CN109703391B - 一种电动汽车无线充电系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车无线充电系统，包括无线充电接收板、无线充电发射板、以及用于驱动无线充电发射板移动的XYZ三轴位置调节装置，其特征在于：还包括后台服务器、车主的移动终端、设置在各充电点地面下的前端控制器、设置在电动汽车上的GPS模块、设置在各充电点处的用于指示充电区域的灯条、以及用于采集无线充电接收板位置的图像采集装置，所述无线充电发射板、XYZ三轴位置调节装置、灯条、以及图像采集装置均与前端控制器电连接，所述前端控制器、车主的移动终端、以及GPS模块均与后台服务器通讯连接。该电动汽车无线充电系统在夜晚也能快速发现充电点。另外还提供一种电动汽车无线充电系统的控制方法。

Description

一种电动汽车无线充电系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种电动汽车无线充电系统及其控制方法。

背景技术

目前有针对电动汽车提出无线充电的方案，例如授权公告号为CN 103107576 B的中国发明专利，公开了一种电动汽车无线充电系统，其结构如图1所示，包括无线充电发射板1a、无线充电接收板2a、以及供电动汽车停泊的支撑平台3a，所述的支撑平台3a为地面或金属架，所述无线充电接收板2a设置于电动汽车的底部且其接收面朝下，所述无线充电发射板通过XYZ三轴位置调节装置4a安装在地面下。该电动汽车无线充电系统只要将电动汽车停泊在支撑平台3a上，即使停车位置有所偏移或者无线充电接收板的安装高度有所差异，均能通过XYZ三轴位置调节装置4a调节无线充电发射板1a的位置，而使无线充电发射板1a和无线充电接收板2a的位置和间距均得到较佳的匹配。

但是现有的电动汽车无线充电系统存在以下技术问题：如果将该电动汽车无线充电系统应用到露天的道路上时，白天可以通过路面上的标示快速发现充电点，但在夜晚灯光不足的情况下很难寻找到相应的充电点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种在夜晚也能快速发现充电点的电动汽车无线充电系统。

本发明的技术解决方案是：一种电动汽车无线充电系统，包括无线充电接收板、无线充电发射板、以及用于驱动无线充电发射板移动的XYZ三轴位置调节装置，所述无线充电接收板设置于电动汽车的底部且其接收面朝下，所述无线充电发射板通过XYZ三轴位置调节装置安装在地面下，其特征在于：还包括后台服务器、车主的移动终端、设置在各充电点地面下的前端控制器、设置在电动汽车上的GPS模块、设置在各充电点处的用于指示充电区域的灯条、以及用于采集无线充电接收板位置的图像采集装置，所述灯条和图像采集装置均内嵌在地面上且其上设有透明保护板，所述无线充电发射板、XYZ三轴位置调节装置、灯条、以及图像采集装置均与前端控制器电连接，所述前端控制器、车主的移动终端、以及GPS模块均与后台服务器通讯连接。

本发明电动汽车无线充电系统的工作原理如下：

车主通过移动终端向后台服务器发起充电请求并选择相应的充电点，后台服务器向车主所选择的充电点的前端控制器发送准备充电指令，然后通过GPS模块实时获取电动汽车的位置，在电动汽车靠近所选择的充电点时，灯条和无线充电发射板开始工作；当电动汽车根据灯条的指示停入充电区域内时，由图像采集装置采集电动汽车底部的无线充电接收板的位置和高度，并由XYZ三轴位置调节装置自动调整无线充电发射板使其位置和间距均与无线充电接收板较佳匹配，从而实现无线充电。

