CN107528389B - 线圈对准方法和使用该方法的电动车辆无线电力传输装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在耦合至车辆组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，包括：通过固定耦合至车辆组件线圈的第一辅助线圈和第二辅助线圈感测从地面组件线圈感应的磁场强度；将通过第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较；将车辆组件线圈或地面组件线圈移动至第一磁场强度与第二磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置；以及将车辆组件线圈和地面组件线圈中的至少一个在彼此相对的方向上移动，使得车辆组件线圈的中心点和地面组件线圈的中心点位于彼此的最短距离内或者在最短距离的特定误差范围内，同时维持第一磁场强度与第二磁场强度之间的预定差值或更小差值。

Description

线圈对准方法和使用该方法的电动车辆无线电力传输装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月16日在韩国知识产权局(KIPO)提交的第2016-0075311号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此，如同在此完全阐述。
技术领域
本发明通常涉及线圈对准方法，更具体地，涉及用于将无线电力传输系统中使用的车辆组件线圈(vehicle assembly coil)与地面组件线圈(ground assembly coil)对准的方法以及使用该方法的电动车辆无线电力传输装置。
背景技术
电动车辆(EV)是由电池供电的电动机驱动的一种车辆。因此，与传统汽油发动机车辆相比，该车辆具有更少的污染源(例如，尾气和噪音)、故障更少、寿命更长、驾驶操作简单。
根据驱动源，EV通常分为混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)和电动车辆(EV)。HEV具有作为主动力源的发动机和作为辅助动力源的电动机。PHEV具有作为主动力源的电动机和当电池正在放电时主要使用的发动机。同时，EV没有发动机，而具有电动机作为唯一驱动源。
为了使用无线充电方法对装备在EV中的电池进行充电，可能需要使用磁共振将充电站的一次线圈与EV的二次线圈耦合。为了提高无线充电效率，可能需要将一次线圈与二次线圈对准。在磁共振无线电力传输系统中，如果一次线圈与二次线圈未对准，则无线电力传输的效率可能会急剧下降。
例如，如图1所示，当EV具有磁耦合至安装在地面上的一次线圈(称为“Tx线圈”)的二次线圈(称为“Rx线圈”)时，二次线圈应与一次线圈对准。否则，例如，随着沿着圆环形式的Tx线圈的中心轴延伸的第一延伸线与沿着圆环形式的Rx线圈的中心轴延伸的第二延伸线之间的距离(a)增加，电力传输效率可能急剧下降。这里，作为示例，一次线圈和二次线圈的直径可假设为300mm，并且它们之间的距离(d)可假设为105mm。如图2所示，随着Tx线圈和Rx线圈的中心轴之间的距离(a)从0以50mm递增至450mm，具有一次线圈和二次线圈的上述无线电力传输系统中的电力传输(由S-参数S21表示)的效率从-2.5dB大幅降低至-22.5dB。
如上所述，在EV无线电力传输(WPT)系统中，发送线圈与接收线圈之间的对准极大地影响无线电力传输的效率。因此，线圈对准可能成为高效率无线电力传输的重要要求。因此，正在进行与线圈对准相关的各种研究和开发。
同时，在EV的WPT系统中，在安装在停车区的发送垫(pad)与安装在EV上的接收垫之间实现无线电力传输。因此，与移动设备和移动设备的充电垫的情况相比，EV WPT系统的线圈对准是困难的。为此，已经提出了如下方法：通过使用辅助线圈等，基于表示高于参考值的最大磁场耦合系数的位置，实现线圈对准。然而，仍然缺乏适用于EV WPT系统的有效的线圈对准方法。因此，需要用于EV WPT系统的新的线圈对准方案。
发明内容
因此，提供本发明的实施例以基本消除由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。
本发明的实施例提供了用于将车辆组件线圈与地面组件线圈有效对准的线圈对准方法，以在无线电力传输系统中达到优异的性能和效率。本发明的实施例还提供线圈对准方法，用于使用至少一个辅助线圈、磁场图案查找表或其组合来有效地对准车辆组件线圈和地面组件线圈，并且还提供了使用该方法的电动车辆无线电力传输系统。
根据本发明的实施例，在耦合至车辆组件(VA)控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法包括：通过固定耦合至VA线圈的第一辅助线圈和第二辅助线圈感测从地面组件(GA)线圈感应的磁场强度；将通过第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较；将VA线圈或GA线圈移动至第一磁场强度和第二磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置；以及使VA线圈和GA线圈中的至少一个在彼此相对的方向移动，使得VA线圈的中心点和GA线圈的中心点位于彼此的最短距离内或者位于最短距离的特定误差范围内，同时维持第一磁场强度和第二磁场强度之间的预定差值或更小差值。
VA线圈或GA线圈移动至该位置可包括：当从VA线圈的中心点到第一辅助线圈的距离等于从VA线圈的中心点到第二辅助线圈的距离时，同样对准第一角度与第二角度，其中，通过连接第一辅助线圈的中心点和GA线圈的中心点的直线与连接GA线圈的中心点和VA线圈的中心点的直线形成第一角度，并且通过连接第二辅助线圈的中心点和GA线圈的中心点的直线与连接GA线圈的中心点和VA线圈的中心点的直线形成第二角度。
VA线圈的中心点、第一辅助线圈的中心点和第二辅助线圈的中心点可布置在直线上、在与垂直于GA线圈的磁力中心线的水平面平行的第一平面上布置为三角形、在与该水平面相交的第二平面上布置为三角形或在与该水平面垂直的第三平面上布置为三角形。
预定差值可为零或零的预定误差范围内的差值。
VA线圈和GA线圈中的至少一个在彼此相对的方向上的移动可包括：当GA线圈移动时，从VA控制器向耦合至GA线圈的GA控制器发送用于控制GA线圈的移动的信号或消息。
此外，根据本发明的实施例，在耦合至车辆组件(VA)控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法包括：通过第一辅助线圈和第二辅助线圈感测从地面组件(GA)线圈感应的磁场强度，第一辅助线圈和第二辅助线圈在与VA线圈间隔预定距离的相应相对位置处耦合至VA线圈；将通过第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较；将VA线圈或GA线圈移动至第一磁场强度和第二磁场强度之间存在预定距离或更小距离的位置；将第一磁场强度和第二磁场强度之间存在预定距离或更小距离的位置处的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较；以及基于存储在查找表中的磁场图案中的与第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案来计算VA线圈和GA线圈之间的距离和方向。
