CN108151635A - 一种汽车无线充电位置检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车无线充电位置检测装置及其检测方法，位置检测装置具有四个感应区域，每个感应区域均设置有感应线圈；任意对角设置的两个感应区域中的两个感应线圈的绕制方向相反，且两者串联成线圈组后电连接用于检测电压正负的电压检测装置，电压检测装置连接主控系统。基于该装置的检测方法为，汽车停稳后，电压检测装置检测每对线圈组所产生的电压，主控系统根据每对线圈组所产生的电压判断发射端与接收端之间的偏差方向。本发明的汽车无线充电位置检测装置及其检测方法基于电磁感应现象，采用四个感应线圈，通过检测对角感应线圈的串联电路产生的电压的正负判断发射端与接收端之间相对偏差的方向，具有结构简单、成本低、检测精度高的优点。

Description

一种汽车无线充电位置检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及无线充电领域，特别是涉及一种无线充电位置检测装置及其检测方法。

背景技术

电磁感应式无线充电已被广泛应用于电动汽车、电子设备等领域。该充电方式中的能量发射线圈与接收线圈间的相对位置对于电能传输的效率有着严重的影响。通常，两线圈间的耦合系数越大，传输电能的效率越高。但线圈不同的相对位置，将会使两线圈的耦合系数产生很大的差异，从而带来效率的急剧变化。目前电动汽车无线充电受到充电距离的限制，充电范围在±10cm左右，这个范围对于停车充电是一个比较大的挑战，所以需要专门的系统来指示电动汽车跟发射端是否对准，并将位置信息反馈给汽车的电子系统。目前汽车上的位置检测多采用超声波、RF通讯等方式实现，系统较为复杂，并且检测精度较差。因而，采用低成本、简单、可靠的位置检测装置，对于提升无线充电系统的效率具有重要的意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种检测精度高、系统实现简单的汽车无线充电位置检测装置及其检测方法。

技术方案：汽车无线充电位置检测装置，其具有四个感应区域，每个感应区域均设置有感应线圈；任意对角设置的两个感应区域中的两个感应线圈的绕制方向相反，且两者串联成线圈组后电连接用于检测电压正负的电压检测装置，所述电压检测装置连接主控系统。

进一步地，其固定在无线充电系统的发射端或接收端上。

进一步地，主控系统上还连接有反馈单元和/或用于自动调整无线充电系统发射端或接收端的位置的机械装置。

进一步地，所述主控系统为独立的主控系统或无线充电系统的主控系统。

进一步地，所述反馈单元包括扬声器和/或显示屏。

进一步地，所述机械装置可作双轴直线运动。

基于上述汽车无线充电位置检测装置的检测方法，汽车停稳后，所述电压检测装置检测每对线圈组所产生的电压，主控系统根据每对线圈组所产生的电压的正负判断发射端与接收端之间的偏差方向。

进一步地，主控系统上连接有反馈单元，主控系统将判断得出的偏差方向信息通过反馈单元告知用户，用户根据偏差方向信息调整车的位置。

进一步地，主控系统上连接有机械装置，主控系统根据判断得出的偏差方向信息控制机械装置移动发射端或接收端，直至每对线圈组所产生的电压小于一定阈值。

有益效果：本发明的汽车无线充电位置检测装置及其检测方法基于电磁感应现象，采用四个感应线圈，通过检测对角感应线圈的串联电路产生的电压的正负判断发射端与接收端之间相对偏差的方向，原理巧妙，具有结构简单、成本低、检测精度高的优点。

附图说明

附图1为汽车无线充电位置检测装置的组成示意图；

附图2为无线充电系统的发射端线圈与接收端线圈发生偏移情况的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1所示的汽车无线充电位置检测装置，其具有四个感应区域，每个感应区域均设置有感应线圈1；任意对角设置的两个感应区域中的两个感应线圈1的绕制方向相反，且两者串联成线圈组后电连接用于检测电压正负的电压检测装置2，所述电压检测装置2连接主控系统3。

该汽车无线充电位置检测装置可以固定在无线充电系统的发射端或接收端上，本实施例中设置在接收端上。

主控系统3上还连接有用于给用户以声音或图像反馈的反馈单元4。所述反馈单元4包括扬声器和/或显示屏，在主控系统3确定接收端与发送端的相对于偏离方向后，主控单元可通过扬声器以语音形式和/或通过显示屏以图像的形式传递给用户，用户可根据提示信息挪车使汽车停到位。