采用上述结构后，本发明具有以下优点：

本发明电动汽车无线充电系统利用后台服务器、车主的移动终端、前端控制器、GPS模块组成的网络系统，在电动汽车接近充电点处，使灯条和无线充电发射板开始工作，从而在夜晚灯光不足的情况下也能快速发现充电点，而且只在电动汽车靠近时，灯条和无线充电发射板才开始工作，在满足电动汽车能够获取及时充电的基础上，更加节能降耗；另外根据灯条可以指导车主将电动汽车初步且快速地定位在充电区域内，对停车位置的要求较低，然后配合XYZ三轴位置调节装置调整无线充电发射板的位置，而使无线充电发射板与无线充电接收板的位置和间距均能获得最佳的匹配，不仅充电效率较高，而且对停车位置的要求也不高，降低了车主的停车难度。

作为优选，所述各充电点处的地面上还设有若干可上下升降的挡条，用于在挡条完全缩入到地面下时使电动汽车进入或离开，而在挡条向上弹出时将电动汽车锁定在充电区域。该设置在电动汽车需要进入充电和付过费需要离开时，使挡条缩回地面而使电动汽车通过，而从电动汽车驶入充电区域开始充电至缴费期间，使挡条弹出而将电动汽车锁定在充电区域内，从而防止未付费的电动汽车逃出充电区域。

作为优选，还包括与后台服务器通讯连接的工作人员的移动终端，所述各充电点处的地面下还设有用于检测无线充电发射板工作状态的故障检测装置，所述故障检测装置与前端控制器电连接，所述各充电点处靠近充电区域还设有故障排除井，所述故障排除井上设有井盖，所述无线充电发射板通过XYZ三轴位置调节装置可移动至故障排除井中。该设置可在相应充电点处的无线充电发射板发生故障，能及时告诉选择该充电点的车主，而在充电过程中出现故障，尤其是电动汽车正好没电无法移动至其他充电点时，能及时通知工作人员并通过故障排除井将损坏的无线充电发射板取出进行维修或更换。

作为优选，所述井盖上设有电子锁和身份识别装置，所述身份识别装置和电子锁均与前端控制器电连接。该设置只允许井盖由工作人员打开，可起防盗或防破坏作用。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种在夜晚也能快速发现充电点、且节能降耗的电动汽车无线充电系统的控制方法。

本发明的另一技术解决方案是：一种电动汽车无线充电系统的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)由车主的移动终端向后台服务器发起充电请求并选择相应的充电点；

(2)后台服务器响应车主的移动终端的充电请求，并向车主所选择的充电点的前端控制器发送准备充电指令；

(3)后台服务器通过设置在电动汽车上的GPS模块实时获取电动汽车的位置，并判断电动汽车的位置与该充电点的位置是否小于第一阈值？

若是，则进入步骤(4)；

若否，则返回步骤(3)；

(4)由该充电点处的前端控制器控制灯条点亮，并启动无线充电发射板开始工作；

(5)电动汽车根据灯条的指示驶入充电区域，前端控制器通过图像采集装置判断电动汽车何时停车，并在停车状态下采集电动汽车车底下的无线充电接收板的位置和高度；

(6)前端控制器根据步骤(5)中检测到的无线充电接收板的位置和高度，控制XYZ三轴位置调节装置调节无线充电发射板的位置和高度，以调节无线充电发射板与无线充电接收板的对应位置和间距；

(7)无线充电接收板接收无线充电发射板的能量对电动汽车的电池进行充电；

(8)充电完毕，由前端控制器控制XYZ三轴位置调节装置使无线充电发射板返回初始位置，且控制灯条和无线充电发射板停止工作。

采用上述方法后，本发明具有以下优点：

本发明电动汽车无线充电系统的控制方法利用后台服务器、车主的移动终端、前端控制器、GPS模块组成的网络系统，在电动汽车接近充电点处，使灯条和无线充电发射板开始工作，从而在夜晚灯光不足的情况下也能快速发现充电点，而且只在电动汽车靠近时，灯条和无线充电发射板才开始工作，在满足电动汽车能够获取及时充电的基础上，更加节能降耗；另外根据灯条可以指导车主将电动汽车初步且快速地定位在充电区域内，对停车位置的要求较低，然后配合XYZ三轴位置调节装置调整无线充电发射板的位置，而使无线充电发射板与无线充电接收板的位置和间距均能获得最佳的匹配，不仅充电效率较高，而且对停车位置的要求也不高，降低了车主的停车难度。

