CN107332293A - 车载无线充电方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载无线充电方法及装置。所述方法包括：在车辆内部布置多个发射线圈；控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。这样，使得终端在车内进行无线充电时，不需要与某一个发射线圈近距离地放置，而是可以放置于较大空间中的任意位置，因此，终端在车内进行无线充电时所放置的位置更加灵活，从而增强了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及车载电源技术，具体地，涉及一种车载无线充电方法及装置。
背景技术
无线充电技术指电能的无线传输技术，就是不借助实物连线实现电能的无线传输。相比有线充电技术，无线充电技术更加方便、快捷，并减少了使用电线带来的不便和危险性。在目前的无线充电方式中，谐振耦合式是通过磁共振原理来传输能量的，该方式利用接收线圈的电感和并联的电容形成共振回路，在接收端组成同样共振频率的接收回路，利用谐振形成的强磁耦合来实现高效率的无线电能传输。该方式凭借其非辐射性、高效率等优点被公认为目前最具发展前景的一种无线充电方式。
但是，通过磁共振原理进行充电时，发射端和接收端之间的距离需要很近，因此，对需要充电的移动终端的放置位置要求较高，从而降低了用户体验。
发明内容
本发明提供一种对移动终端的放置位置要求较低的车载无线充电方法及装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种车载无线充电方法，所述方法包括：在车辆内部布置多个发射线圈；控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
可选地，所述在车辆内部布置多个发射线圈的步骤包括：建立电磁仿真模型；根据所述电磁仿真模型，在所述车辆内部布置所述多个发射线圈。
可选地，所述根据所述电磁仿真模型，在所述车辆内部布置所述多个发射线圈的步骤包括：确定所述多个发射线圈的参数；根据所述电磁仿真模型和所确定的参数，确定所述多个发射线圈的位置；将所述多个发射线圈布置在所确定的位置，或者，确定所述多个发射线圈的位置；根据所述电磁仿真模型和所确定的位置，确定所述多个发射线圈的参数；将所述多个发射线圈布置在所确定的位置。
可选地，所述多个发射线圈的每个发射线圈包括螺旋天线和导磁铁氧体。
可选地，所述在车辆内部布置多个发射线圈的步骤包括：在以下位置的一者或多者中对称地布置所述多个发射线圈：所述车辆内部的上面、下面、侧面、前面、以及后面。
可选地，所述控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电的步骤包括：判断是否需要对所述终端进行充电；在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
可选地，所述在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电的步骤包括：在判定需要对所述终端进行充电时，输出提示消息；在接收到用户响应于所述提示消息发送的充电指令时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
本发明还提供一种车载无线充电装置，所述装置包括：多个发射线圈，布置在车辆内部；控制模块，与所述多个发射线圈连接，用于控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
可选地，所述控制模块包括：判断子模块，用于判断是否需要对所述终端进行充电；控制子模块，用于在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
可选地，所述控制子模块包括：输出单元，用于在判定需要对所述终端进行充电时，输出提示消息；控制单元，用于在接收到用户响应于所述提示消息发送的充电指令时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
通过上述技术方案，布置在车内的多个发射线圈能够在车内的一空间中产生叠加的磁场，当终端处于该空间中时，可以通过与磁场发生谐振来进行充电。这样，使得终端在车内进行无线充电时，不需要与某一个发射线圈近距离地放置，而是可以放置于较大空间中的任意位置，因此，终端在车内进行无线充电时所放置的位置更加灵活，从而增强了用户体验。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图；