由于汽车挪动不方便，因此在另一实施中，主控系统3上还连接有用于自动调整无线充电系统发射端或接收端的位置的机械装置5，机械装置5可以移动发射端的位置或者移动汽车的位置，优选为前者，这样实现成本较低。机械装置5包括滑台，滑台可在横向与纵向两个相互垂直的方向上作双轴平移运动，可作双轴运动的滑台为现有技术，此处不作具体叙述。

上述扬声器和/或显示屏可以是位置检测装置自带的独立扬声器和/或显示屏，优选地，该扬声器和/或显示屏为汽车搭载的扬声器和/或显示屏，这样能获得更好的用户体验。同理，所述主控系统3为独立的主控系统或无线充电系统的主控系统，优选为后者。

基于上述汽车无线充电位置检测装置的检测方法，汽车停稳后，所述电压检测装置2检测每对线圈组所产生的电压，主控系统3根据每对线圈组所产生的电压的正负判断发射端与接收端之间的偏差方向。

下面对其原理进行详细说明，为了方便叙述，如附图1所示，四个感应线圈1的代号分别为A、B、C、D，将接收端线圈所在的区域分成四个区域，分别为A、B、C、D，四个区域都有感应线圈，感应线圈的绕制方向A与C反向，B与D反向，将A与C线圈串联，B与D线圈串联，下方圆形为发射端线圈。

当如图1所示，发射端线圈与接收端线圈正对时，感应线圈A、B、C、D接收到的能量大小基本相等，由于A与C线圈反向串联，那么A线圈与C线圈接收到的电压相互抵消，所以A和C线圈两端的电压平均值为0，此时可判断为发射端线圈和接收端线圈在横向上处于对准状态。感应线圈B和D同理。

当如图2所示，发射端线圈与接收端线圈偏移时，感应线圈A靠近发射端线圈的中心位置，所以感应到的电压较高，感应线圈C远离发射端线圈的中心位置，所以感应到的电压较低，那么两个线圈串联后，不能完全抵消，感应线圈A的电压为主要感应电压，电压经过滤波后会产生正电压。反之，C线圈如果靠近中心位置，则会产生负电压，通过这种方式，就可以知道感应线圈A和C的偏移位置。感应线圈B和D同理。

主控系统3上连接有反馈单元4，主控系统3将判断得出的偏差方向信息通过反馈单元4告知用户，用户根据偏差方向信息调整车的位置。

或者在主控系统3上连接有机械装置5的情况下，主控系统3根据判断得出的偏差方向信息控制机械装置5移动发射端或接收端，直至每对线圈组所产生的电压小于一定阈值。

本发明的汽车无线充电位置检测装置及其检测方法基于电磁感应现象，采用四个感应线圈，通过检测对角感应线圈的串联电路产生的电压的正负判断发射端与接收端之间相对偏差的方向，原理巧妙，具有结构简单、成本低、检测精度高的优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：其具有四个感应区域，每个感应区域均设置有感应线圈(1)；任意对角设置的两个感应区域中的两个感应线圈(1)的绕制方向相反，且两者串联成线圈组后电连接用于检测电压正负的电压检测装置(2)，所述电压检测装置(2)连接主控系统(3)。

2.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：其固定在无线充电系统的发射端或接收端上。

3.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：主控系统(3)上还连接有反馈单元(4)和/或用于自动调整无线充电系统发射端或接收端的位置的机械装置(5)。

4.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：所述主控系统(3)为独立的主控系统或无线充电系统的主控系统。

5.根据权利要求3所述的一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：所述反馈单元(4)包括扬声器和/或显示屏。

6.根据权利要求3所述的一种汽车无线充电位置检测装置，其特征在于：所述机械装置(5)可作双轴直线运动。

7.基于权利要求1所述汽车无线充电位置检测装置的检测方法，其特征在于：汽车停稳后，所述电压检测装置(2)检测每对线圈组所产生的电压，主控系统(3)根据每对线圈组所产生的电压的正负判断发射端与接收端之间的偏差方向。

8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：主控系统(3)上连接有反馈单元(4)，主控系统(3)将判断得出的偏差方向信息通过反馈单元(4)告知用户，用户根据偏差方向信息调整车的位置。

9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：主控系统(3)上连接有机械装置(5)，主控系统(3)根据判断得出的偏差方向信息控制机械装置(5)移动发射端或接收端，直至每对线圈组所产生的电压小于一定阈值。