存储在查找表中的磁场图案可具有在GA线圈的中心点处具有最高值的正态分布概率密度函数形状。
VA线圈或GA线圈移动至该位置可包括：基于计算的距离和方向，使GA线圈和VA线圈中的至少一个在彼此相对的方向上移动，使得VA线圈的中心点和GA线圈的中心点位于彼此的最短距离内或者位于最短距离的预定误差范围内。
此外，根据本发明的实施例，在耦合至地面组件(GA)控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法包括：当车辆进入无线充电区时，向GA线圈供应电力以形成磁场；通过GA控制器从安装在车辆上的车辆组件(VA)控制器接收在第一辅助线圈和第二辅助线圈处感测到的磁场强度，第一辅助线圈和第二辅助线圈固定耦合至VA线圈；将GA线圈移动至磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置；以及将GA线圈在面向VA线圈的方向上移动，同时维持磁场强度之间的预定差值或更小差值。
线圈对准方法还可包括，在将GA线圈在面向VA线圈的方向上移动之前：将磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置处的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较；以及基于存储在查找表中的磁场图案中的与第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案，确定GA线圈与VA线圈的距离和方向。
当VA线圈的中心点和GA线圈的中心点位于彼此的最短距离内或位于最短距离的预定误差范围内时，GA线圈在面向VA线圈的方向上的移动可终止。
此外，根据本发明的实施例，在耦合至车辆组件(VA)控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法包括：在车辆进入无线充电区之后，向安装在车辆上的VA线圈供应电力以形成磁场；从地面组件(GA)控制器接收对准信息，对准信息指示基于在多个感测线圈处感测到的磁场强度计算的移动方向和距离，多个感测线圈在相对于GA线圈的相应位置处耦合至连接到GA控制器的GA线圈；以及根据接收到的对准信息移动VA线圈。
可重复对准信息的接收和VA线圈的移动，直到在多个感测线圈处感测到的磁场强度之间的最大差值在预定误差范围内。
此外，根据本发明的实施例，在耦合至地面组件(GA)控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法包括：从车辆进入无线充电区开始，感测多个感测线圈中感应的磁场，多个感测线圈在相对于GA线圈的相应位置处耦合至位于无线充电区中的GA线圈；在朝向多个感测线圈中具有最大磁场强度的感测线圈的方向上第一次移动GA线圈；以及在朝向具有通过多个感测线圈在GA线圈被第一次移动到的位置处感测到的磁场强度中的最大磁场强度的感测线圈的方向上第二次移动GA线圈。
当通过多个感测线圈感测到的磁场强度之间的最大差值在预定误差范围内时，可终止第二次移动。
线圈对准方法还可包括，在感测磁场之后：将根据在多个感测线圈处感测到的磁场强度的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较；以及基于存储在查找表中的磁场图案中的与第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案来确定朝向感测线圈的方向。
此外，根据本发明的实施例，安装在车辆上的无线电力传输装置包括：车辆组件(VA)线圈，安装在车辆上；两个辅助线圈，在相对于VA线圈的相应位置处耦合至VA线圈；VA控制器，通过VA线圈控制电力发送和接收操作，并且通过通信单元与地面组件(GA)控制器通信；以及线圈对准装置，耦合至VA控制器。而且，线圈对准装置包括：至少一个感测器，感测根据耦合至GA控制器的GA线圈而在两个辅助线圈中感应的磁场强度；比较器，比较磁场强度；以及致动器，耦合至VA线圈。而且，致动器将VA线圈移动至磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置、在面向GA线圈的方向上移动VA线圈以及当根据GA线圈而在VA线圈中感应的磁场强度大于或等于预定水平时停止VA线圈的移动。
预定差值可为零或在零的预定误差范围内。
此外，根据本发明的实施例，安装在车辆上的无线电力传输装置包括：车辆组件(VA)线圈，安装在车辆上；多个辅助线圈，在相对于VA线圈的相应位置处耦合至VA线圈；VA控制器，耦合至VA线圈和多个辅助线圈，并且通过通信单元与地面组件(GA)控制器通信；以及线圈对准装置，耦合至VA控制器。而且，线圈对准装置包括：至少一个传感器，感测根据耦合至GA控制器的GA线圈而在多个辅助线圈中感应的磁场强度；图案生成器，根据感测到的磁场强度生成第一磁场图案；查找表，根据随着与GA线圈相距的距离而变化的磁场强度来存储磁场图案；图案比较器，比较第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案；以及致动器，耦合至VA线圈。而且，线圈对准装置根据从图案比较器输出的矢量信息直接或间接地移动VA线圈或GA线圈。
此外，根据本发明的实施例，耦合至位于无线充电区中的地面组件(GA)的无线电力传输装置包括：GA的GA线圈；多个辅助线圈，设置在与GA线圈间隔预定距离的相应相对位置处；GA控制器，耦合至GA线圈和多个辅助线圈，并且通过通信单元与GA控制器通信；以及线圈对准装置，耦合至GA控制器。而且，线圈对准装置包括：至少一个传感器，感测根据耦合至GA控制器的GA线圈而在多个辅助线圈中感应的磁场强度；图案生成器，根据感测到的磁场强度生成第一磁场图案；查找表，根据随着与GA线圈相距的距离而变化的磁场强度来存储磁场图案；图案比较器，比较第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案；以及致动器，耦合至VA线圈。线圈对准装置根据从图案比较器输出的矢量信息直接或间接地移动VA线圈或GA线圈。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的实施例，本发明的实施例将变得更加显而易见，其中：
图1是说明传统EV中的无线电力传输线圈之间的对准的示图；
图2是示出根据图1所示的对准误差的无线电力传输效率的变化的曲线图；
图3是示出根据本发明的实施例的使用无线电力传输线圈对准方法的无线电力传输系统的框图；
图4是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第一流程图；
图5和图6是说明图4的线圈对准方法的操作原理的概念图；
图7是示出根据本发明的实施例的使用图4的线圈对准方法的电动车辆无线电力传输装置的框图；
图8是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第二流程图；
