CN109774505B - 一种电动汽车无线充电自动校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无线充电领域内的一种电动汽车无线充电自动校准方法，包括以下步骤：步骤1，装有锥形台状底面的无线接收线圈盘的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统，嵌入式控制系统打开安装在无线发射线圈盘顶部中心的超声波传感器一垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；根据每次移动测量得到的距离，判断发射线圈盘是偏离最高点即接收线圈盘中心位置还是移向该位置，最终通过每一步的执行达到发射和接收的正向对准，解决了发射线圈和接收线圈因为停车的随机性和不确定性而导致两者不能完全有效的垂直对准的问题，使得电能传输效率得到极大的提高，设备运行更加平稳可靠，并达到节能的目的，本发明用于电动汽车无线充电的自动校准。

Description

一种电动汽车无线充电自动校准方法

技术领域

本发明涉及一种自动校准方法。

背景技术

电动汽车充电方式和充电速度及其充电便捷性能很大程度上决定了使用者对电动汽车的认可性，现有充电产品家用多以慢速交流充电桩为主，商用以快速直流充电桩为主。无线大功率快速直流充电特点有使用灵活性，无论私家车库、公共停车位、道路均可安装使用，灵活性大大增加。特别是现有充电系统均需要人为操作，无论交流充点电还是大功率直流充电均属于高电压作业，有一定的安全性问题存在，而无线充电系统真好解决了充电过程中的人为操作，使得一切都在自动化过程中进行，不需要人为干预充电过程，极大程度上保证了人身安全。但是实际使用过程中，发射线圈和接收线圈因为停车的随机性和不确定性，两者不能完全有效的垂直对准，面对这种情况，发射装置和接收装置的电能传输效率大大降低，甚至无法充电。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车无线充电自动校准方法，解决了发射线圈和接收线圈因为停车的随机性和不确定性而导致两者不能完全有效的垂直对准的问题，使得电能传输效率得到极大的提高，设备运行更加平稳可靠，并达到节能的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车无线充电自动校准方法，包括以下步骤：

步骤1，装有锥形台状底面的无线接收线圈盘的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统，嵌入式控制系统打开安装在无线发射线圈盘顶部中心的超声波传感器一垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤2，嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤3，嵌入式控制系统对横向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向反向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤4，重复步骤3，直至超声波传感器一最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，横向步进电机停止移动；

步骤5，之后嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤6，嵌入式控制系统对纵向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向反向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤7，重复步骤6，直至超声波传感器一最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，纵向步进电机停止移动；

步骤8，无线发射线圈盘和无线接收线圈盘位置校准结束，获得了发射线圈盘和接收线圈盘的最佳电磁耦合位置，此时，再进行电动汽车的无线充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过超声波传感器来进行发射线圈和接收线圈之间的位置找准，根据每次移动测量得到的距离，判断发射线圈盘是偏离最高点即接收线圈盘中心位置还是移向该位置，最终通过每一步的执行达到发射和接收的正向对准，解决了发射线圈和接收线圈因为停车的随机性和不确定性而导致两者不能完全有效的垂直对准的问题，使得电能传输效率得到极大的提高，设备运行更加平稳可靠，并达到节能的目的，本发明用于电动汽车无线充电的自动校。

作为本发明的进一步改进，所述无线发射线圈盘上设置有成等腰直角三角形分布的超声波传感器一、超声波传感器二和超声波传感器三，超声波传感器一和超声波传感器三相对应无线发射线圈盘的中心对称设置并且与无线发射线圈盘的中心在一条直线上；

具体步骤如下：

步骤1，装有锥形台状底面的无线接收线圈盘的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统；

步骤2，嵌入式控制系统打开无线发射线圈盘上的超声波传感器二和超声波传感器三垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤3，嵌入式控制系统将超声波传感器二测量的距离和超声波传感器三测量的距离作比较；当超声波传感器二测量的距离大于超声波传感器三测量的距离，则嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘沿横向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器二和超声波传感器三垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；当超声波传感器二测量的距离小于超声波传感器三测量的距离，则嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘沿横向反向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器二和超声波传感器三垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；

步骤4，重复步骤3，直至超声波传感器二测量的距离等于超声波传感器三测量的距离；

步骤5 ，嵌入式控制系统打开超声波传感器一和超声波传感器二垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤6，嵌入式控制系统将超声波传感器一测量的距离和超声波传感器二测量的距离作比较；当超声波传感器一测量的距离大于超声波传感器二测量的距离，则嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘沿纵向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器一和超声波传感器二垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；当超声波传感器与测量的距离小于超声波传感器二测量的距离，则嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘沿纵向反向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器与和超声波传感器二垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；

步骤7，重复步骤6，直至超声波传感器一测量的距离等于超声波传感器二测量的距离；

步骤8，无线发射线圈盘和无线接收线圈盘位置校准结束，获得了发射线圈盘和接收线圈盘的最佳电磁耦合位置，此时，再进行电动汽车的无线充电。

这样，可以通过三个超声波传感器进行定位，使得接收线圈和发射线圈之间的校准精度更高，使得电能传输效率进一步得到提高，设备运行更加平稳可靠。

附图说明

图1为本发明一个超声波传感器的结构示意图。

图2为本发明一个超声波传感器的自动校准流程图。

图3为本发明三个超声波传感器的结构示意图。

图4为本发明三个超声波传感器的自动校准流程图。

其中，1超声波传感器一，2超声波传感器二，3超声波传感器三，4无线接收线圈盘，5锥形台状底面，6无线发射线圈盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

