描述如下：

(1)当MCU34检测到车载终端30处于开机、无线连接模式且电池38时，MCU34控制控制开关30c选择通过电池管理模块36为车载终端30供电，同时通过充电电路为电池38充电。当MCU34检测到电池38的电量充满时，控制控制开关30c断开电池38的充电通路，这时MCU34控制控制开关30c选择通过电池管理模块36为车载终端30供电。当用户不使用车载终端30时，不选择给车载终端30供电同时也不给电池38充电，那么就没有电流通路，也就没有电磁感应产生，那么无线发射单元20和无线接收单元32自动停止工作。

(2)当MCU34检测到车载终端30处于开机且有线连接模式时，MCU34控制控制开关30c给电池38充电并由电池38为车载终端30供电。

(3)当MCU34检测到车载终端30处于关机状态时，

若MCU检测到电池38的电量未满时，则MCU34控制控制开关30c给车载终端30的电池38充电；

若MCU检测到电池38的电量满时，则MCU34不给电池38充电，那么就没有电流通路，也就没有电磁感应产生，那么无线发射单元20和无线接收单元32自动停止工作。

(4)当MCU34检测到车载终端30的电池38处于被保护状态时，则MCU34控制控制开关30c直接给车载终端30供电。这样以无线方式供电，解决了在高温下电池38供电被保护而不能给车载终端30供电使用的问题，提高设备使用的连续性。

例如，当车载终端30插入车载底座10时，检测装置40检测车载终端是否接入车载终端充电系统100并生成表明车载终端30接入该车载终端充电系统100的开关信号。无线发射单元20发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元32中产生一定的电流，这样就将电能从无线发射单元20转移到无线接收单元32从而为车载终端30充电或供电。MCU34根据无线接收单元32和插入借口30b的端口电压的变化来确定车载终端30是无线连接模式还是有线连接模式。进一步MCU34检测电池38的电量和车载终端30的开机、关机和保护状态。当MCU34检测到车载终端30的电池未满时，无线发射单元20和无线接收单元30会同时开始工作，通过电磁感应的无线充电方式将无线发射单元20的能量传递到无线接收单元30，无线接收单元30通过充电通路为电池38充电。当充满电时，MCU34通过控制开关30c去选择断开电池38的充电逻辑通路从而停止给电池38充电而只给车载终端30供电。

根据本发明实施例的车载终端充电系统，当控制单元检测到车载终端放置在车载底座上时，由无线发射单元发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元中产生一定的电流，这样将电能从无线发射单元转移到车载终端从而为车载终端充电或供电。MCU可以根据无线接收单元的端口电压变化判断车载终端是否为无线连接模式，从而实现对车载终端无线供电或对车载终端的电池无线充电。本发明实施例的车载终端充电系统解决了在高温下车载终端的蓄电池供电被保护而不能供电使用的问题，提高车载终端使用的连续性。

本发明第二方面的实施例的汽车，包括如前所述的车载终端充电系统100，

如图1所示，本发明第一方面的实施例的车载终端充电系统100用于给车载终端进行充电或供电，

充电系统100包括：车载底座10、无线发射单元20、车载终端30。车载终端30包括无线接收单元32和微控器(microcontrolunit，MCU)34、电源管理模块36和电池38。

车载底座10用于承载车载终端30。无线发射单元20设置在车载底座10内且与汽车电源200相连，用于发射电磁波。无线接收单元32设置在车载终端30内，用于接收无线发射单元20发射的电磁波。MCU34与无线接收单元32相连，用于根据无线接收单元32的电压变化以判断车载终端30是否为无线连接模式，若为无线连接模式，则通过电源管理模块36为车载终端30供电，和/或为车载终端30的电池38充电。

