CN109435717A - 一种电动汽车无线充电定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车无线充电定位系统，包括充电线圈以及设置于电动汽车上的接收线圈，所述接收线圈下端设置信号发射装置，所述充电线圈上端面设置基础平面坐标，并在平面坐标的两个坐标轴上分别设置两个信号接收装置，同一坐标轴上的两个所述信号接收装置到坐标原点的距离相同，本申请通过在充电发射线圈上设置多个信号接收装置，在接收线圈上设置信号发射装置，通过测量信号接收装置到发发射装置的距离，可以快速的计算出充电发射线圈与充电接收线圈的相对位置，然后通过设置在充电发射线圈上的驱动电动机带动充电线圈进行移动，以便快速的对充电发射线圈与接收线圈的相对位置，使得能对正更加精确，提高了充电效率，降低了充电损耗。

Description

一种电动汽车无线充电定位系统
技术领域
本发明涉及电动汽车无线充电领域，具体是一种电动汽车无线充电定位系统。
背景技术
新能源汽车能够解决能源危机和汽车排放问题，电动汽车作为新能源汽车的一种，能够较好地解决机动车排放污染与能源短缺的问题，是我国战略性新兴产业重点发展的对象。作为电动汽车大规模推广应用的重要前提和基础，电动汽车充电设施引发了普遍的关注，由于使用充电桩充电受诸多因素的限制，电动汽车无线充电技术便成了电动汽车普及的关键问题，无线充电技术具有安全、方便、快捷的优点，是电动汽车充电技术的首选。
电动汽车目前共有三种不同的电感线圈充电技术，分别为：电磁感应式、无线电波式以及磁场共振式，三种方式也是各有优劣。
而且现有的充电系统中，发射线圈多是固定在充电区域的地面上，然后在需要进行充电时，由驾驶员将电动汽车开到发射线圈上方，但是由于，驾驶员驾驶技术的问题，以及充电的发射线圈以及接收线圈均在驾驶员的视觉盲区内，因而导致驾驶员很难将电动汽车上的接收线圈精准的对准固定在充电区域的发射线圈，使得充电效率降低，充电时间变长，而且不同电动汽车的接收线圈所处的位置可能不同，对于同一充电位置，固定结构的发射线圈难以满足不同车型的充电需求，因而通用性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动汽车无线充电定位系统，包括充电线圈以及设置于电动汽车上的接收线圈，所述接收线圈下端设置信号发射装置，所述充电线圈上端面设置基础平面坐标，并在平面坐标的两个坐标轴上分别设置两个信号接收装置，同一坐标轴上的两个所述信号接收装置到坐标原点的距离相同，所述定位系统包括以下步骤：
1)启动所述接收线圈上的信号发射装置，发出信号，并启动所述充电线圈上的信号接收装置，分别测量所述信号接收装置到所述信号发射装置的距离；
2)根据海伦公式计算出由同一坐标轴上两个信号接收装置与所述信号发射装置所组成的三角形的面积，然后根据三角形面积以及信号接收装置距离原点的距离计算出信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点在基础平面坐标中的位置；
3)根据所述信号发射装置在充电线圈所在平面内投影点的坐标来对充电线圈相对接收线圈的位置进行修正；
4)重复步骤1)、2)，若信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点位于基础坐标原点，则停止移动充电线圈，此时完成充电线圈与接收线圈的定位，若信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点没有位于基础坐标原点，则继续重复步骤1)、2)、3)。
作为本发明进一步的方案：所述信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点在基础平面坐标中的坐标为(X1,Y1)，并且 其中：l1为X轴上信号接收装置到坐标原点的距离、a1、a2为X轴上两个所述信号接收装置到所述信号发射装置的距离、h1为所述信号发射装置到X轴的距离；l2为Y轴上信号接收装置到坐标原点的距离；b1、b2为Y轴上两个所述信号接收装置到所述信号发射装置的距离、h1为所述信号发射装置到X轴的距离。