实施例1

如图1-2所示的一种电动汽车无线充电自动校准方法，包括以下步骤：

步骤1，装有锥形台状底面5的无线接收线圈盘4的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统，嵌入式控制系统打开安装在无线发射线圈盘6顶部中心的超声波传感器一1垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤2，嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘6横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤3，嵌入式控制系统对横向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘6横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘6横向反向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤4，重复步骤3，直至超声波传感器一1最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，横向步进电机停止移动；

步骤5，之后嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘6纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤6，嵌入式控制系统对纵向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘6纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘6纵向反向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一1又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤7，重复步骤6，直至超声波传感器一1最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，纵向步进电机停止移动；

步骤8，无线发射线圈盘6和无线接收线圈盘4位置校准结束，获得了发射线圈盘和接收线圈盘的最佳电磁耦合位置，此时，再进行电动汽车的无线充电。

工作时，通过超声波传感器一来进行发射线圈和接收线圈之间的位置找准，解决了发射线圈和接收线圈因为停车的随机性和不确定性而导致两者不能完全有效的垂直对准的问题，使得电能传输效率得到极大的提高，设备运行更加平稳可靠，并达到节能的目的，本发明可以用于电动汽车无线充电的自动校准。

实施例2

如图3-4所示的一种电动汽车无线充电自动校准方法是本发明的另一种实施方式，无线发射线圈盘6上设置有成等腰直角三角形分布的超声波传感器一、超声波传感器二和超声波传感器三，超声波传感器一和超声波传感器三相对应无线发射线圈盘6的中心对称设置并且与无线发射线圈盘6的中心在一条直线上；

具体步骤如下：

步骤1，装有锥形台状底面5的无线接收线圈盘4的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统，其中无线发射线圈盘6上设置有成等腰直角三角形分布的超声波传感器一1、超声波传感器二2和超声波传感器三3；超声波传感器一1和超声波传感器三3相对应无线发射线圈盘6的中心对称设置并且与无线发射线圈盘6的中心在一条直线上；

步骤2，嵌入式控制系统打开无线发射线圈盘6上的超声波传感器二2和超声波传感器三3垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤3，嵌入式控制系统将超声波传感器二2测量的距离和超声波传感器三3测量的距离作比较；当超声波传感器二2测量的距离大于超声波传感器三3测量的距离，则嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘6沿横向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器二2和超声波传感器三3垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；当超声波传感器二2测量的距离小于超声波传感器三3测量的距离，则嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘6沿横向反向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器二2和超声波传感器三3垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；

步骤4，重复步骤3，直至超声波传感器二2测量的距离等于超声波传感器三3测量的距离；

步骤5 ，嵌入式控制系统打开超声波传感器一1和超声波传感器二2垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤6，嵌入式控制系统将超声波传感器一1测量的距离和超声波传感器二2测量的距离作比较；当超声波传感器一1测量的距离大于超声波传感器二2测量的距离，则嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动发射线圈沿纵向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器一1和超声波传感器二2垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；当超声波传感器与测量的距离小于超声波传感器二2测量的距离，则嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘6沿纵向反向移动一个固定步长的距，之后再控制超声波传感器与和超声波传感器二2垂直向上发出超声波并检测出测量的距离，再进行距离的比较；

步骤7，重复步骤6，直至超声波传感器一1测量的距离等于超声波传感器二2测量的距离；

步骤8，无线发射线圈盘6盘和无线接收线圈盘4位置校准结束，获得了发射线圈盘和接收线圈盘的最佳电磁耦合位置，此时，再进行电动汽车的无线充电。

工作时，通过三个超声波传感器来进行发射线圈和接收线圈之间的位置找准，同样达到了实施例1所产生的技术效果。

本发明不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种电动汽车无线充电自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，装有锥形台状底面的无线接收线圈盘的电动汽车停入指定的充电区域后，启动无线充电系统，嵌入式控制系统打开安装在无线发射线圈盘顶部中心的超声波传感器一垂直向上发出超声波并检测出测量的距离；

步骤2，嵌入式控制系统控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤3，嵌入式控制系统对横向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制横向步进电机推动无线发射线圈盘横向反方向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤4，重复步骤3，直至超声波传感器一最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，横向步进电机停止移动；

步骤5，之后嵌入式控制系统控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一再次发出超声波并检测出测量的距离；

步骤6，嵌入式控制系统对纵向移动的超声波传感器一前后两次测量的距离进行比较；

当前一次测量的距离大于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

当前一次测量的距离小于后一次测量的距离，则嵌入式控制系统再次控制纵向步进电机推动无线发射线圈盘纵向反方向移动一个固定步长的距离，超声波传感器一又一次发射超声波并检测出测量的距离；

步骤7，重复步骤6，直至超声波传感器一最后一次检测的距离与上一次检测的距离相等时，纵向步进电机停止移动；

步骤8，无线发射线圈盘和无线接收线圈盘位置校准结束，获得了发射线圈盘和接收线圈盘的最佳电磁耦合位置，此时，再进行电动汽车的无线充电。

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