CN109159681A - 一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法，其中装置包括：非导电性底面层、下部运转室、底座框架、X轴移动装置部、Y轴移动装置部、发送芯、电流传感器和控制部。方法包括提供发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置的步骤、1次X扫描步骤、2次Y扫描步骤、移动对齐的步骤。它可使加装于电动汽车的电力接收线圈中心与位于电动汽车下部的充电站的电力传输线圈中心自动对准一致。

Description

一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法。
背景技术
在电动汽车的无线充电系统中，感应电力接收模块搭载于电动汽车，感应电力发送模块埋设于充电用停车位的地面附近，但驾驶员使如此搭载于电动汽车的感应电力接收模块与埋设于停车位地面附近的感应电力发送模块驾驶员恰当对齐则并非易事。即，驾驶员为了使感应电力接收模块与感应电力发送模块对齐而移动电动汽车的工作并非易事。
为此，以往是分析无线信号的RSSI(Received signal strength indicator)，探知位于充电用停车位的感应电力发送模块位置，这存在准确度低下、需要在充电用停车位配备另外的无线信号发射器的问题。特别是从为了感应电力发送模块与感应电力接收模块间的对齐而需要驾驶电动汽车的驾驶员立志而言，不经视觉位置确认而基于无线信号的强度(作为一个示例，声音大小)执行对齐，无法期待高的对齐准确度。作为以往技术，有高通公司第10-201370292720号(申请日：2012.04.10)用于电动汽车无线充电的天线对齐及车辆引导等。
发明内容
本发明旨在提供一种用于使加装于电动汽车的电力接收线圈中心与位于电动汽车下部的充电站的电力传输线圈中心自动对准一致的基于充电站电力传输芯XY轴移动的自动双向芯中心对齐型电动汽车用高效率无线充电装置，其采用的技术方案如下：
本发明的电动汽车用高效率无线充电装置，作为电动汽车用高效率无线充电装置，其特征在于，包括：
非导电性底面层，其在车辆进入的底面层形成，具有能够支承车辆负载的强度；
下部运转室，其尺寸为纵向1～3M、横向0.5～2M、高度0.3～1M，具备用于在所述非导电性底部层的下部对齐发送芯与电力接收芯的装置；
底座框架，其为四边形状，位于所述下部运转室，不凸出于底面层；
X轴移动装置部，其在所述底座框架形成，具备沿纵向行进的一对隔开的纵向移动块；
Y轴移动装置部，其搭载于所述纵向移动块，具备沿横向行进的一个横向移动块；
发送芯，其搭载于所述横向移动块的上部，从充电站接受供应电力，形成为无线充电所需的电磁场，在充电电路中执行电感器功能；
电流传感器，其为了感知电力传输程度而实时感知充电电路或辅助感知电路上的瞬时电流并发送给控制部；
控制部，以从所述电流传感器接收的瞬时电流数据为基础，控制X轴移动装置部和Y轴移动装置部，使得所述发送芯位于电动汽车的接收芯下部。
一种电动汽车用高效率无线充电方法，其特征在于，包括：
提供发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置的步骤，其中所述发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置包括供搭载有发送芯的横向移动块沿横向滑动的Y轴移动装置部、供搭载有所述Y轴移动装置部的纵向移动块沿纵向滑动的Y轴移动装置部、感知无线电力传输程度的电流传感器；
在使所述无线充电装置沿X轴(纵向)方向滑动的同时，连续取得所述电流传感器的第一电流数据、I1(t)和发送芯的X轴坐标的1次X扫描步骤；