图9是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第三流程图；
图10是说明图9的线圈对准方法中使用的查找表中存储的磁场图案的示图；
图11至图13是示出图9的线圈对准方法中使用的辅助线圈的布置的示图；
图14A和图14B是示出图9的线圈对准方法中使用的辅助线圈的其它布置的示图；
图15是示出实现图9的线圈对准方法的线圈对准装置的框图；
图16是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第四流程图；
图17是说明图16的线圈对准方法的操作原理的概念图；
图18是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第五流程图；
图19是说明图18的线圈对准方法的概念图；以及
图20是示出实现图18的线圈对准方法的线圈对准装置的框图。
应当理解，上述参考附图不一定按比例绘制，呈现了说明本发明的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、定向、位置和形状)将部分地由特殊预期应用和使用环境来确定。
具体实施方式
本文公开了本发明的实施例。然而，本文公开的具体结构和功能细节仅仅表示为了描述本发明的实施例的目的。本发明的实施例可体现为许多替代形式，并且不应被解释为限于本文所阐述的本发明的实施例。在描述相应附图时，相同的附图标记表示相同的元件。
应当理解，虽然术语“第一”、“第二”等可用于描述各种组件，但是这些组件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一部件可被指定为第二部件，并且类似地，第二部件可被指定为第一部件。术语“和/或”包括所列相关项目中的项目的任何和所有组合。
应当理解，当部件被称为“连接至”另一部件时，可以直接或间接连接至另一部件。也就是说，例如，可存在中间部件。相反，当部件被称为“直接连接至”另一部件时，应当理解，没有中间部件。
术语仅用于描述实施例而不限制本发明。单数形式的表达包括复数形式的表达，除非在上下文中另有定义。在本说明书中，术语“包括”或“具有”用于表示存在说明书中公开的特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合但不排除存在或添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部件或其组合的可能性。
包括技术或科学术语的所有术语具有本领域普通技术人员通常理解的相同含义，除非另有定义。将理解，通常使用的字典中定义的术语被解释为包括与现有技术的语境含义相同的含义，除非在本说明书中另有定义，否则不被解释为理想的或过度的含义。
本发明中使用的术语定义如下。
“电动车辆，EV”：49CFR 523.3中定义的汽车，用于在高速公路上使用，由电动机驱动，该电动机从车载能量存储设备(例如电池，其可由例如住宅或公共电力服务的外接源或车载燃料发电机进行再充电)中获取电流。EV可为主要为在公共街道、道路上使用而制造的四轮或以上轮式车辆。
EV可称为电动轿车、电动汽车、电动公路车辆(ERV)、插电式车辆(PV)、插电式车辆(xEV)等，并且xEV可分为插电式纯电动车辆(BEV)、电池电动车辆、插电式电动车辆(PEV)、混合电动车辆(HEV)、混合动力插电式电动车辆(HPEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)等。
“插电式电动车辆，PEV”：通过连接至电网对车载原电池(primary battery)进行再充电的电动车辆。
“插电式车辆，PV”：可通过电动车辆供应设备(EVSE)的无线充电而无需使用物理插头或物理插座进行再充电的电动车辆。
“重型载重车辆，H.D.车辆”：49CFR 523.6或49CFR 37.3(合集)中定义的任何四轮或以上轮式车辆。
“轻型载重插电式电动车辆”：由电动机驱动的三轮或四轮车(电动机从可充电储能电池或其它能量设备中获取电流)，主要用于公共街道、道路和高速公路上，额定值小于4,545千克车辆总重。
“无线充电系统，WCS”：用于在GA和VA之间进行无线电力传输以及进行包括对准和通信的控制的系统。该系统通过两部分的(two-part)松耦合变压器将能量从电力供应网络电磁传输至电动车辆。
“无线电力传输，WPT”：通过非接触方式将电力从AC电网传输至电动车辆。
“公用设施”：供应电能并且包括客户信息系统(CIS)、高级计量体系(AMI)、费率和税务系统等的一套系统。该公用设施可通过费率表和离散事件来为EV提供能量。而且，该公用设施可提供与EV认证、电力消耗测量的间隔和资费有关的信息。
“智能充电”：EVSE和/或PEV与电网通信的系统，以通过反映电网容量或使用费用来优化EV的充电比率或放电比率。
“自动充电”：在车辆位于与能够传输电力的主充电器组件对应的适当位置之后自动实现感应充电的过程。可以在获得必要的认证和权限之后实现自动充电。
“互操作性”：系统的组件与系统的对应组件相互作用以实现系统所针对的操作的状态。而且，信息互操作性可意味着两个或更多个网络、系统、设备、应用或部件可以有效地共享和容易地使用信息而不给用户带来不便的能力。
“感应充电系统”：通过两部分的间隙贴心变压器(two-part gapped coretransformer)将能量从电源传输至EV的系统，在该变压器中，变压器的两半(一次和二次线圈)在物理上彼此分离。在本发明中，感应充电系统可对应于EV电力传输系统。
“感应耦合器”：通过GA线圈中的线圈和VA线圈中的线圈形成的变压器，允许以电流隔离的方式传输电力。
“感应耦合”：两个线圈之间的磁耦合。在本发明中，耦合发生在GA线圈与VA线圈之间。
“地面组件，GA”：基础设施侧的组件，由以下部分构成：GA线圈、电力/频率转换单元和GA控制器以及电网的线路和每一个单元之间的线路、滤波电路、壳体等，必要地用作无线充电系统的电源。GA可包括用于在GA与VA之间进行通信所需要的通信元件。
“车辆组件，VA”：车辆上的组件，由以下部分构成：VA线圈、整流器/电源转换单元和VA控制器以及至车辆电池的线路和每一个单元之间的线路、滤波电路壳体等，必要地用作无线充电系统的车辆部分。VA可包括用于在VA与GA之间进行通信所需要的通信元件。
GA可称为一次设备(PD)，并且VA可称为二次设备(SD)。
“一次设备”：提供与二次设备的非接触耦合的装置。也就是说，一次设备可为EV外部的装置。当EV正接收电力时，一次设备可以用作要传输的电源。一次设备可包括壳体和所有盖。
“二次设备装置”：安装在EV上的装置，提供与一次设备的非接触耦合。也就是说，二次设备可安装在EV中。当EV正接收电力时，二次设备可将电力从一次设备传输至EV。二次设备可包括壳体和所有盖。
“GA控制器”：GA的一部分，基于来自车辆的信息，调节至GA线圈的输出功率水平。
“VA控制器”：VA的一部分，在充电期间监控具体车载参数，并启动与GA进行通信以控制输出功率水平。
GA控制器可称为一次设备通信控制器(PDCC)，并且VA控制器可称为电动车辆通信控制器(EVCC)。
“磁隙”：当对准时，GA线圈中的绞合线的顶部或磁性材料的顶部的更高的平面与VA线圈中的绞合线或磁性材料的底部的更低的平面之间的垂直距离。