图2是另一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图；
图3a-图3d是一示例性实施例提供的多个发射线圈的安装位置的示意图；
图4a是一示例性实施例提供的多个发射线圈的示意图；
图4b是一示例性实施例提供的接收线圈的示意图；
图5是又一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图；
图6是又一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图；以及
图7是一示例性实施例提供的车载无线充电装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、前、后”通常是指在车辆正常行驶的时候，相对于驾驶员而言的方位。
图1是一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图。如图1所示，所述方法包括以下步骤。
在步骤S11中，在车辆内部布置多个发射线圈。
在步骤S12中，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与磁场发生谐振，以对终端进行充电。
通过上述技术方案，布置在车内的多个发射线圈能够在车内的一空间中产生叠加的磁场，当终端处于该空间中时，可以通过与磁场发生谐振来进行充电。这样，使得终端在车内进行无线充电时，不需要与某一个发射线圈近距离地放置，而是可以放置于较大空间中的任意位置，因此，终端在车内进行无线充电时所放置的位置更加灵活，从而增强了用户体验。
以下对本公开的各个实施例进行详细描述。
车辆内部是指车辆的外壳所包围成的空间，包括能够容纳乘客的空间，以及封装在车体内部的空间(例如，车门内部空间、仪表盘内部空间、顶灯内部空间、座椅内部空间等)。多个发射线圈中的每个发射线圈可以为普通无线充电设备中的发射线圈，可以为高频共振线圈。终端可以为带有无线充电功能的手机、平板电脑等。可以理解的是，多个发射线圈和接收线圈满足同一个充电标准(例如，A4WP(Alliance for Wireless Power)充电标准)即可实现相互谐振。多个发射线圈中的每个发射线圈其谐振频率都相同，例如可以在100KHz～6.78MHz之间。本发明的实施例中，可以控制多个发射线圈产生磁场，也可以通过调整谐振电容来调整多个发射线圈的谐振频率，以达到较好的能量传递效果。可以理解的是所述磁场为变化的磁场。
如上所述，目前在使用的无线充电设备对终端充电时，无线充电设备和终端之间需要离得很近。当无线充电设备和终端贴合在一起时，它们的线圈(发射线圈和接收线圈)正对，这样才能够耦合，进行能量的传输。在本公开的实施例中，多个发射线圈的每一个发射线圈都产生磁场，多个磁场在空间可以叠加，这样，按照一定的空间位置布置在车内的多个发射线圈就可以生成在较大的空间上分布的磁场，也就是形成一个充电的网络。在终端处于该磁场的空间中时，就可以通过磁共振进行无线充电。这个磁场的空间例如可以是整个车内的空间，这样，处于车内的终端将其接收线圈的方向调整为合适的方向，就可以进行无线充电了，而不需要将终端放置于特定的充电设备上进行充电。
图2是另一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图。在图1的基础上，如图2所示，在车辆内部布置多个发射线圈的步骤(步骤S11)可以包括以下步骤。
在步骤S111中，建立电磁仿真模型。
电磁仿真模型例如可以通过电磁仿真软件CST(计算机仿真技术，Computer Simulation Technology)来建立。其中，多个发射线圈的每个发射线圈可以包括螺旋天线和导磁铁氧体，导磁铁氧体能够增大磁感应强度，从而增强螺旋天线产生的磁场，使得能量传递更高效。
螺旋天线的内径rmin、外径rmax、以及螺旋天线的工作频率为低频时对应的波长λmax、高频时对应的波长λmin之间的关系为：2πrmax≤1.25λmax，rmin≤λmin/8。可以根据螺旋天线的工作频率确定天线的匝数和天线阻抗，天线的匝数例如可以在15～35之间。
在步骤S112中，根据电磁仿真模型，在车辆内部布置多个发射线圈。
在建立的电磁仿真模型中，对于发射线圈的位置、参数、以及所要生成的磁场等变量，可以任意调整其中的一个或多个变量，来改变其余的变量。这样，能够利用现有的安装条件来实施本公开的实施例，节省资源，降低成本。
例如，如果发射线圈是已有的，可以在电磁仿真模型中先确定多个发射线圈的参数，再根据所需的磁场来确定多个发射线圈的位置。在该实施例中，步骤S112可以包括：确定多个发射线圈的参数；根据电磁仿真模型和所确定的参数，确定多个发射线圈的位置；将多个发射线圈布置在所确定的位置。
