CN106671811A - 一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，其特征在于，包括：发射线圈、发射线圈底座、接收线圈、位置检测装置、控制单元以及驱动装置；所述位置检测装置用于检测、校准所述发射线圈与接收线圈位置；所述控制单元用于接收所述位置检测装置发送的位移信号，并控制所述驱动装置进行相应的位置调整；所述驱动装置用于带动所述发射线圈进行相应的位移；通过位置检测，可以从前后左右四个方向改变发射线圈的位置，适用于接收线圈位置不同的所有车型，实现发射线圈与接收线圈的自动精准对位，最终提高充电效率。

Description

一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法
技术领域
本发明属于新能源电动汽车充电技术领域，尤其是一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法。
背景技术
目前，随着化石能源的广泛使用，大气、环境污染的问题不断加剧，在人们对环保和自身健康意识的不断增强下，电动汽车的推广普及正逐步代替传统的燃油汽车销售；但是电动汽车在充电过程中存在高电压、大电流以及充电线路设置无法过长等技术缺陷，直接威胁了操作人员以及周围群众的安全，且充电使用及其不便；尤其阴雨天时，因漏电导致的安全性问题更加严重，而且每次充电时都需要人为插拔，容易造成接头松动虚接等不足；
为了提高电动汽车充电的安全性和便捷性，现有技术中，设计了一种采用无线充电技术对电动汽车进行充电的装置结构；
无线充电技术的主要方式包括：电磁感应式、磁场共振和无线电波式三种；目前应用于电动汽车的无线充电方式均采用电磁感应式，即电能发射线圈位于停车位的地面上，电能接收线圈安装于电动汽车的底部，并与电动汽车的电瓶电连接；
但在实际应用时，即对电动汽车无线充电时，发射线圈与接收线圈的相对位置对充电效率有着很大的影响，一点点的偏移量都会降低整体充电效果；只有当接收线圈与发射线圈处于正对位置时，无线充电的效率才能发挥到最高；而现有电动汽车无线充电技术都是通过驾驶员借助辅助视觉系统不断调整汽车的位置，使接收线圈和发射线圈尽可能的完全对准；这种手动操作的方法对使用者的车技要求较高，而且容易造成使用者过于麻烦，使用不便的感觉，影响了无线充电技术的应用与推广。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法，该定位方法通过设计的位置检测装置结构，很好的自动识别接收线圈和发射线圈的相对位置，通过移动发射线圈，使其与接收线圈正对，大大提高了充电效率和用户体验度，而且适用于所有车型。
一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法，其中：
一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，包括：发射线圈、发射线圈底座、接收线圈、位置检测装置、控制单元以及驱动装置；
进一步的，所述位置检测装置用于检测、校准所述发射线圈与接收线圈位置；
作为一种举例说明，所述位置检测装置采用位置传感器；
进一步的，所述控制单元用于接收所述位置检测装置发送的位移信号，并控制所述驱动装置进行相应的位置调整；
作为一种举例说明，所述位置调整采用象限位移信号调整设计技术；
进一步的，所述驱动装置用于带动所述发射线圈进行相应的位移；
进一步的，所述驱动装置包括：电机M1、电机M2以及各自配备的导轨；
所述发射线圈固定安装在发射线圈底座上，所述发射线圈底座安装在所述驱动装置上；所述驱动装置安装在充电停车位的地面内；所述位置检测装置分别安装在所述发射线圈和接收线圈的中心位置上；所述接收线圈固定的安装在电动汽车底部位置；
作为一种优选举例说明，所述控制单元安装在所述发射线圈底座上；
所述位置检测装置的一端与所述控制单元的一端电连接，所述控制单元的另一端与所述驱动装置的一端电连接；
一种用于电动汽车无线充电的精确定位方法，包括：
步骤一、将待充电电动汽车驾驶至充电停车位位置；2个位置传感器互相探测并向控制单元发出位置信号；
作为一种举例说明，所述发射线圈设置在充电停车位的中心位置处，所述接收线圈设置在所述待充电电动汽车底部的中心位置；
步骤二、控制单元通过接收设置在发射线圈与接收线圈中心位置的位置检测装置传递出的位置信号，来判断发射线圈与接收线圈的相对位置信息，同时比较计算出两个位置的偏差距离是否在设定值允许范围内；如果在设定值允许范围内，则结束定位，开始无线充电作业；如果偏差距离大于设定值，则进行下一步操作；
步骤三、采用象限技术设计位移信号调整方案：
进一步的，控制单元将计算后得出的发射线圈所要移动的方向和位移信息发送至驱动装置，其中：+X表示沿X方向正向移动X，+Y表示沿Y方向正向移动Y，-X表示沿X方向反向移动X，-Y表示沿Y方向反向移动Y；
所述驱动装置根据控制单元下发的位移信息，控制电机M1正转或反转；
作为一种应用举例说明，由位移信息X前的正负号决定电机M1的正、反转，由位移信息Y前的正负号决定电机M2的正反转；
进一步的，通过驱动装置的移动直至偏差距离满足设定值允许范围内结束定位，开始无线充电作业。
结合图2所示，为了更好的说明控制单元控制驱动装置的运动设计，现举例说明其工作过程如下：
实施例1：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第一象限位置时，控制单元发送的指令为(+△X,+△Y),表示发射线圈沿X方向需要正向移动△X，沿Y方向需要正向移动△Y；