“环境温度”：在正在考虑的而不是在阳光直射下的子系统处测量的空气的地面温度。
“车辆离地间距”：地面与车辆底盘的最下部之间的垂直距离。
“车辆磁体离地间距”：安装在车辆上的VA线圈中的绞合线或磁性材料的底部的更低的平面与地面之间的垂直距离。
“VA线圈磁体表面距离”：当安装时，VA线圈的最近的磁体的平面或导电部件表面与下部外表面之间的距离。该距离包括任何防护罩和可包装在VA线圈外壳中的附加物体。
VA线圈可称为二次线圈、车辆线圈或接收线圈。类似地，GA线圈可称为一次线圈或发送线圈。
“暴露的导电部件”：电气设备(例如，电动车辆)的导电部件，可被触摸并且通常不被通电，但是在发生故障的情况下可能通电。
“危险带电部件”：带电部件，在一定条件下可引起有害电击。
“带电部件”：任何导体或导电部件，在正常使用中要通电。
“直接接触”：人体与带电部件接触。(参见IEC 61440)
“间接接触”：人体与由于绝缘故障而带电的暴露、导电且通电的部件接触。(参见IEC 61140)
“对准”：找到一次设备对于二次设备的相对位置和/或找到二次设备对于一次设备的相对位置以进行有效电力传输的过程。在本发明中，对准可涉及无线电力传输系统的精细定位。
“配对”：车辆与其所在并且将要传输电力的唯一专用一次设备相关联的过程。配对可包括充电现场的VA控制器和GA控制器相关联的过程。相关联/相关过程可包括建立两个对等通信实体之间的关系的过程。
“命令和控制通信”：EV供电设备与EV之间的通信交换启动、控制和终止WPT过程所需要的信息。
“高级通信(HLC)”：HLC是一种特殊的数字通信。HLC对于命令和控制通信不包括的附加服务是必需的。HLC的数据链路可使用电力线通信(PLC)，但不限于此。
“低功率激励(LPE)”：LPE是指激活一次设备的技术，用于进行精细定位和配对，使得EV可以检测一次设备，反之亦然。
“服务集标识符(SSID)”：SSID是由附接至在无线LAN上发送的分组报头的32个字符构成的唯一标识符。SSID识别无线设备尝试连接的基本服务集(BSS)。SSID基本上区分多个无线LAN。因此，想要使用特定无线LAN的所有接入点(Ap)以及所有终端/站设备都可以使用相同的SSID。不使用唯一SSID的设备无法加入BSS。由于SSID显示为纯文本，所以可能不会向网络提供任何安全特征。
“扩展服务集标识符(ESSID)”：ESSID是想要连接的网络的名称。它类似于SSID，但可以是更广泛的概念。
“基本服务集标识符(BSSID)”：由48位构成的BSSID用于区分具体BSS。在基础设施BSS网络的情况下，BSSID可为AP设备的媒体接入控制(MAC)。对于独立的BSS或自组织网络，可以利用任何值来生成BSSID。
充电站可包括管理至少一个GA的至少一个GA和至少一个GA控制器。GA可包括至少一个无线通信设备。充电站可意味着具有安装在家庭、办公室、公共场所、道路、停车区等中的至少一个GA的场所。
附加地，应当理解，一个或多个以下方法或其方面可由至少一个控制器执行。术语“控制器”可指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置为存储程序指令，并且处理器被专门编程为执行程序指令以实现下面进一步描述的一个或多个过程。此外，应当理解，如本领域普通技术人员将会理解的，下面的方法可由包括控制器的装置结合一个或多个其它部件来执行。
在根据本发明的实施例中，轻负载驱动或轻负载操作可包括例如在对连接至WPT系统中的VA的高压电池充电的后半部分中利用比预定额定电压低的充电电压来对高压电池充电。而且，轻负载操作可包括如下情况：通过使用例如家用充电器的低速充电器，以相对低的电压和以较低速度来对EV的高电压电池进行充电。
在下文中，将参考附图详细说明根据本发明的实施例。
图3是示出根据本发明的实施例的使用无线电力传输线圈对准方法的无线电力传输系统的框图。
如图3所示，根据本发明的实施例的无线电力传输系统100可包括地面组件(GA)110和车辆组件(VA)120。
GA 110可包括连接至电网的具有功率因数校正(PFC)功能的交流直流(AC-DC)转换器172、直流交流(DC-AC)逆变器174、滤波器/阻抗匹配网络(IMN)176和GA线圈(也称为“一次线圈”)150。而且，GA 110还可包括GA控制器130。
VA 120可包括与GA线圈150一起形成磁耦合电路的VA线圈(也称为“二次线圈”)160、共振电路(RC)/IMN 182、整流器/滤波器184和阻抗转换器186。阻抗转换器186可耦合至车辆的高压电池190。而且，VA 120还可包括VA控制器140。
GA控制器130和VA控制器140可通过无线通信链路彼此连接。例如，GA控制器130、VA控制器140或其组合可包括稍后将描述的线圈对准装置或实现与线圈对准装置对应的功能。而且，GA控制器130和/或VA控制器140可实施为具有存储器和例如微处理器或电子控制单元的处理器的计算设备，并且能够处理数字信号。
图4是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第一流程图。
如图4所示，根据实施例的线圈对准方法可在耦合至VA控制器的线圈对准装置中实现。
线圈对准装置可通过固定耦合至VA线圈160的第一辅助线圈和第二辅助线圈来感测从GA线圈150感应的磁场强度(S41)。
然后，线圈对准装置可将通过第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较(S42)。
然后，线圈对准装置可将VA线圈160或GA线圈150移动至第一磁场强度和第二磁场强度具有预定差值的位置(S43)。
然后，线圈对准装置可将VA线圈160和GA线圈150中的至少一个在彼此相对的方向上移动，使得VA线圈160的第一中心点和GA线圈150的第二中心点位于最短距离内或位于最短距离的特定误差范围内，同时维持磁场强度的预定差值(S44)。
图5和图6是说明图4的线圈对准方法的操作原理的概念图。
首先参考图5，可在EV上安装设置在相对于VA线圈160的预定位置处的VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162。在设置GA线圈150的无线充电停车区(PA)中，可借助安装车辆侧无线电力接收垫(以下称为“二次垫(secondary pad)”)，通过无线充电来对EV的电池进行充电。停车区PA可设置有用于检测EV进入的传感器12。VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162也可与二次垫163集成(S51)。辅助线圈也可称为感测线圈。
当EV进入停车区PA时，传感器12可向GA控制器发送车辆进入检测信号(S521)。在图5中，车辆进入检测信号可被发送至GA控制器。如果输入或感测到车辆进入检测信号，则GA控制器可开始操作以向GA线圈150供电，从而在GA线圈150中形成磁场(S52)。在该步骤中，可准备GA控制器以向GA线圈150提供比用于无线电力传输的功率小的功率。
当向GA线圈150供电时，线圈对准装置可检测在VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162中通过磁感应和/或共振感应而感应出的电动势(即，电压)、电流或磁场强度(S53)。