作为优选，所述步骤(5)在电动汽车根据灯条的指示驶入充电区域并停车时，由前端控制器控制设置在地面上的多条挡条弹出地面而将电动汽车锁定在充电区域内，所述步骤(8)在充电完毕后，还由后台服务器判断车主的移动终端是否已付费，若是，则由前端控制器控制设置在地面上的多条挡条缩回地面而使电动汽车可以离开，若否，则挡条继续保持在弹出位置。该设置可防止未付费用户逃离充电区域。

作为优选，所述步骤1中在后台服务器向车主所选择的充电点的前端控制器发送准备充电指令时，该充电点处的前端控制器还通过故障检测装置检测无线充电发射板的工作状态，若正常，才进入步骤(3)，否则由前端控制器向后台服务器返回充电请求失败指令，后台服务器再将充电请求失败指令发送给车主的移动终端，并提示车主重新选择充电点，并返回步骤(2)，在步骤(7)无线充电过程中，也通过故障检测装置检测无线充电发射板的工作状态，若出现故障，则由前端控制器发送故障指令至后台服务器，后台服务器再将故障指令转发到工作人员的移动终端上，同时由前端控制器控制XYZ三轴位置调节装置使无线充电发射板移动至故障排除井内等待工作人员维修或更换。该设置可在相应充电点处的无线充电发射板发生故障，能及时告诉选择该充电点的车主，而在充电过程中出现故障，尤其是电动汽车正好没电无法移动至其他充电点时，能及时通知工作人员并通过故障排除井将损坏的无线充电发射板取出进行维修或更换。

附图说明：

图1为现有电动汽车无线充电系统的结构示意图；

图2为本发明电动汽车无线充电系统的结构示意图；

现有技术图中：1a-无线充电接收板，2a-无线充电发射板，3a-支撑平台，4a-XYZ三轴位置调节装置；

发明图中：1-无线充电接收板，2-无线充电发射板，3-XYZ三轴位置调节装置，4-后台服务器，5-车主的移动终端，6-前端控制器，7-GPS模块，8-灯条，9-图像采集装置，10-挡条，11-工作人员的移动终端，12-故障检测装置，13-故障排除井，14-井盖，15-电子锁，16-身份识别装置,17-地面。

具体实施方式

下面结合附图，并结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

一种电动汽车无线充电系统，包括无线充电接收板1、无线充电发射板2、以及用于驱动无线充电发射板2移动的XYZ三轴位置调节装置3，所述无线充电接收板1设置于电动汽车的底部且其接收面朝下，所述无线充电发射板2通过XYZ三轴位置调节装置3安装在地面17下，还包括后台服务器4、车主的移动终端5、设置在各充电点地面17下的前端控制器6、设置在电动汽车上的GPS模块7、设置在各充电点处的用于指示充电区域的灯条8、以及用于采集无线充电接收板1位置的图像采集装置9，所述灯条8和图像采集装置9均内嵌在地面17上且其上设有透明保护板，所述LED灯条8可围成圆形或矩形，所述无线充电发射板2、XYZ三轴位置调节装置3、灯条8、以及图像采集装置9均与前端控制器6电连接，所述前端控制器6、车主的移动终端5、以及GPS模块7均与后台服务器4通讯连接。

作为优选，所述各充电点处的地面17上还设有若干可上下升降的挡条10，用于在挡条10完全缩入到地面17下时使电动汽车进入或离开，而在挡条10向上弹出时将电动汽车锁定在充电区域。该设置在电动汽车需要进入充电和付过费需要离开时，使挡条10缩回地面17而使电动汽车通过，而从电动汽车驶入充电区域开始充电至缴费期间，使挡条10弹出而将电动汽车锁定在充电区域内，从而防止未付费的电动汽车逃出充电区域。