电源管理模块36用于直接为车载终端30供电。进一步地，电源管理模块36包括多个同步降压型DC-DC转换器，多个低压差(LDO)稳压器。电源管理模块36对于电压输出具有动态控制和排序功能。电源管理模块36能够实现高度可配置的电源排序、调节并输出动态电压、通过按钮接口控制器以及I2C接口实现对稳压器的控制。电源管理模块36的通用I2C串行端口用于控制多个LDO稳压器使能、输出电压、调节动态电压、改变操作模式和发送状态报告。稳压器启动的电压排序操作可通过按期望的次序将多个LDO稳压器输出连接至使能引脚或通过I2C端口来完成。同时电源管理模块36还具有中断输出功能。这样电源管理模块36可以满足车载终端30的用电需求。

进一步地，在本发明的一个实施例中，充电系统100还包括：检测装置40。检测装置40设置在车载底座10上，用于检测车载终端30是否接入车载终端充电系统100并生成对应的开关信号。检测装置30包括一个弹簧开关。当车载终端30放入车载底座10闭合弹簧开关时，弹簧开关生成开关信号，该开关信号表明车载终端30接入该车载终端充电系统100中。

在本发明的一个实施例中，车载终端充电系统还包括：过压/过流保护模块30a、控制开关30c。过压/过流保护模块30a与无线接收单元32相连且与MCU34相连，用于保护车载终端以免因过压/过流而引起损坏。控制开关30c的一端与MCU34相连，另一端分别与电源管理模块36和电池36相连，用于根据MCU34的判断结果，选择为电池38充电或直接为车载终端30供电。

在本发明的一个实施例中，车载终端充电系统还包括：过压/过流保护模块30a、控制开关30c。过压/过流保护模块30a的一端与无线接收单元32相连且另一端与MCU34相连，用于保护车载终端以免因过压/过流而引起损坏。控制开关30c的一端与MCU34相连，另一端分别与电源管理模块36和电池36相连，用于根据MCU34的判断结果，选择为电池38充电或直接为车载终端30供电。

在本发明的一个实施例中，车载终端充电系统100还包括：插入接口30b。插入接口30b设置在车载终端30上，插入接口30b与过压/过流保护模块30a相连，MCU34可以根据插入接口30b的电压变化以判断车载终端30是否为有线连接模式，从而通过插入接口30b采用有线连接模式为电池38充电或为车载终端30供电。具体地，在本发明的一个实施例中，插入接口30b为USB插入接口。插入接口30b使得车载终端30仍旧可以采用传统的有线连接充电的方式，且当MCU34检测到车载终端30处于开机且有线连接模式时，MCU34控制控制开关30c给车载终端30的电池38充电并由电池38为车载终端30供电。

具体地，当MCU34检测到与无线接收单元连接的引脚电平发生变化时，即判定车载终端30为无线连接模式。当MCU34检测到与插入接口30b连接的引脚电平发生变化时，即判定车载终端30为有线连接模式。进一步地，MCU34还用于检测车载终端30的开机或关机状态。同时MCU34还用于检测电池38是否因为高温或者低温而处于受保护状态。

在本发明的一个实施例中，MCU34还可以检测车载终端30的电池38的电量。具体的实现过程描述如下：

(1)当MCU34检测到车载终端30处于开机、无线连接模式且电池38时，MCU34控制控制开关30c选择通过电池管理模块36为车载终端30供电，同时通过充电电路为电池38充电。当MCU34检测到电池38的电量充满时，控制控制开关30c断开电池38的充电通路，这时MCU34控制控制开关30c选择通过电池管理模块36为车载终端30供电。当用户不使用车载终端30时，不选择给车载终端30供电同时也不给电池38充电，那么就没有电流通路，也就没有电磁感应产生，那么无线发射单元20和无线接收单元32自动停止工作。

