CN108110842B - 一种自适应电能接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应电能接收装置，涉及无线充电领域，包括磁性线圈、磁性线圈通过金属杆连接的万向轮、包围万向轮的金属外壳、连接金属外壳的信号发射器、包围上述单元的塑料外壳形成自适应电能接收装置。本发明能够实现磁性线圈充电角度的自适应控制，当电能接收装置连接的主体倾斜角度较大时，所述金属杆接触所述金属外壳形成电通路，在该通路上的信号发射器发射不充电指令于充电器上，其他情况时充电器自动充电。本发明结构简单，不需要倾角测量装置即可完成高效充电任务，尤其是对于自行车等倾角不固定的受电主体。

Description

一种自适应电能接收装置

发明领域

本发明涉及无线充电领域，尤其是涉及一种自适应电能接收装置。

背景技术

无线充电时近年来兴起的新型充电技术，尤其随着电能作为车辆动力的潮流兴起，被广泛研究应用。与传统有限充电相比，无线充电具有体积小、便携带、兼容性强、有利于用电设备防水防尘等优点。

而相关技术中，无线充电系统通常需要充电器与充电设备平行或小倾角放置，才能保证电能磁性发射线圈与接收线圈传输效率最大化。这种要求对于汽车等四轮车辆使用受限程度较小，而对于自行车等倾角受到不同车型、放置位置影响较大的主体而言较为复杂。

专利CN106026236A中提出了一种无线充电系统，其通过在发射端增加倾角调节装置、接收端增加倾角测量装置完成角度的调整，从而提高传输效率。但是增加的倾角装置对于自行车等价值较低的、使用状态复杂的主体而言，系统可靠性和效率不确定性较强。

因此，有必要提供一种新装置解决上述问题

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种自适应电能接收装置，其利用万向装置的功能，使得接收线圈自动垂直地面，保证发射线圈和接收线圈的倾角稳定性。同时设置保护措施，当倾角过大时，无线信号发射装置电路导通发射信号，控制发射端停止充电任务。从而达到一定程度上的自适应充电模式。

本发明提供一种自适应电能接收装置，包括电能接收磁性线圈，所述磁性线圈具有金属连接杆，所述金属连接杆受到金属万向轮控制转动方向，所述金属万向轮和金属连接杆部分被金属外壳包围，所述金属外壳与储能装置连接，所述金属外壳与储能装置连接的电路中设有信号发射单元。