作为优选，还包括与后台服务器4通讯连接的工作人员的移动终端11，所述各充电点处的地面17下还设有用于检测无线充电发射板2工作状态的故障检测装置12，所述故障检测装置12与前端控制器6电连接，所述各充电点处靠近充电区域还设有故障排除井13，所述故障排除井13上设有井盖14，所述无线充电发射板2通过XYZ三轴位置调节装置3可移动至故障排除井13中。该设置可在相应充电点处的无线充电发射板2发生故障，能及时告诉选择该充电点的车主，而在充电过程中出现故障，尤其是电动汽车正好没电无法移动至其他充电点时，能及时通知工作人员并通过故障排除井13将损坏的无线充电发射板2取出进行维修或更换。

作为优选，所述井盖14上设有电子锁15和身份识别装置16，所述身份识别装置16和电子锁15均与前端控制器6电连接，身份识别装置16例如指纹识别装置。该设置只允许井盖14由工作人员打开，可起防盗或防破坏作用。

实施例2：

一种电动汽车无线充电系统的控制方法，该方法基于实施例1的电动汽车无线充电系统：该方法包括以下步骤：

(1)由车主的移动终端5向后台服务器4发起充电请求并选择相应的充电点；

(2)后台服务器4响应车主的移动终端5的充电请求，并向车主所选择的充电点的前端控制器6发送准备充电指令，该充电点处的前端控制器6还通过故障检测装置12检测无线充电发射板2的工作状态，若正常，则进入步骤(3)，否则由前端控制器6向后台服务器4返回充电请求失败指令，后台服务器4再将充电请求失败指令发送给车主的移动终端5，并提示车主重新选择充电点，并返回步骤(2)；

(3)后台服务器4通过设置在电动汽车上的GPS模块7实时获取电动汽车的位置，并判断电动汽车的位置与该充电点的位置是否小于第一阈值？各充电点的位置可预先存储在后台服务器4中；

若是，则进入步骤(4)；

若否，则返回步骤(3)；

(4)由该充电点处的前端控制器6控制灯条8点亮，并启动无线充电发射板2开始工作；

(5)电动汽车根据灯条8的指示驶入充电区域，前端控制器6通过图像采集装置9判断电动汽车何时停车，并在停车状态下采集电动汽车车底下的无线充电接收板1的位置和高度，同时由前端控制器6控制设置在地面17上的多条挡条10弹出地面17而将电动汽车锁定在充电区域内；

(6)前端控制器6根据步骤(5)中检测到的无线充电接收板1的位置和高度，控制XYZ三轴位置调节装置3调节无线充电发射板2的位置和高度，以调节无线充电发射板2与无线充电接收板1的对应位置和间距；

(7)无线充电接收板1接收无线充电发射板2的能量对电动汽车的电池进行充电，同时通过故障检测装置12检测无线充电发射板2的工作状态，若正常则继续充电，若出现故障，则由前端控制器6发送故障指令至后台服务器4，后台服务器4再将故障指令转发到工作人员的移动终端11上，同时由前端控制器6控制XYZ三轴位置调节装置3使无线充电发射板2移动至故障排除井13内等待工作人员维修或更换；

(8)充电完毕，由前端控制器6控制XYZ三轴位置调节装置3使无线充电发射板2返回初始位置，且控制灯条8和无线充电发射板2停止工作，同时还由后台服务器4判断车主的移动终端5是否已付费，若是，则由前端控制器6控制设置在地面17上的多条挡条10缩回地面17而使电动汽车可以离开，若否，则挡条10继续保持在弹出位置。

Claims (2)