然后，如图6所示，线圈对准装置可比较在第一辅助线圈161中感应的磁场强度(以下称为“第一磁场强度”)与在第二辅助线圈162中感应的磁场强度(以下称为“第二磁场强度”)(S54)。
然后，线圈对准装置可将二次垫163移动至第一磁场强度和第二磁场强度相等或处于预定误差范围或更小误差范围内的位置(S55)。
当从VA线圈160的中心点(以下称为“第一中心点”)到第一辅助线圈161的距离等于从第一中心点到第二辅助线圈162的距离时，将二次垫移动至上述位置的步骤可包括如下步骤：同样对准第一角度与第二角度，其中通过连接第一辅助线圈161的中心点和GA线圈150的中心点(以下称为“第二中心点”)的直线L1与连接第一中心点和第二中心点的直线L2形成第一角度，通过连接第二辅助线圈162的中心点和第二中心点的直线L3与直线L2形成第二角度。对准可实现为包括预定差值，并且预定差值可为零或零的特定误差范围内的差值。
取决于实施方式，当从第一中心点到第一辅助线圈161的距离与从第一中心点到第二辅助线圈162的距离不同时，线圈对准装置可按照与距离之间的差值对应的、与第一角度和第二角度成比例的、与差值成比例的或基于第一角度和第二角度计算的方向和距离来移动二次垫。
然后，线圈对准装置可通过使用第一和第二辅助线圈161和162将二次垫163与GA线圈150对准，然后将在对准位置处感测到的磁场强度(以下称为“第一对准磁场强度”)发送至GA控制器。GA控制器可基于第一对准磁场强度在面向VA线圈160的方向D1上移动具有GA线圈150的地面侧无线电力传输垫(以下称为“一次垫(primary pad)”)(S56)。如包括在请求GA线圈的移动的信号或消息中，可将第一对准磁场强度从VA控制器发送至GA控制器。
例如，线圈对准装置可重复实现感测和比较磁场强度以及移动VA线圈或GA线圈的步骤，以便使VA线圈与GA线圈对准，同时维持磁场强度之间的预定差值或更小的差值(例如，零或在零的误差范围内)。也就是说，当在多个辅助线圈处感测到的磁场强度之间的最大差值等于或小于预定误差范围，并且在VA线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈中的任何一个中感应的磁场强度等于或大于预定参考值时，线圈对准装置可停止VA线圈160或GA线圈150的移动，并终止对准过程。
同时，第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可布置为使得VA线圈160的中心点(即，第一中心点)、第一辅助线圈161的中心点和第二辅助线圈162的中心点布置在直线上，然而，本发明的实施例不限于此。第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可布置在与垂直于GA线圈150的中心线(即，考虑到磁场的物理形式或对称中心的中心线)的水平面平行的第一平面上，以形成三角形形状，其中VA线圈160位于不同的高度处，也可布置在与水平面相交的第二平面上，以便形成三角形形状，其中VA线圈160位于不同的高度处，或者可在垂直于水平面的第三平面上布置为竖直线的形式。
图7是示出根据本发明的实施例的使用图4的线圈对准方法的电动车辆无线电力传输装置的框图。
如图7所示，使用根据本发明的实施例的线圈对准方法的电动车辆(EV)无线电力传输装置(以下称为“WPT装置”)作为安装在EV中的WPT装置，可包括VA控制器140、VA线圈160、第一辅助线圈161、第二辅助线圈163、电力转换器180和耦合到VA控制器140的线圈对准装置。
VA控制器140可通过VA线圈来控制电力接收或电力传输操作，并且通过通信单元142连接至GA控制器以发送和接收信号、消息等。VA线圈160可嵌入二次垫163中，并且第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可以预定位置关系设置在二次垫163中。而且，电力转换器180可包括共振电路/IMN(参见图3中的182)、整流器/滤波器和阻抗转换器，并且连接至嵌入EV中的电池190。
线圈对准装置可包括用于感测施加至第一和第二辅助线圈161和162的磁场强度的传感器211和212、用于比较感测到的磁场强度的比较器220以及耦合至VA线圈160或具有VA线圈160的二次垫163的致动器230。
每一个传感器211和212都可包括耦合至每一个辅助线圈的例如霍尔传感器的磁场测量传感器。由传感器211和212感测到的信号或感测结果可被输入至比较器220。
取决于实施方式，线圈对准装置可通过电力转换器180或通过耦合至安装在电力转换器180中的传感器的VA控制器140感测辅助线圈中的磁场强度。
根据比较器220的输出信号或VA控制器140的控制信号，致动器230可将VA线圈160或二次垫163移动至辅助线圈161和162的磁场强度具有预定差值的位置，在维持预定差值的同时在面向GA线圈的方向上移动VA线圈160，以及然后当根据GA线圈而在VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162中的至少一个中感应的磁场强度等于或大于预定水平时停止二次垫163的移动。预定差值可为零或在预定误差范围内。
致动器230可通过驱动臂232连接至二次垫163。二维或三维可旋转接头部分234可耦合至驱动臂232的中部，并且致动器230可通过这样的配置在二维或三维空间中移动二次垫163。
比较器220和致动器230可安装在EV中，容纳在单个壳体202中。而且，除了与致动器230连接的结构之外，连接至致动器230的二次垫163还可包括弹性支撑结构，该弹性支撑结构可以响应于致动器230的作用力而从EV延伸或缩回。
在上述示例中，包括比较器220和致动器230的线圈对准装置被描述为与VA控制器140分离的设备，但是本发明的实施例不限于这种配置。也就是说，例如比较器220等的部件可利用安装在VA控制器140上的一些比较功能单元或者利用VA控制器中实现与这些功能单元对应的功能的一些部件来实施。
图8是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第二流程图。
如图8所示，根据本发明的实施例的线圈对准方法可通过耦合至VA控制器的线圈对准装置来实现。然而，该线圈对准方法与图4的线圈对准方法的不同之处可在于，使用设置在一次垫上的辅助线圈。该结构基本上类似于图5所示的结构，除了颠倒一次垫和二次垫的作用。因此，省略其说明以避免冗余。
首先，线圈对准装置可在EV进入无线充电区(例如，无线充电停车区)之后，通过向安装在EV上的VA线圈供电来生成磁场(S81)。这里，在无线充电停车区中，可设置GA线圈(参见图5的150)、与GA线圈间隔预定距离的第一辅助线圈和第二辅助线圈。GA线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈可一体设置在一次垫上。
然后，线圈对准装置可从GA控制器接收由在相对于GA线圈的相应位置处耦合至GA线圈的多个感测线圈(对应于辅助线圈)感测到的磁场强度(S82)。而且，线圈对准装置可基于接收到的磁场强度来计算移动方向和距离。可计算移动方向和距离，使得由两个辅助线圈感测到的磁场强度具有预定差值。根据实施方式，包括移动方向和距离的对准信息可由GA控制器计算，然后发送至VA控制器或线圈对准装置。