另外，如果车内能够安装发射线圈的位置已经固定，也可以在电磁仿真模型中先确定多个发射线圈的位置，再根据所需的磁场来确定多个发射线圈的参数。在该实施例中，步骤S112可以包括：确定多个发射线圈的位置；根据电磁仿真模型和所确定的位置，确定多个发射线圈的参数；将多个发射线圈布置在所确定的位置。
具体地，在车辆内部布置多个发射线圈的步骤(步骤S11)可以包括：在以下位置的一者或多者中对称地布置多个发射线圈：车辆内部的上面、下面、侧面、前面、以及后面。图3a-图3d是一示例性实施例提供的多个发射线圈的安装位置的示意图。在一示例性实施例中，可以在车辆内部的上面(如图3a所示的位置)设置6个发射线圈A，在车辆内部的下面(如图3a所示的对应位置)设置6个发射线圈A，在车辆内部的前面(如图3b所示的位置)设置3个发射线圈A，在车辆内部的侧面(两侧，其一侧如图3c所示的位置)设置4个发射线圈A，在车辆内部的后面(如图3d所示的位置)设置3个发射线圈A。并且，多个发射线圈的参数可以相同，且在各个面上可以均匀地布置，这样，便于在车内形成均匀的磁场。
另外，多个发射线圈的安装方向可以设置为相同的方向。这样，每个发射线圈产生的磁场在车内空间中叠加的时候能够减少磁场强度相互抵消的部分，从而使能量得到最大程度的利用。并且，发射线圈的安装方向可以设置为使发射线圈的轴呈竖直的方向。这样，在车内空间中可以生成竖直的磁感应强度，可以通过将终端中的接收线圈放置成其轴呈竖直方向来接收能量，方便用户对终端充电时调整终端的姿态。图4a是一示例性实施例提供的多个发射线圈的示意图。图4b是一示例性实施例提供的接收线圈的示意图。图4a中以三个发射线圈为例，且发射线圈和接收线圈的轴呈竖直方向。
当车内放置有可无线充电的终端时，可以在终端需要充电的时候自动对其进行无线充电。图5是又一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图。在图1的基础上，如图5所示，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与磁场发生谐振，以对终端进行充电的步骤(步骤S12)可以包括以下步骤。
在步骤S121中，判断是否需要对终端进行充电。
在步骤S122中，在判定需要对终端进行充电时，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与磁场发生谐振，以对终端进行充电。
在该实施例中，可以通过与车内的终端进行通信来判断终端是否需要充电。判断是否需要充电的标准可以为剩余电量是否超越了一预定的阈值。例如，当检测到终端的剩余电量小于50％时，判定需要对终端进行充电。此时可以自动对终端进行充电。
或者，可以输出提示消息，提示用户可以在车内进行无线充电，根据用户进一步的指令来确定是否进行充电。图6是又一示例性实施例提供的车载无线充电方法的流程图。在图5的基础上，如图6所示，在判定需要对终端进行充电时，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与磁场发生谐振，以对终端进行充电的步骤(步骤S122)可以包括以下步骤。
在步骤S1221中，在判定需要对终端进行充电时，输出提示消息。
所述提示消息用于提示用户可以在车内对终端进行无线充电。提示消息可以由车内安装的控制系统来输出，也可以由控制系统控制终端输出。
在步骤S1222中，在接收到用户响应于提示消息发送的充电指令时，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与磁场发生谐振，以对终端进行充电。其中，用户发送充电指令可以是用户点击终端界面中的触摸按键。
当用户指示对终端进行充电时，还可以输出姿态提示消息，提示用户将终端按照预定的姿态摆放，以利于高效地充电。
例如，可以在出租车中按照上述实施例对用户的手机进行无线充电。当用户进入出租车时，携带的手机可以被检测剩余电量，当剩余电量大于50％时，不进行下一步动作，当剩余电量小于50％时，车内的控制系统可以输出语音提示：“已检测到您的手机电量不足50％，将您的手机水平放置，就可以进行无线充电”。当多个发射线圈在车内的整个空间中形成较均匀的磁场时，用户不论在哪个座位上都可以将自己的手机水平放置，来接收无线充电，而不需要将手机放置在固定的充电座上充电了。这样，方便了用户，提升了用户体验。
本发明还提供一种车载无线充电装置。图7是一示例性实施例提供的车载无线充电装置的框图。如图7所示，所述车载无线充电装置10可以包括多个发射线圈11和控制模块12。