作为本发明进一步的方案：所述 其中S1为X轴上两个所述信号接收装置与所述信号发射装置所组成的三角形的面积；其中S2为Y轴上两个所述信号接收装置与所述信号发射装置所组成的三角形的面积，p1、p2为中间变量，且
作为本发明进一步的方案：所述X轴上信号接收装置3到坐标原点的距离l1与Y轴上信号接收装置3到坐标原点的距离l2相等。
作为本发明进一步的方案：所述基础坐标的原点位于所述充电线圈的平面中心位置，所述信号发射装置位于所述接收线圈的平面中心位置。
作为本发明进一步的方案：所述充电线圈上设有用于驱动充电线圈进行水平移动的驱动装置。
作为本发明进一步的方案：所述驱动装置为驱动电动机。
作为本发明进一步的方案：所述步骤1中充电线圈上的信号接收装置在进行距离测量时依次启动。
作为本发明进一步的方案：所述同一坐标轴上的两个信号接收装置分别位置坐标原点的两侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设置移动结构的充电发射线圈，在充电的过程中，通过移动充电线圈来对充电发射线圈与充电接收线圈的相对位置进行修正，由于充电发射线圈结构简单，体积小，移动方便，进而降低了对正的难度，提高了对正的效率；
本申请通过在充电发射线圈上设置多个信号接收装置，在接收线圈上设置信号发射装置，通过测量信号接收装置到发发射装置的距离，可以快速的计算出充电发射线圈与充电接收线圈的相对位置，然后通过设置在充电发射线圈上的驱动电动机带动充电线圈进行移动，以便快速的对充电发射线圈与接收线圈的相对位置，使得能对正更加精确，提高了充电效率，降低了充电损耗。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明的X坐标计算图示；
图3为本发明的Y坐标计算图示；
图4为本发明的工作路程示意图。
图中：1-充电线圈、2-接收线圈、3-信号接收装置、4-信号发射装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4，本发明实施例中，一种电动汽车无线充电定位系统，包括充电线圈1以及设置于电动汽车上的接收线圈2，接收线圈2下端设置信号发射装置4，信号发射装置4设置于接收线圈2的位置中心，充电线圈1上端面设置基础平面坐标，并在平面坐标的两个坐标轴上分别设置两个信号接收装置3，同一坐标轴上的两个所述信号接收装置到坐标原点的距离相同，X轴上信号接收装置3到坐标原点的距离为l1，Y轴上信号接收装置3到坐标原点的距离为l2；
所述定位系统包括以下步骤：
1)启动接收线圈2上的信号发射装置4，发出信号，并启动充电线圈1上的信号接收装置3，分别测量信号接收装置3到所述信号发射装置4的距离，在距离测量的过程中，信号接收装置3依次启动，测量X轴上的两个信号接收装置3距离信号发射装置4的距离为a1、a2，测量Y轴上的两个信号接收装置3距离信号发射装置4的距离为b1、b2；
2)根据海伦公式计算出由同一坐标轴上两个信号接收装置3与所述信号发射装置4所组成的三角形的面积：X轴上两个信号接收装置3与信号发射装置4组成的三角形的面积为：Y轴上两个信号接收装置3与信号发射装置4组成的三角形的面积为：然后根据三角形面积以及信号接收装置3距离原点的距离计算出信号发射装置4距离X轴和Y轴的距离h1和h2： 进而通过信号发射装置4距离X轴和Y轴的距离计算信号发射装置4在充电线圈所在平面上的投影点在基础平面坐标系中的坐标(X1,Y1)，其中
3)根据所述信号发射装置4在充电线圈1所在平面内投影点的坐标来对充电线圈1相对接收线圈2的位置进行修正,由于步骤2)所测量的信号发射装置4相对发射线圈1的位置，因而在启动发射线圈1上用于驱动发射线圈1进行水平运动的驱动电机后，通过驱动电机驱动发射线圈1沿X轴移动-X1的距离，沿Y轴移动-Y1的距离；
4)移动完成后重复步骤1)、2)，并计算出移动后的信号发射装置4在发射线圈1上投影点的坐标(X2,Y2)，若信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点位于基础坐标原点，即X2＝0、Y2,＝0，则停止移动充电线圈，此时完成充电线圈与接收线圈的定位，若信号发射装置在所述充电线圈所在平面上的投影点没有位于基础坐标原点，即X2≠0、Y2,≠0，则继续重复步骤1)、2)、3)。