在保持发生所述第一电流数据、I1(t))的临界值的X轴临界坐标1的状态下，在使所述无线充电装置沿Y(横向)方向滑动的同时，连续取得所述电流传感器的第二电流数据、I2(t)和发送芯的Y轴坐标的2次Y扫描步骤；
所述控制部将X轴临界坐标1和发生所述第二电流数据、I2(t)的临界值的Y轴临界坐标1指定为第一中心，按所述第一中心的坐标，使发送芯移动、对齐的步骤。
本发明具有如下优点：它可使加装于电动汽车的电力接收线圈中心与位于电动汽车下部的充电站的电力传输线圈中心自动对准一致。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1是本发明的电动汽车用高效率无线充电装置中X、Y轴移动装置部整体构成图。
图2是本发明的电动汽车用高效率无线充电装置中XY轴移动装置部整体构成图(发送芯去除状态)。
图3、图4是本发明的电动汽车用高效率无线充电装置整体构成图(发送芯去除状态)。
图5是本发明的电动汽车用高效率无线充电装置扫描方式说明图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1至图3所示，本发明的电动汽车用高效率无线充电装置包括：非导电性底面层10，其在车辆进入的底面层形成，具有能够支承车辆负载的强度；下部运转室20，其尺寸为纵向1～3M、横向0.5～2M、高度0.3～1M，具备用于在所述非导电性底部层10的下部对齐发送芯与电力接收芯的装置。
如图1至图3所示，本发明的电动汽车用高效率无线充电装置包括：底座框架30，其为四边形状，位于所述下部运转室20，不凸出于底面层；X轴移动装置部40，其在所述底座框架30形成，具备沿纵向行进的一对隔开的纵向移动块41a，41b；Y轴移动装置部50，其搭载于所述纵向移动块41a，41b，具备沿横向行进的一个横向移动块51。
如图1至图3所示，发送芯60搭载于所述横向移动块51的上部，从充电站接受供应电力，形成为无线充电所需的电磁场，在充电电路中执行电感器功能。电流传感器70为了感知电力传输程度而实时感知充电电路或辅助感知电路上的瞬时电流I并发送给控制部。控制部80以从所述电流传感器70接收的瞬时电流I数据为基础，控制X轴移动装置部40和Y轴移动装置部50，使得所述发送芯60位于电动汽车的接收芯下部。
如图3、图4所示，在本发明的电动汽车用高效率无线充电装置中，Z轴移动装置部110在下部运转室20内调节所述底座框架30的上下高度。在控制部80利用X轴移动装置部40和Y轴移动装置部50进行扫描(位置移动)的情况下，优选所述Z轴移动装置部110使底座框架30的高度下降，使得发送芯60不与非导电性底面层10下面接触。
如图3、图4所示，优选本发明的电动汽车用高效率无线充电装置还包括用于感知所述发送芯60至电动汽车的接收芯下部之间间隔的非接触式距离感知传感器120。
如图3、图4所示，所述非导电性底部10中的下部运转室20上部区域10a包括开闭式底板11，以便能够开闭；所述控制部80扫描(位置移动)X轴移动装置部40和Y轴移动装置部50，当所述发送芯60位于电动汽车的接收芯下部时，所述开闭式底板11滑动打开，所述下部运转室20的上面区域打开至少一部分。优选所述非接触式距离感知传感器120向控制部80发送上下间隔，所述控制部80通过Z轴移动装置部110，使底座框架30高度上升，使得发送芯60接近位于电动汽车的接收芯下部，增大电力传输效率。
本发明的电动汽车用高效率无线充电方法包括提供发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置100的步骤S10、1次X扫描步骤S20、2次Y扫描步骤S30、移动对齐的步骤S60。
在提供发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置100的步骤S10中，提供的发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置100包括供搭载有发送芯60的横向移动块51沿横向滑动的Y轴移动装置部50、供搭载有所述Y轴移动装置部50的纵向移动块41a，41b沿纵向滑动的Y轴移动装置部50、感知无线电力传输程度的电流传感器70。