然后，线圈对准装置可将二次垫移动至两个感测线圈处感测到的磁场强度具有预定差值的位置(第一对准位置)(S83)。另外，尽管线圈对准装置需要具有更复杂的构造，但是线圈对准装置可控制一次垫的移动，使得一次垫移动至两个感测线圈处的磁场强度具有预定差值的位置。
然后，线圈对准装置可在面向GA线圈的方向上移动VA线圈，直到VA线圈或具有VA线圈的二次垫从第一对准位置到达具有等于或高于预定差值的磁场强度的第二对准位置(S84)。
而且，取决于实施方式，线圈对准装置可操作以将GA线圈从其当前位置移动至在垂直或重力方向上面向第一对准位置的位置(对准位置)。为此，线圈对准装置可向GA控制器发送相关信号或消息。
在上述示例中，线圈对准装置可重复实现接收对准信息(例如，感测线圈处感测到的磁场强度)和移动VA线圈的步骤，以便移动VA线圈，同时通过第一对准位置维持直线路径(即，包括连接VA线圈和GA线圈的中心线的直线的平面上的路径)。也就是说，当多个感测线圈的磁场强度之间的最大差值等于或小于预定误差范围时，线圈对准装置可停止移动VA线圈，并且GA线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈中的任何一个中感应的磁场强度变为等于或大于预定参考值，此时终止定位线圈的线圈对准过程。
图9是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第三流程图。
如图9所示，根据本实施例的线圈对准方法可通过耦合至VA控制器并使用查找表(也称为“LUT”)的线圈对准装置来实现。
首先，线圈对准装置可通过第一和第二辅助线圈从GA线圈感测磁场强度，第一和第二辅助线圈分别在与VA线圈间隔预定距离的相应相对位置处耦合至VA线圈(S91)。
然后，线圈对准装置可将通过第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较(S92)。
然后，线圈对准装置可将VA线圈或GA线圈移动至第一磁场强度和第二磁场强度具有预定差值的位置(S93)。
然后，线圈对准装置可将具有预定差值的位置处的第一磁场图案与预先存储在LUT中的磁场图案进行比较(S94)。
然后，线圈对准装置可基于与存储在LUT中的磁场图案中与第一磁场图案相同或最相似的第二磁场图案来确定VA线圈和GA线圈之间的距离和方向(S95)。
然后，基于上述步骤中确定的距离和方向，可将VA线圈和GA线圈中的一个或多个在彼此相对的方向上移动，使得VA线圈的中心点和GA线圈的中心点位于彼此的最短距离内或最短距离的特定误差范围内。
图10是说明图9的线圈对准方法中使用的查找表中存储的磁场图案的示图。
如图10所示，LUT可存储与磁场图案有关的图案信息，磁场图案的磁场强度根据距离GA线圈的中心的距离而在从x-y平面上观察时的多个同心形状中变化。图案信息可包括取决于距离GA线圈的中心的距离和方向而不同的磁场强度信息。因此，当通过VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162中的任一个或通过它们中优选的两个或更多个来感测磁场强度时，可计算指示从VA线圈160的中心到GA线圈的中心的方向和距离的矢量LE。
存储在LUT中的磁场图案可具有在GA线圈的中心点处具有最高值的正态分布概率密度函数形状PR。也就是说，LUT可存储与磁场图案有关的图案信息。
图11至图13是示出图9的线圈对准方法中使用的辅助线圈的布置的示图。
首先参考图11，根据布置，VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可布置为如下形状：它们的中心设置在与放置GA线圈的x-y平面平行的同一平面上的直线中，并且磁场强度根据距离GA线圈中心的距离而在多个同心圆中变化。这里，磁场强度可具有反比关系，其中，电力传输效率随着距离增加而降低。
接下来参考图12，根据另一种布置，可将VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162布置为使得线圈的中心在与x-y平面平行的同一平面上为三角形。
接下来参考图13，根据又一种结构，可将VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162布置为使得第一辅助线圈161和第二辅助线圈162在与x-y平面平行的同一平面内顺序布置在VA线圈160的一侧的径向上。
图14A和图14B是示出图9的线圈对准方法中使用的辅助线圈的其它布置的示图。
根据图14A和图14B，VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可不布置在与x-y平面平行的同一平面上。
首先参考图14A，在与x-y平面垂直的z方向上，第一辅助线圈161和第二辅助线圈162可布置在与第一平面不同的第二平面上，该第一平面与VA线圈160的中心点MC1相交。第一辅助线圈161的中心点AC1和第二辅助线圈162的中心点AC2可放置在第二平面上。而且，第二平面可在比z方向上设置在比第一平面低的位置处。
而且，接下来参考图14B，在与x-y平面垂直的z方向上，第一辅助线圈161的中心点AC1可布置在与第一平面不同的第二平面上，该第一平面与VA线圈160的中心点MC1相交，并且第二辅助线圈162的中心点AC2可布置在与第一平面和第二平面不同的第三平面上。在这种情况下，取决于实施方式，中心点MC1、AC1和AC2可设置在朝向预定方向(例如，I方向)延伸的直线上。
如上所述，作为根据本发明的用于线圈对准方法的VA线圈160、第一辅助线圈161和第二辅助线圈162的布置结构，可使用如下布置结构：辅助线圈放置在预定相对位置，而不在对称或规则位置。
根据上述示例，VA线圈的中心点、第一辅助线圈的中心点和第二辅助线圈的中心点可布置在直线上、在与垂直于GA线圈的磁力中心线的水平面平行的第一平面上布置为三角形、在与该水平面相交的第二平面上布置为三角形或在与该水平面垂直的第三平面上布置为竖直线或三角形。
图15是示出实现图9的线圈对准方法的线圈对准装置的框图。
如图15所示，根据本发明的实施例的线圈对准装置可耦合至安装在EV上的WPT装置，并且包括至少一个传感器210、比较器220、致动器230、图案生成器240、图案比较器250和查找表260。比较器220、致动器230、图案生成器240和图案比较器250可实施为容纳在单个壳体202中。取决于实施方式，比较器220、图案生成器240和图案比较器250可实施为VA控制器的一部分或功能。至少一个传感器210可耦合至比较器220，并且图案比较器250可耦合至存储查找表260的存储设备或存储器144。
传感器210、比较器220和致动器230可与图7的线圈对准装置中的器件基本相同，因此，将省略其详细描述。
图案生成器240可基于在VA线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈处感测到的磁场强度，在二次垫的当前位置处生成第一磁场图案。取决于实施方式，图案生成器240可基于位置(第一对准位置)处的VA线圈、第一辅助线圈和第二辅助线圈中的至少一个的磁场强度生成第一磁场图案，其中，根据第一辅助线圈和第二辅助线圈的两个磁场强度比较结果，已经将二次垫移动至上述位置(第一对准位置)。