实施例2
本实施例与实施例1相比，其中X轴上信号接收装置3到坐标原点的距离l1与Y轴上信号接收装置3到坐标原点的距离l2相等，即l1＝l2，其余结构以及工作过程均与实施例1相同。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种电动汽车无线充电定位系统，包括充电线圈(1)以及设置于电动汽车上的接收线圈(2)，其特征在于，所述接收线圈(2)下端设置信号发射装置(4)，所述充电线圈(1)上端面设置基础平面坐标，并在平面坐标的两个坐标轴上分别设置两个信号接收装置(3)，同一坐标轴上的两个所述信号接收装置(3)到坐标原点的距离相同，所述定位系统包括以下步骤：
1)启动所述接收线圈(2)上的信号发射装置(4)，发出信号，并启动所述充电线圈(1)上的信号接收装置(3)，分别测量所述信号接收装置(3)到所述信号发射装置(4)的距离；
(2))根据海伦公式计算出由同一坐标轴上两个信号接收装置(3)与所述信号发射装置(4)所组成的三角形的面积，然后根据三角形面积以及信号接收装置(3)距离原点的距离计算出信号发射装置(4)在所述充电线圈(1)所在平面上的投影点在基础平面坐标中的位置；
(3))根据所述信号发射装置(4)在充电线圈(1)所在平面内投影点的坐标来对充电线圈(1)相对接收线圈(2)的位置进行修正；
4)重复步骤1)、2)，若信号发射装置(4)在所述充电线圈(1)所在平面上的投影点位于基础坐标原点，则停止移动充电线圈(1)，此时完成充电线圈(1)与接收线圈(2)的定位，若信号发射装置(4)在所述充电线圈(1)所在平面上的投影点没有位于基础坐标原点，则继续重复步骤1)、2)、3)。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述信号发射装置(4)在所述充电线圈(1)所在平面上的投影点在基础平面坐标中的坐标为(X1,Y1)，并且其中：l1为X轴上信号接收装置(3)到坐标原点的距离、a1、a2为X轴上两个所述信号接收装置(3)到所述信号发射装置(4)的距离、h1为所述信号发射装置(4)到X轴的距离；l2为Y轴上信号接收装置(3)到坐标原点的距离；b1、b2为Y轴上两个所述信号接收装置(3)到所述信号发射装置(4)的距离、h1为所述信号发射装置(4)到X轴的距离。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述其中S1为X轴上两个所述信号接收装置(3)与所述信号发射装置(4)所组成的三角形的面积；其中S2为Y轴上两个所述信号接收装置(3)与所述信号发射装置(4)所组成的三角形的面积，p1、p2为中间变量，且
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述X轴上信号接收装置(3)到坐标原点的距离l1与Y轴上信号接收装置(3)到坐标原点的距离l2相等。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述基础坐标的原点位于所述充电线圈(1)的平面中心位置，所述信号发射装置(4)位于所述接收线圈(2)的平面中心位置。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述充电线圈(1)上设有用于驱动充电线圈(1)进行水平移动的驱动装置。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述驱动装置为驱动电动机。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述步骤1中充电线圈(1)上的信号接收装置(3)在进行距离测量时依次启动。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电定位系统，其特征在于，所述同一坐标轴上的两个信号接收装置(3)分别位置坐标原点的两侧。
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