实施例2：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第二象限，控制单元发送的指令为(-△X,+△Y),表示发射线圈沿X方向需要反向移动△X，沿Y方向需要正向移动△Y；
实施例3：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第三象限时，控制单元发送的指令为(-△X,-△Y),表示发射线圈沿X方向需要反向移动△X，沿Y方向需要反向移动△Y；
实施例4：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第四象限时，控制单元发送的指令为(+△X,-△Y),表示发射线圈沿X方向需要正向移动△X，沿Y方向需要反向移动△Y。
除此之外，接收线圈还可能位于X或Y轴上。
实施例5：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于X轴正向时，控制单元发送的指令为(+△X,0),表示发射线圈仅需沿X方向需要正向移动△X，Y方向不移动；
实施例6：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于X轴负向时，控制单元发送的指令为(-△X,0),表示发射线圈仅需沿X方向需要反向移动△X，Y方向不移动；
实施例7：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于Y轴正向时，控制单元发送的指令为(0，+△Y),表示发射线圈仅需沿Y方向需要正向移动△Y，X方向不移动；
实施例8：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于Y轴负向时，控制单元发送的指令为(0，-△Y),表示发射线圈仅需沿Y方向需要反向移动△Y，X方向不移动；
有益效果：
本发明的益处在于：通过位置检测，可以从前后左右四个方向改变发射线圈的位置，适用于接收线圈位置不同的所有车型，实现发射线圈与接收线圈的自动精准对位，最终提高充电效率。
附图说明
图1是本发明一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法之结构连接示意图；
图2是本发明一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法之象限设计优选实施例举例示意图
具体实施方式
下面，参考附图1与图2所示，一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法，其中：
一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置及其定位方法，其中：
一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，包括：发射线圈101、发射线圈底座102、接收线圈103、位置检测装置104、控制单元105以及驱动装置106；
进一步的，所述位置检测装置104用于检测、校准所述发射线圈101与接收线圈103位置；
作为一种举例说明，所述位置检测装置104采用位置传感器；
进一步的，所述控制单元105用于接收所述位置检测装置104发送的位移信号，并控制所述驱动装置106进行相应的位置调整；
作为一种举例说明，所述位置调整采用象限位移信号调整设计技术；
进一步的，所述驱动装置106用于带动所述发射线圈101进行相应的位移；
进一步的，所述驱动装置106包括：电机M1、电机M2以及各自配备的导轨；
所述发射线圈101固定安装在发射线圈底座102上，所述发射线圈底座102安装在所述驱动装置106上；所述驱动装置106安装在充电停车位的地面内；所述位置检测装置104分别安装在所述发射线圈101和接收线圈103的中心位置上；所述接收线圈103固定的安装在电动汽车底部位置；
作为一种优选举例说明，所述控制单元105安装在所述发射线圈底座102上；
所述位置检测装置104的一端与所述控制单元105的一端电连接，所述控制单元105的另一端与所述驱动装置106的一端电连接；
一种用于电动汽车无线充电的精确定位方法，包括：
步骤一、将待充电电动汽车驾驶至充电停车位位置；2个位置传感器互相探测并向控制单元发出位置信号；
作为一种举例说明，所述发射线圈设置在充电停车位的中心位置处，所述接收线圈设置在所述待充电电动汽车底部的中心位置；
步骤二、控制单元105通过接收设置在发射线圈101与接收线圈103中心位置的位置检测装置104传递出的位置信号，来判断发射线圈101与接收线圈103的相对位置信息，同时比较计算出两个位置的偏差距离是否在设定值允许范围内；如果在设定值允许范围内，则结束定位，开始无线充电作业；如果偏差距离大于设定值，则进行下一步操作；
步骤三、采用象限技术设计位移信号调整方案：
进一步的，控制单元将计算后得出的发射线圈所要移动的方向和位移信息发送至驱动装置，其中：+X表示沿X方向正向移动X，+Y表示沿Y方向正向移动Y，-X表示沿X方向反向移动X，-Y表示沿Y方向反向移动Y；
所述驱动装置根据控制单元下发的位移信息，控制电机M1正转或反转；
作为一种应用举例说明，由位移信息X前的正负号决定电机M1的正、反转，由位移信息Y前的正负号决定电机M2的正反转；