图案比较器250可比较第一磁场图案与存储在LUT 260中的磁场图案，以选择在预定误差范围内与第一磁场图案基本相同或最接近的第二磁场图案。图案比较器250可输出与所选择的第二磁场图案对应的位置信息。位置信息可包括相对矢量信息。线圈对准装置可基于来自图案比较器250的输出或位置信息来计算VA线圈朝向GA线圈中心的方向和距离。
例如，线圈对准装置可通过传感器感测来自连接至GA控制器的GA线圈的位于多个辅助线圈处的磁场强度，由于感测到的磁场强度而生成第一磁场图案，通过图案比较器250比较第一磁场图案与磁场图案(其反映随着距离GA线圈的距离而变化的磁场强度并存储在LUT260中)，以及根据比较结果通过耦合至VA线圈的致动器230将VA线圈与GA线圈对准。
虽然已经按照以上方式描述了连接到VA控制器的线圈对准装置，但是本发明的实施例不限于这种配置，而可实施为连接至GA控制器的线圈对准装置。
在上述情况下，连接至GA控制器的线圈对准装置可通过在EV进入无线充电停车区时向GA线圈供电来生成磁场，通过GA控制器从VA控制器接收由固定耦合至VA线圈的第一辅助线圈和第二辅助线圈感测到的磁场强度，将GA线圈移动至辅助线圈的磁场强度具有预定差值的位置，以及在面向VA线圈的方向上移动GA线圈，同时维持误差范围内的预定差值。
而且，线圈对准装置可将具有预定差值的位置处的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较。而且，基于存储在查找表中的磁场图案中与第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案，线圈对准装置可确定GA线圈与VA线圈的方向和距离。
图16是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第四流程图。
如图16所示，可通过使用GA线圈(参见图17中的150)和设置在GA线圈150周围的多个感测(辅助)线圈(参见图17中的151至154)来在安装在EV上的线圈对准装置中实现根据本发明的实施例的线圈对准方法。
当EV进入无线充电停车区时，线圈对准装置可在VA线圈160中生成磁场(S161)。然后，可从GA控制器接收基于由多个感测线圈感测到的磁场强度VS的对准信息(S162)。然后，可根据对准信息移动VA线圈160(S163)。然后，线圈对准装置可重复接收对准信息的步骤和移动VA线圈的步骤。当由多个感测线圈感测到的磁场强度的最大差值低于预定误差范围时，可完成迭代操作。
图17是说明图16的线圈对准方法的操作原理的概念图。
如图17所示，可通过安装在停车区中的传感器12来检测EV(S171)。当检测到EV时，传感器12可将指令信号(其可对应于车辆进入检测信号)发送至GA控制器以启动GA线圈150的低功率发送并操作多个感测线圈151至154或耦合至GA控制器的地面侧线圈对准装置。
然后，车辆侧线圈对准装置可监控是否通过GA线圈150周围的多个感测线圈151、152、153、154检测到来自VA线圈160的磁场。
然后，线圈对准装置可比较由多个感测线圈151至154感测到的磁场强度，以跟踪检测到最大磁场处的感测线圈的位置。线圈对准装置可移动VA线圈，使得由多个感测线圈感测到的磁场强度变得相等。如果由多个感测线圈感测到的磁场强度相等或在预定误差范围内具有最大差值，则线圈对准装置可终止对准。
取决于实施方式，线圈对准装置可请求GA控制器移动包括GA线圈的一次垫，使得在多个感测线圈处感测到的磁场强度相等。
图18是说明根据本发明的实施例的线圈对准方法的第五流程图，图19是说明图18的线圈对准方法的概念图。
根据本实施例的线圈对准方法可通过耦合至GA控制器的线圈对准装置来实现。
如图18和图19所示，线圈对准装置可从EV进入无线充电停车区开始感测GA线圈150和多个感测线圈151至154处感应的磁场的强度，该GA线圈设置在无线充电停车区中，该多个感测线圈在相对于GA线圈150的位置处耦合至GA线圈150(S181)。
然后，线圈对准装置可基于在多个感测线圈151至154处感测到的磁场强度来计算或确定VA线圈与GA线圈之间的相对方向(S182)。也就是说，线圈对准装置可比较由感测线圈151至154感测到的磁场强度，从而确定检测到最大磁场强度的感测线圈。而且，取决于实施方式，线圈对准装置可识别具有最大磁场强度的多个感测线圈或具有最高优先级的两个或三个感测线圈，并且识别由两个或三个感测线圈构成的组的中心作为GA线圈150将要被移动的方向D3。
然后，线圈对准装置可在确定的方向D3上移动GA线圈150(S183)。
然后，线圈对准装置可感测随着GA线圈150的移动而变化的新位置处的磁场强度，并且识别感测到的磁场强度中具有最大磁场强度的感测线圈。可重复实现以上步骤，直到在多个感测线圈处感测到的最大磁场强度或磁场强度之间的最大差值在误差范围内。然后，当最大磁场强度或最大差值在误差范围内时，线圈对准装置可终止对准(S184)。
同时，在上述示例中，基本上不使用查找表，但是可以根据实施方式附加地使用LUT。在这种情况下，线圈对准装置可在感测步骤之后比较根据在多个感测线圈初感测到的磁场强度的第一磁场图案与存储在LUT中的磁场图案，并且基于与第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案来识别方向D3。
图20是示出实现图18的线圈对准方法的线圈对准装置的框图。
如图20所示，根据本发明的实施例的耦合至设置在无线充电停车区中的地面侧WPT装置的线圈对准装置可实现线圈对准方法。
地面侧WPT装置可称为GA，并且包括GA控制器130、GA线圈150和电力转换器170。GA控制器130可通过通信单元132与VA控制器进行信号和/或数据发送和接收。GA线圈150可嵌入一次垫155中，并且与多个感测线圈对应的第一至第四辅助线圈151至154可设置在一次垫155中。而且，电力转换器170可包括具有PFC功能的AC-DC转换器(参见图3中的172)、DC-AC逆变器、滤波器/IMN等，并且连接至供应商业电力的电网。
线圈对准装置200可包括传感器211和212、比较器、致动器等，并且可与GA控制器130一体实施。一体形式可包括单个壳体或难以分离或区分的软件和硬件的组合。
传感器211和212可包括耦合至每一个辅助线圈的磁场测量传感器，例如霍尔传感器。由传感器211和212感测到的信号或感测结果可输入至GA控制器130或线圈对准装置200。
虽然已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可进行各种改变、替换和变更。

Claims (16)

1.一种在耦合至车辆组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，所述方法包括：
通过第一辅助线圈和第二辅助线圈感测从地面组件线圈感应的磁场强度，所述第一辅助线圈和所述第二辅助线圈固定耦合至车辆组件线圈；