优选的，所述电能接收磁性线圈通过磁耦合谐振式充电装置接收电能，电能通过所述金属连接杆导出；

更优选的，所述金属连接杆的转动范围是圆锥形状的，其圆锥角最大为45°；

更优选的，金属连接杆转动角度超过30°时，与金属外壳接触形成电流通路。

所述金属杆与金属万向装置连接，延伸电流通路。

所述金属万向装置由金属杆一端的金属球和球形金属壳构成。

优选的，球形金属壳具有开口，金属杆一端的金属球被球形金属壳包围，通过开口露出，金属杆的另一端连接磁性线圈；

更优选的，所述开口口径大于金属杆直径；

更优选的，所述开口口径限定金属杆转动角度小于等于45°；

更优选的，所述金属杆上的金属球和球形金属壳内填充金属球，用于减少摩擦同时保障电路导通；

更优选的，所述填充金属球球径满足不泄露条件。

所述金属外壳为球形外壳，金属万向轮和部分金属连接杆被其包围。

优选的，所述球形外壳也具有开口，开口口径大于金属杆直径；

更优选的，所述金属外壳球径大于金属万向轮的球形金属壳球径；

更优选的，所述开口口径限定金属杆转动角度小于等于30°；

所述金属外壳与金属连接杆接触时，金属外壳、部分金属连接杆、储能装置和信号发射单元形成电流通路，信号发射单元发射不充电指令。

优选的，信号发射单元发射不充电指令至发电装置，控制发射线圈非工作状态；

更优选的，信号发射单元发射“车辆未停稳”指令至用户接受端，提示用户车辆停放状态不正常；

更优选的，所述信号发射单元可以是信号指示灯，直接提醒用户车辆停放错误；

更优选的，当车辆停放正确时，用户才可以锁住车辆。车辆停放错误时，信号发射单元还可以连接车辆控制装置，控制车辆车锁无法使用。

所述电能接收磁性线圈、金属连接杆、金属万向轮、金属外壳被塑料外壳包覆形成整体组件。

更优选的，所述整体组件可以附加在自行车、电动自行车等主体上，通过从整体组件内部引出导线，连接至储能装置。

更优选的，所述整体组件附件在自行车中轴下方，能够缩短与地面发射电能装置距离，并保证整体组件的安全使用。

与相关技术相比，本发明所述的一种自适应电能接收装置能够对自行车等

充电情况复杂的主体在充电时自动调节接收线圈倾角，该装置结构简单、可靠性高，同时具备过倾充电保护电路，能够主动提示用户车辆位置不正常。

附图说明

图1本发明的装置结构图

图2本发明的工作逻辑图

图3本发明安装在主体上的工作示意图

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例如图1所示，自适应电能接收装置具有塑料外壳101、磁性线圈106、金属连接杆105、金属连接杆一端的金属球102、金属万向装置的球形金属壳103、用于降低摩擦以及提高电接触能力的金属小球107、金属外壳104。

所述自适应电能接收装置通过导线110引出，与受电系统的储能装置111连接。储能装置111连接有能量判断单元108，对储能装置内的电量进行判断并反馈信息。

正常充电情况下，系统控制装置112处于电导通状态，具备信号发射单元，发射车辆被同意锁车指令。

所述自适应电能接收装置外观上即为塑料外壳101。其通过附加或者直接整合到使用主体上，如自行车303(图3)。本实施例中将其安装在自行车中轴下方302处，其高度在20-40cm之间，能够实现充电距离最短的情况下，保证车体外观改动小，同时在中轴下方能够被自行车架保护。该装置通过隐藏在车架管内的导线连接至电能使用装置301，如智能锁、信号发射系统等。

所述自适应电能接收装置在正常工作时，受到自行车主体特点影响，停车时脚撑与地面形成的倾角一般小于30°。此时金属杆105可以在金属万向装置103内转动不超过30°的角度，金属杆105不碰触金属外壳104的开口边缘。金属外壳104的开口对应的圆锥角为60°。

而为了满足金属杆105在自行车倒伏等情况下接触到金属外壳104，金属万向装置球形外壳103的开口对应的圆锥角设计为90°。

具体工作逻辑如下：

S1)用户准备停车，手机或手动操作电能发射端进行停车状态识别确认201；

S2)智能锁内的能量判断单元对储能装置电量进行判断202，电量超过50％不进行充电，否则进行下一步；

S3)线圈倾角识别203，通过金属杆105和金属万向装置103及金属外壳104的机械接触判断线圈位置是否正常。当金属杆105接触金属外壳104时，信号发射单元电路导通，发射无线信号，给出“不充电”指令，并提示用户正确停车205。当用户正确停车后，发射端开始充电206，用户被中控系统同意锁车离开；

S4)能量判断单元继续判断是否充满207，充满后系统控制装置发射停止电能发射端工作指令。充电完毕208。

本发明取得的有益效果是：相对于现有技术而言，能够实现自行车等停车情况复杂的主体的无线充电功能，尤其提供了一种自动调节接收线圈倾角的功能，在一定角度内判断为正确停车，通过自适应调节磁性线圈垂直于地面，超过一定角度后，开启提示功能，直至正确停放后才能锁车离开。实现对车辆规范化充电、停放的要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种自适应电能接收装置，其特征在于：包括电能接收磁性线圈，所述磁性线圈具有金属连接杆，所述金属连接杆受到金属万向轮控制转动方向，所述金属万向轮和金属连接杆部分被金属外壳包围，所述金属外壳与储能装置连接，所述金属外壳与储能装置连接的电路中设有信号发射单元，所述金属外壳为球形外壳，金属万向轮和部分金属连接杆被其包围，金属连接杆的转动范围是圆锥形状的，其圆锥角最大为45°,所述金属连接杆转动角度超过30°时，金属外壳、部分金属连接杆、储能装置和信号发射单元形成电流通路，信号发射单元发射不充电指令。

2.根据权利要求1所述的一种自适应电能接收装置，其特征在于：所述电能接收磁性线圈通过磁耦合谐振式充电装置接收电能，电能通过所述金属连接杆导出。

3.根据权利要求1所述的一种自适应电能接收装置，其特征在于：所述电能接收磁性线圈、金属连接杆、金属万向轮、金属外壳被塑料外壳包覆形成整体组件。

4.根据权利要求3所述的一种自适应电能接收装置，其特征在于：所述整体组件附加在自行车主体上，通过从整体组件内部引出导线，连接储能装置。