如图5所示，在1次X扫描步骤S20中，在使无线充电装置100沿X轴(纵向)方向滑动的同时，连续(离散的，例如：0.05秒)取得所述电流传感器70的第一电流数据、I1(t)和发送芯60的X轴坐标。
在2次Y扫描步骤S30中，在保持发生所述第一电流数据、I1(t)的临界值的X轴临界坐标1(X临界_1)的状态下，在使所述无线充电装置100沿Y(横向)方向滑动的同时，连续(离散的，例如：0.05秒)取得所述电流传感器70的第二电流数据、I2(t)和发送芯60的Y轴坐标。
在移动、对齐的步骤S60中，所述控制部80将X轴临界坐标1(X临界_1)和发生所述第二电流数据、I2(t)的临界值的Y轴临界坐标1(Y临界_1)指定为第一中心C1，按所述第一中心C1的坐标(X临界_1、Y临界_1)，使发送芯60移动、对齐。
所述控制部80以第一中心C1为中心，在既定区域范围内执行3次X扫描步骤S40、4次Y扫描步骤S50，且
所述4次Y扫描步骤S50的移动范围坐标为X＝X临界_1±1/3L(L为X轴可移动总长)以内，所述4次Y扫描步骤S50的移动范围坐标为Y＝Y临界_1±1/3W(W为Y轴可移动总长)以内。
所述3次X扫描步骤S40中，所述控制部80在3次X扫描步骤S40中，连续(离散的，例如：0.05秒)取得电流传感器70的第三电流数据、I3(t)和发送芯60的X轴坐标，所述控制部80在4次Y扫描步骤S50中，在保持发生所述第三电流数据的临界值的X轴临界坐标2(X临界_2)的状态下，在使所述无线充电装置100沿Y(横向)方向滑动的同时，连续(离散的，例如：0.05秒)取得所述电流传感器70的第四电流数据、I2(t)和发送芯60的Y轴坐标。
控制部80将X轴临界坐标2(X临界_2)和发生所述第四电流数据、I4(t)的临界值的Y轴临界坐标2(Y临界_2)指定为最终中心(C_Final)，按所述最终中心(C_Final)的坐标(X临界_2、Y临界_2)，使发送芯60移动、对齐。
本发明就以上言及的优选实施例进行了说明，但并非本发明的范围限定于这种实施例，本发明的范围由以下权利要求书所限定，包括属于与本发明均等范围的多样修订及变形。
需要指出的是，以下权利要求书记载的附图标记单纯用于辅助发明的理解，不影响权利范围的解释，不得根据记载的附图标记而缩窄解释权利范围。

Claims (5)

1.一种电动汽车用高效率无线充电装置，其特征在于，包括：
非导电性底面层(10)，其在车辆进入的底面层形成，具有能够支承车辆负载的强度；
下部运转室(20)，其尺寸为纵向1～3M、横向0.5～2M、高度0.3～1M，具备用于在所述非导电性底部层(10)的下部对齐发送芯与电力接收芯的装置；
底座框架(30)，其为四边形状，位于所述下部运转室(20)，不凸出于底面层；
X轴移动装置部(40)，其在所述底座框架(30)形成，具备沿纵向行进的一对隔开的纵向移动块(41a，41b)；
Y轴移动装置部(50)，其搭载于所述纵向移动块(41a，41b)，具备沿横向行进的一个横向移动块(51)；
发送芯(60)，其搭载于所述横向移动块(51)的上部，从充电站接受供应电力，形成为无线充电所需的电磁场，在充电电路中执行电感器功能；
电流传感器(70)，其为了感知电力传输程度而实时感知充电电路或辅助感知电路上的瞬时电流(I)并发送给控制部；
控制部(80)，以从所述电流传感器(70)接收的瞬时电流(I)数据为基础，控制X轴移动装置部(40)和Y轴移动装置部(50)，使得所述发送芯(60)位于电动汽车的接收芯下部。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用高效率无线充电装置，其特征在于，