将通过所述第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过所述第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较；
将所述车辆组件线圈或所述地面组件线圈移动至所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置；以及
将所述车辆组件线圈和所述地面组件线圈中的至少一个在彼此相对的方向上移动，使得所述车辆组件线圈的中心点和所述地面组件线圈的中心点位于彼此的最短距离内或者在所述最短距离的特定误差范围内，同时维持所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间的预定差值或更小差值。
2.根据权利要求1所述的线圈对准方法，其中，将所述车辆组件线圈或所述地面组件线圈移动至所述位置包括：
当从所述车辆组件线圈的中心点到所述第一辅助线圈的距离等于从所述车辆组件线圈的中心点到所述第二辅助线圈的距离时，同样地对准第一角度与第二角度，其中，通过连接所述第一辅助线圈的中心点和所述地面组件线圈的中心点的直线与连接所述地面组件线圈的中心点和所述车辆组件线圈的中心点的直线形成所述第一角度，并且通过连接所述第二辅助线圈的中心点和所述地面组件线圈的中心点的直线与连接所述地面组件线圈的中心点和所述车辆组件线圈的中心点的直线形成所述第二角度。
3.根据权利要求1所述的线圈对准方法，其中，所述车辆组件线圈的中心点、所述第一辅助线圈的中心点和所述第二辅助线圈的中心点布置在直线上，或者在与垂直于所述地面组件线圈的磁力中心线的水平面平行的第一平面上布置为三角形，或者在与所述水平面相交的第二平面上布置为三角形，或者在与所述水平面垂直的第三平面上布置为三角形。
4.根据权利要求1所述的线圈对准方法，其中，所述预定差值为零或为在零的预定误差范围内的差值。
5.根据权利要求1所述的线圈对准方法，其中，将所述车辆组件线圈和所述地面组件线圈中的至少一个在彼此相对的方向上移动包括：
当所述地面组件线圈移动时，将用于控制所述地面组件线圈的移动的信号或消息从所述车辆组件控制器发送至耦合至所述地面组件线圈的地面组件控制器。
6.一种在耦合至车辆组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，所述方法包括：
通过第一辅助线圈和第二辅助线圈感测从地面组件线圈感应的磁场强度，所述第一辅助线圈和所述第二辅助线圈在与车辆组件线圈间隔预定距离的相应相对位置处耦合至所述车辆组件线圈；
将通过所述第一辅助线圈感测到的第一磁场强度与通过所述第二辅助线圈感测到的第二磁场强度进行比较；
将所述车辆组件线圈或所述地面组件线圈移动至所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间存在预定距离或更小距离的位置；
比较所述第一磁场强度与所述第二磁场强度之间存在预定距离或更小距离的位置处的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案；以及
基于存储在所述查找表中的磁场图案中与所述第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案，计算所述车辆组件线圈与所述地面组件线圈之间的距离和方向。
7.根据权利要求6所述的线圈对准方法，其中，存储在所述查找表中的磁场图案具有在所述地面组件线圈的中心点处具有最高值的正态分布概率密度函数形状。
8.根据权利要求6所述的线圈对准方法，其中，将所述车辆组件线圈或所述地面组件线圈移动至所述位置包括：
基于计算的距离和方向，将所述地面组件线圈和所述车辆组件线圈中的至少一个在彼此相对的方向上移动，使得所述车辆组件线圈的中心点和所述地面组件线圈的中心点位于彼此的最短距离内或所述最短距离的预定误差范围内。
9.一种在耦合至地面组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，所述方法包括：
当车辆进入无线充电区时，向地面组件线圈供应电力以形成磁场；
通过所述地面组件控制器从安装在所述车辆上的车辆组件控制器接收在第一辅助线圈和第二辅助线圈处感测到的磁场强度，所述第一辅助线圈和所述第二辅助线圈固定耦合至车辆组件线圈；
将所述地面组件线圈移动至所述磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置；以及
将所述地面组件线圈在面向所述车辆组件线圈的方向上移动，同时维持所述磁场强度之间的预定差值或更小差值。
10.根据权利要求9所述的线圈对准方法，还包括：在将所述地面组件线圈在面向所述车辆组件线圈的方向上移动之前，
将所述磁场强度之间存在预定差值或更小差值的位置处的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较；以及
基于存储在所述查找表中的磁场图案中与所述第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案，确定所述地面组件线圈与所述车辆组件线圈的距离和方向。
11.根据权利要求10所述的线圈对准方法，其中，当所述车辆组件线圈的中心点和所述地面组件线圈的中心点位于彼此的最短距离内或所述最短距离的预定误差范围内时，终止所述地面组件线圈在面向所述车辆组件线圈的方向上的移动。
12.一种在耦合至车辆组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，所述方法包括：
在车辆进入无线充电区之后，向安装在所述车辆上的车辆组件线圈供应电力以形成磁场；
从地面组件控制器接收对准信息，所述对准信息指示基于在多个感测线圈处感测到的磁场强度计算的移动方向和距离，所述多个感测线圈在相对于地面组件线圈的相应位置处耦合至连接到所述地面组件控制器的所述地面组件线圈；以及
根据接收到的对准信息移动所述车辆组件线圈。
13.根据权利要求12所述的线圈对准方法，其中，重复所述对准信息的接收和所述车辆组件线圈的移动，直到在所述多个感测线圈处感测到的磁场强度之间的最大差值在预定误差范围内。
14.一种在耦合至地面组件控制器的线圈对准装置中实现的线圈对准方法，所述方法包括：
从车辆进入无线充电区开始，感测多个感测线圈中感应的磁场，所述多个感测线圈在相对于位于所述无线充电区中的地面组件线圈的相应位置处耦合至所述地面组件线圈；
在朝向所述多个感测线圈中具有最大磁场强度的感测线圈的方向上第一次移动所述地面组件线圈；以及
在朝向具有通过所述多个感测线圈在所述地面组件线圈被第一次移动到的位置处感测到的磁场强度中的最大磁场强度的感测线圈的方向上第二次移动所述地面组件线圈。
15.根据权利要求14所述的线圈对准方法，其中，当通过所述多个感测线圈感测到的磁场强度之间的最大差值在预定误差范围内时，终止所述第二次移动。
16.根据权利要求14所述的线圈对准方法，还包括：在感测到所述磁场之后：
将根据在所述多个感测线圈处感测到的磁场强度的第一磁场图案与存储在查找表中的磁场图案进行比较；以及
基于存储在所述查找表中的磁场图案中与所述第一磁场图案相同或最接近的第二磁场图案，确定朝向所述感测线圈的方向。
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