进一步的，通过驱动装置的移动直至偏差距离满足设定值允许范围内结束定位，开始无线充电作业。
结合图2所示，为了更好的说明控制单元控制驱动装置的运动设计，现举例说明其工作过程如下：
实施例1：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第一象限位置时，控制单元发送的指令为(+△X,+△Y),表示发射线圈沿X方向需要正向移动△X，沿Y方向需要正向移动△Y；
实施例2：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第二象限，控制单元发送的指令为(-△X,+△Y),表示发射线圈沿X方向需要反向移动△X，沿Y方向需要正向移动△Y；
实施例3：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第三象限时，控制单元发送的指令为(-△X,-△Y),表示发射线圈沿X方向需要反向移动△X，沿Y方向需要反向移动△Y；
实施例4：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于第四象限时，控制单元发送的指令为(+△X,-△Y),表示发射线圈沿X方向需要正向移动△X，沿Y方向需要反向移动△Y。
除此之外，接收线圈还可能位于X或Y轴上。
实施例5：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于X轴正向时，控制单元发送的指令为(+△X,0),表示发射线圈仅需沿X方向需要正向移动△X，Y方向不移动；
实施例6：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于X轴负向时，控制单元发送的指令为(-△X,0),表示发射线圈仅需沿X方向需要反向移动△X，Y方向不移动；
实施例7：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于Y轴正向时，控制单元发送的指令为(0，+△Y),表示发射线圈仅需沿Y方向需要正向移动△Y，X方向不移动；
实施例8：相对于发射线圈为坐标原点，当接收线圈位于Y轴负向时，控制单元发送的指令为(0，-△Y),表示发射线圈仅需沿Y方向需要反向移动△Y，X方向不移动；
本发明的益处在于：通过位置检测模块，可以从前后左右四个方向改变发射线圈的位置，适用于接收线圈位置不同的所有车型，实现发射线圈与接收线圈的自动精准对位，最终提高充电效率。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，其特征在于，包括：发射线圈、发射线圈底座、接收线圈、位置检测装置、控制单元以及驱动装置；
所述位置检测装置用于检测、校准所述发射线圈与接收线圈位置；所述控制单元用于接收所述位置检测装置发送的位移信号，并控制所述驱动装置进行相应的位置调整；所述驱动装置用于带动所述发射线圈进行相应的位移；
所述发射线圈固定安装在发射线圈底座上，所述发射线圈底座安装在所述驱动装置上；所述驱动装置安装在充电停车位的地面内；所述位置检测装置分别安装在所述发射线圈和接收线圈的中心位置上；所述接收线圈固定的安装在电动汽车底部位置；所述控制单元安装在所述发射线圈底座上；所述位置检测装置的一端与所述控制单元的一端电连接，所述控制单元的另一端与所述驱动装置的一端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，其特征在于，所述位置检测装置采用位置传感器。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，其特征在于，所述位置调整采用象限位移信号调整设计技术。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车无线充电的精确定位装置，其特征在于，所述驱动装置包括：电机M1、电机M2以及各自配备的导轨。
5.一种用于电动汽车无线充电的精确定位方法，其特征在于，包括如下技术步骤：
步骤一、将待充电电动汽车驾驶至充电停车位位置；2个位置传感器互相探测并向控制单元发出位置信号；
步骤二、控制单元通过接收设置在发射线圈与接收线圈中心位置的位置检测装置传递出的位置信号，来判断发射线圈与接收线圈的相对位置信息，同时比较计算出两个位置的偏差距离是否在设定值允许范围内；如果在设定值允许范围内，则结束定位，开始无线充电作业；如果偏差距离大于设定值，则进行下一步操作；
步骤三、采用象限技术设计位移信号调整方案：
控制单元将计算后得出的发射线圈所要移动的方向和位移信息发送至驱动装置，其中：+X表示沿X方向正向移动X，+Y表示沿Y方向正向移动Y，-X表示沿X方向反向移动X，-Y表示沿Y方向反向移动Y；驱动装置根据控制单元下发的位移信息，控制电机M1正转或反转；最后，通过驱动装置的移动直至偏差距离满足设定值允许范围内结束定位，开始无线充电作业。
6.根据权利要求5所述的一种用于电动汽车无线充电的精确定位方法，其特征在于，所述发射线圈设置在充电停车位的中心位置处，所述接收线圈设置在所述待充电电动汽车底部的中心位置。
7.根据权利要求5所述的一种用于电动汽车无线充电的精确定位方法，其特征在于，位移信息X前的正负号决定电机M1的正、反转，由位移信息Y前的正负号决定电机M2的正反转。
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