还包括在所述下部运转室(20)内调节所述底座框架(30)的上下高度的Z轴移动装置部(110)；
在所述控制部(80)利用X轴移动装置部(40)和Y轴移动装置部(50)进行扫描的情况下，所述Z轴移动装置部(110)使底座框架(30)的高度下降，使得发送芯(60)不与非导电性底面层(10)下面接触。
3.根据权利要求1所述的电动汽车用高效率无线充电装置，其特征在于，
还包括用于感知所述发送芯(60)至电动汽车的接收芯下部之间间隔的非接触式距离感知传感器(120)；
所述非导电性底部(10)中的下部运转室(20)上部区域(10a)包括开闭式底板(11)，以便能够开闭；
所述控制部(80)扫描(位置移动)X轴移动装置部(40)和Y轴移动装置部(50)，当所述发送芯(60)位于电动汽车的接收芯下部时，
所述开闭式底板(11)滑动打开，所述下部运转室(20)的上面区域打开至少一部分，
所述非接触式距离感知传感器(120)向控制部(80)发送上下间隔，所述控制部(80)通过Z轴移动装置部(110)，使底座框架(30)高度上升，使得发送芯(60)接近位于电动汽车的接收芯下部，增大电力传输效率。
4.一种电动汽车用高效率无线充电方法，其特征在于，包括：
提供发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置(100)的步骤(S10)，其中所述发送芯XY轴对齐电动汽车用无线充电装置(100)包括供搭载有发送芯(60)的横向移动块(51)沿横向滑动的Y轴移动装置部(50)、供搭载有所述Y轴移动装置部(50)的纵向移动块(41a，41b)沿纵向滑动的Y轴移动装置部(50)、感知无线电力传输程度的电流传感器(70)；
在使所述无线充电装置(100)沿X轴(纵向)方向滑动的同时，连续取得所述电流传感器(70)的第一电流数据、I1(t)和发送芯(60)的X轴坐标的1次X扫描步骤(S20)；
在保持发生所述第一电流数据、I1(t))的临界值的X轴临界坐标1(X临界_1)的状态下，在使所述无线充电装置(100)沿Y方向滑动的同时，连续取得所述电流传感器(70)的第二电流数据、I2(t)和发送芯(60)的Y轴坐标的2次Y扫描步骤(S30)；
所述控制部(80)将X轴临界坐标1(X临界_1)和发生所述第二电流数据、I2(t)的临界值的Y轴临界坐标1(Y临界_1)指定为第一中心(C1)，按所述第一中心(C1)的坐标(X临界_1、Y临界_1)，使发送芯(60)移动、对齐的步骤(S60)。
5.根据权利要求4所述的电动汽车用高效率无线充电方法，其特征在于，
所述控制部(80)以第一中心(C1)为中心，在既定区域范围内执行3次X扫描步骤(S40)、4次Y扫描步骤(S50)，且
所述3次X扫描步骤(S50)的移动范围坐标为X＝X临界_1±1/3L(L为X轴可移动总长)以内，所述4次Y扫描步骤(S50)的移动范围坐标为Y＝Y临界_1±1/3W(W为Y轴可移动总长)以内，在所述3次X扫描步骤(S40)中，
所述控制部(80)在3次X扫描步骤(S40)中，连续取得电流传感器(70)的第三电流数据、I3(t)和发送芯(60)的X轴坐标，
所述控制部(80)在4次Y扫描步骤(S50)中，在保持发生所述第三电流数据的临界值的X轴临界坐标2(X临界_2)的状态下，在使所述无线充电装置(100)沿Y方向滑动的同时，连续取得所述电流传感器(70)的第四电流数据、I2(t)和发送芯(60)的Y轴坐标，
所述控制部(80)将X轴临界坐标2(X临界_2)和发生所述第四电流数据、I4(t)的临界值的Y轴临界坐标2(Y临界_2)指定为最终中心，按所述最终中心的坐标(X临界_2、Y临界_2)，使发送芯(60)移动、对齐。
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