多个发射线圈11布置在车辆内部。
控制模块12与多个发射线圈11连接，用于控制多个发射线圈11在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对终端进行充电。
为控制模块12供电的电源可以利用车载点烟器的电源，或者USB充电端口，电压可以为常用的12V、24V等安全电压。也可以由汽车电源管理系统单独给出一路无线充电电源端口。
可选地，所述控制模块12可以包括判断子模块和控制子模块。
判断子模块用于判断是否需要对终端进行充电。
控制子模块用于在判定需要对终端进行充电时，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对终端进行充电。
可选地，控制子模块可以包括输出单元和控制单元。
输出单元用于在判定需要对所述终端进行充电时，输出提示消息。
控制单元用于在接收到用户响应于提示消息发送的充电指令时，控制多个发射线圈在车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对终端进行充电。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
通过上述技术方案，布置在车内的多个发射线圈能够在车内的一空间中产生叠加的磁场，当终端处于该空间中时，可以通过与磁场发生谐振来进行充电。这样，使得终端在车内进行无线充电时，不需要与某一个发射线圈近距离地放置，而是可以放置于较大空间中的任意位置，因此，终端在车内进行无线充电时所放置的位置更加灵活，从而增强了用户体验。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种车载无线充电方法，所述方法包括：
在车辆内部布置多个发射线圈；
控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在车辆内部布置多个发射线圈的步骤包括：
建立电磁仿真模型；
根据所述电磁仿真模型，在所述车辆内部布置所述多个发射线圈。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述电磁仿真模型，在所述车辆内部布置所述多个发射线圈的步骤包括：
确定所述多个发射线圈的参数；
根据所述电磁仿真模型和所确定的参数，确定所述多个发射线圈的位置；
将所述多个发射线圈布置在所确定的位置，
或者，
确定所述多个发射线圈的位置；
根据所述电磁仿真模型和所确定的位置，确定所述多个发射线圈的参数；
将所述多个发射线圈布置在所确定的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个发射线圈的每个发射线圈包括螺旋天线和导磁铁氧体。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在车辆内部布置多个发射线圈的步骤包括：
在以下位置的一者或多者中对称地布置所述多个发射线圈：所述车辆内部的上面、下面、侧面、前面、以及后面。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电的步骤包括：
判断是否需要对所述终端进行充电；
在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电的步骤包括：
在判定需要对所述终端进行充电时，输出提示消息；
在接收到用户响应于所述提示消息发送的充电指令时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
8.一种车载无线充电装置，所述装置包括：
多个发射线圈，布置在车辆内部；
控制模块，与所述多个发射线圈连接，用于控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：
判断子模块，用于判断是否需要对所述终端进行充电；
控制子模块，用于在判定需要对所述终端进行充电时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述控制子模块包括：
输出单元，用于在判定需要对所述终端进行充电时，输出提示消息；
控制单元，用于在接收到用户响应于所述提示消息发送的充电指令时，控制所述多个发射线圈在所述车辆内部的一空间内生成叠加的磁场，使得在终端处于所述空间中时，所述终端的接收线圈与所述磁场发生谐振，以对所述终端进行充电。
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