(2)当MCU34检测到车载终端30处于开机且有线连接模式时，MCU34控制控制开关30c给电池38充电并由电池38为车载终端30供电。

(3)当MCU34检测到车载终端30处于关机状态时，

若MCU检测到电池38的电量未满时，则MCU34控制控制开关30c给车载终端30的电池38充电；

若MCU检测到电池38的电量满时，则MCU34不给电池38充电，那么就没有电流通路，也就没有电磁感应产生，那么无线发射单元20和无线接收单元32自动停止工作。

(4)当MCU34检测到车载终端30的电池38处于被保护状态时，则MCU34控制控制开关30c直接给车载终端30供电。这样以无线方式供电，解决了在高温下电池38供电被保护而不能给车载终端30供电使用的问题，提高设备使用的连续性。

例如，当车载终端30插入车载底座10时，检测装置40检测车载终端是否接入车载终端充电系统100并生成表明车载终端30接入该车载终端充电系统100的开关信号。无线发射单元20发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元32中产生一定的电流，这样就将电能从无线发射单元20转移到无线接收单元32从而为车载终端30充电或供电。MCU34根据无线接收单元32和插入借口30b的端口电压的变化来确定车载终端30是无线连接模式还是有线连接模式。进一步MCU34检测电池38的电量和车载终端30的开机、关机和保护状态。当MCU34检测到车载终端30的电池未满时，无线发射单元20和无线接收单元30会同时开始工作，通过电磁感应的无线充电方式将无线发射单元20的能量传递到无线接收单元30，无线接收单元30通过充电通路为电池38充电。当充满电时，MCU34通过控制开关30c去选择断开电池38的充电逻辑通路从而停止给电池38充电而只给车载终端30供电。

另外，根据本发明实施例的汽车的其他构成及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，在此处不做赘述。

根据本发明实施例的汽车，当车载终端充电系统的控制单元检测到车载终端放置在车载底座上时，由无线发射单元发射一定频率的交流电，通过电磁感应在无线接收单元中产生一定的电流，这样将电能从无线发射单元转移到车载终端从而为车载终端充电或供电。当控制单元检测到车载终端的电池充满电时，控制单元控制无线发射单元和无线接收单元停止工作。本发明实施例的车载终端充电系统解决了在高温下车载终端的蓄电池供电被保护而不能供电使用的问题，提高车载终端使用的连续性，进而提高了汽车的市场竞争力。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种车载终端充电系统，其特征在于，包括：

车载底座，用于承载所述车载终端；

无线发射单元，所述无线发射单元设置在所述车载底座内且与汽车电源相连，用于发射电磁波；

车载终端，所述车载终端包括，

无线接收单元，所述无线接收单元设置在所述车载终端内，用于接收所述无线发射单元发射的所述电磁波；

电源管理模块；及

微控器，所述微控器与所述无线接收单元及所述电源管理模块相连，用于根据所述无线接收单元的电压变化以判断所述车载终端是否为无线连接模式，

若为无线连接模式，则通过所述电源管理模块为所述车载终端供电，和/或为所述车载终端的电池充电。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载终端充电系统还包括：

检测装置，所述检测装置设置在所述车载底座上，用于检测所述车载终端是否接入所述车载终端充电系统。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车载终端充电系统还包括：

过压/过流保护模块，所述过压/过流保护模块与所述无线接收单元相连且与所述微控器相连，用于保护所述车载终端以免因过压/过流而引起损坏；及

控制开关，所述控制开关的一端与所述微控器相连，另一端分别与所述电源管理模块和所述电池相连，用于根据所述微控器的判断结果，选择为所述电池充电或直接为所述车载终端供电。

4.如权利要求3所述的所述车载终端充电系统，其特征在于，所述车载终端充电系统还包括：

插入接口，所述插入接口设置在所述车载终端上，所述插入接口与所述过压/过流保护模块相连，用于通过所述插入接口采用有线连接模式为所述电池充电或通过所述电源管理模块为所述车载终端供电。

5.如权利要求4所述的所述车载终端充电系统，其特征在于，所述微控器还用于，根据所述插入接口的电压变化以判断所述车载终端为有线连接模式。

6.如权利要求3～5任意一项所述的所述车载终端充电系统，其特征在于，所述微控器还用于，检测所述电池的电量。

7.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的车载终端充电系统。