1.一种电动汽车无线充电系统的控制方法，包括电动汽车无线充电系统，所述电动汽车无线充电系统包括无线充电接收板、无线充电发射板、以及用于驱动无线充电发射板移动的XYZ三轴位置调节装置，所述无线充电接收板设置于电动汽车的底部且其接收面朝下，所述无线充电发射板通过XYZ三轴位置调节装置安装在地面（17）下，其特征在于：还包括后台服务器、车主的移动终端、设置在各充电点地面（17）下的前端控制器、设置在电动汽车上的GPS模块、设置在各充电点处的用于指示充电区域的灯条、以及用于采集无线充电接收板位置的图像采集装置（9），所述灯条和图像采集装置（9）均内嵌在地面（17）上且其上设有透明保护板，所述无线充电发射板、XYZ三轴位置调节装置、灯条、以及图像采集装置（9）均与前端控制器电连接，所述前端控制器、车主的移动终端、以及GPS模块均与后台服务器通讯连接；所述各充电点处的地面（17）上还设有若干可上下升降的挡条（10），用于在挡条（10）完全缩入到地面（17）下时使电动汽车进入或离开，而在挡条（10）向上弹出时将电动汽车锁定在充电区域； 还包括与后台服务器通讯连接的工作人员的移动终端（11），所述各充电点处的地面（17）下还设有用于检测无线充电发射板工作状态的故障检测装置（12），所述故障检测装置（12）与前端控制器电连接，所述各充电点处靠近充电区域还设有故障排除井（13），所述故障排除井（13）上设有井盖（14），所述无线充电发射板通过XYZ三轴位置调节装置可移动至故障排除井（13）中；所述井盖（14）上设有电子锁（15）和身份识别装置（16），所述身份识别装置（16）和电子锁（15）均与前端控制器电连接；其特征在于，所述电动汽车无线控制系统的控制方法包括以下步骤：

（1）由车主的移动终端向后台服务器发起充电请求并选择相应的充电点；在后台服务器向车主所选择的充电点的前端控制器发送准备充电指令时，该充电点处的前端控制器还通过故障检测装置检测无线充电发射板的工作状态，若正常，才进入步骤(3)，否则由前端控制器向后台服务器返回充电请求失败指令，后台服务器再将充电请求失败指令发送给车主的移动终端，并提示车主重新选择充电点，并返回步骤（2），在步骤（7）无线充电过程中，也通过故障检测装置检测无线充电发射板的工作状态，若出现故障，则由前端控制器发送故障指令至后台服务器，后台服务器再将故障指令转发到工作人员的移动终端上，同时由前端控制器控制XYZ三轴位置调节装置使无线充电发射板移动至故障排除井内等待工作人员维修或更换；

（2）后台服务器响应车主的移动终端的充电请求，并向车主所选择的充电点的前端控制器发送准备充电指令；

（3）后台服务器通过设置在电动汽车上的GPS模块实时获取电动汽车的位置，并判断电动汽车的位置与该充电点的位置是否小于第一阈值；若是，则进入步骤（4）； 若否，则返回步骤（3）；

（4）由该充电点处的前端控制器控制灯条点亮，并启动无线充电发射板开始工作；

（5）电动汽车根据灯条的指示驶入充电区域，前端控制器通过图像采集装置（9）判断电动汽车何时停车，并在停车状态下采集电动汽车车底下的无线充电接收板的位置和高度；

（6）前端控制器根据步骤（5）中检测到的无线充电接收板的位置和高度，控制XYZ三轴位置调节装置调节无线充电发射板的位置和高度，以调节无线充电发射板与无线充电接收板的对应位置和间距；

（7）无线充电接收板接收无线充电发射板的能量对电动汽车的电池进行充电；

（8）充电完毕，由前端控制器控制XYZ三轴位置调节装置使无线充电发射板返回初始位置，且控制灯条和无线充电发射板停止工作。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电系统的控制方法，其特征在于：所述步骤（5）在电动汽车根据灯条的指示驶入充电区域并停车时，由前端控制器控制设置在地面（17）上的多条挡条（10）弹出地面（17）而将电动汽车锁定在充电区域内，所述步骤（8）在充电完毕后，还由后台服务器判断车主的移动终端是否已付费，若是，则由前端控制器控制设置在地面（17）上的多条挡条（10）缩回地面（17）而使电动汽车可以离开，若否，则挡条（10）继续保持在弹出位置。