CN110053499A - 无线充电设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线充电设备、系统和方法，其中，无线充电设备包括充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块；升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；通讯传感模块判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，横纵向移动装置驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向受电线圈充电。本发明通过横纵向移动装置可以实现充电线圈和受电线圈的自动对准，同时提高了无线充电的效率。

Description

无线充电设备、系统和方法

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，尤其是涉及一种无线充电设备、系统和方法。

背景技术

随着电池技术的不断发展，电池能量密度越来越大，纯电动汽车单次充电续航里程不断提高，纯电动汽车越来越普及。而各处停车场、停车位安装的充电桩，不仅占用空间，而且存在较大的安全隐患，停车时容易撞到充电桩、风吹日晒容易导致充电桩外表防护损坏、电缆表皮老化丧失绝缘能力；无人管理导致的充电枪乱掷、漏电等问题比比皆是。随着充电桩功率容量的提高，充电电缆越来越粗重，导致体力弱小的用户难以操作，或者被电缆弄脏衣物。雨天、冬天充电更是给用户带来极大的不便和安全隐患。

无线充电可以很好的解决上述问题，由于一些技术限制，现有的无线充电技术存在无线充电的效率低、充电线圈与车辆受电线圈难以对准等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线充电设备、系统和方法，以实现充电线圈与车辆受电线圈的自动对准，并提高无线充电的效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种无线充电设备，该设备包括充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块；充电线圈和通讯传感模块设置在散热托盘上，散热托盘设置在横纵向移动装置上，横纵向移动装置与托盘总成固定连接，托盘总成还与升降机构通过铰链连接；该升降机构用于驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；通讯传感模块用于判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；横纵向移动装置用于如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；充电线圈用于当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，向受电线圈充电。

进一步的，上述设备还包括上盖板；上盖板设置在地面上；上盖板的形状为凸形，上盖板的中央高于地面，上盖板的边缘与地面齐平；上盖板用于遮盖充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块。

进一步的，上述设备还包括盖板支撑弹簧、盖板位移传感器和盖板定位螺栓；盖板支撑弹簧和盖板位移传感器安装于托盘总成上，盖板定位螺栓安装于上盖板上；盖板支撑弹簧用于支撑上盖板；盖板位移传感器用于检测上盖板相对于充电线圈和通讯传感模块的位置，以及上盖板的位移量；盖板定位螺栓用于在托盘总成上升的过程中，限制托盘总成与上盖板的距离，以使上盖板的垂向移动距离限定在预设的范围内。

进一步的，上述设备还包括底座；底座与升降机构相连；底座用于固定升降机构。

进一步的，上述设备还包括遮蔽装置；遮蔽装置分别与上盖板和底座相连；遮蔽装置用于遮挡充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块。

进一步的，上述遮蔽装置包括遮蔽网帘、网帘固定轴、网帘卷轴、侧网帘固定轴和侧网帘卷轴；遮蔽网帘分别与网帘固定轴和侧网帘固定轴固定相连；遮蔽网帘还分别卷绕在网帘卷轴和侧网帘卷轴上；网帘固定轴和侧网帘卷轴分别与上盖板相连；网帘卷轴和侧网帘固定轴分别与底座相连；网帘固定轴和侧网帘固定轴用于固定遮蔽网帘的一端；网帘卷轴和侧网帘卷轴用于在充电线圈上升时，展开遮蔽网帘，在充电线圈下降时，卷绕遮蔽网帘。

第二方面，本发明实施例还提供一种无线充电系统，该系统包括电动汽车、充电控制器、高压电网、远程云端服务器和无线充电设备；充电控制器分别与高压电网、远程云端服务器和无线充电设备相连；充电控制器用于将高压电网的电能转化为适于电动汽车的充电电能，并控制无线充电设备向电动汽车充电；无线充电设备用于对准电动汽车的受电线圈，并向电动汽车充电；远程云端服务器用于存储电动汽车的信息，并远程监控电动汽车的充电状态。

进一步的，上述电动汽车包括受电线圈和综合显示模块；受电线圈用于接受无线充电设备传输的电能，以为电动汽车提供电能；综合显示模块用于与远程云端服务器和无线充电设备的通讯传感模块进行信息交互，得到电动汽车的位置信息和充电状态信息，并显示该位置信息和充电状态信息。

第三方面，本发明实施例还提供一种无线充电的方法，该方法应用于无线充电设备，该方法包括：升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；通讯传感模块判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；横纵向移动装置如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向受电线圈充电。

进一步的，上述方法还包括：当受电线圈充电完成后，升降机构驱动托盘总成下降；当检测到无线充电设备的上盖板降至与地面接触时，升降机构停止工作。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明提供了一种无线充电设备、系统和方法，其中，无线充电设备包括充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块；升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；通讯传感模块在充电线圈静止后，判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，横纵向移动装置驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向受电线圈充电。本发明通过横纵向移动装置可以实现充电线圈和受电线圈的自动对准，同时提高了无线充电的效率。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种无线充电设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种无线充电设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种无线充电系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种无线充电的方法的流程图；

图5为本发明实施例提供的另一种无线充电的方法的流程图。

图标：10-充电线圈；11-散热托盘；12-托盘总成；13-升降机构；14-横纵向移动装置；15-通讯传感模块；20-上盖板；21-盖板支撑弹簧；22-盖板位移传感器；23-盖板定位螺栓；24-底座；25-遮蔽装置；250-遮蔽网帘；251-网帘固定轴；252-网帘卷轴；253-侧网帘固定轴；254-侧网帘卷轴；130-前导轨座；131-后导轨座；132-活动滚轴；133-固定滚轴；134-升降臂；135-升降电机；136-升降丝杠；140-横向移动支撑杆；141-横向移动支撑杆限位器；142-横向移动电机；143-横向移动齿条；144-横向移动齿条限位器；145-横向移动齿条/支撑杆端轮；146-横向移动承重轮；147-纵向移动齿条端轮；148-纵向移动承重轮；149-纵向移动电机；150-纵向移动齿条；151-纵向移动齿条限位器；30-电动汽车；31-充电控制器；32-高压电网；33-远程云端服务器；34-无线充电设备；300-受电线圈；301-综合显示模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

常规充电桩存在如安全隐患、使用不便、占用空间、损坏率高等诸多弊端；而现有无线充电技术均受制于远距离充电的效率低下、充电线圈与车辆受电线圈难以对准、充电过程中充电线圈和受电线圈之间易进入异物或小动物而导致充电终止等问题导致无法普及应用，基于此，本发明实施例提供的一种无线充电设备、系统和方法，该技术可以应用于电动汽车充电或者其他无线受电设备充电的场景中。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种无线充电设备进行详细介绍。

参见图1所示的一种无线充电设备的结构示意图；该设备包括充电线圈10、散热托盘11、托盘总成12、升降机构13、横纵向移动装置14和通讯传感模块15；

充电线圈10和通讯传感模块15设置在散热托盘11上，散热托盘11设置在横纵向移动装置14上，横纵向移动装置14与托盘总成12固定连接，托盘总成12还与升降机构13通过铰链连接；

上述托盘总成12可以承载充电线圈10、通讯传感模块15和横纵向移动装置14等部件，同时与升降机构13通过活动铰链连接，与升降机构13共同实现充电线圈10的自动升降功能。

升降机构13用于驱动托盘总成12上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；

上述升降机构13可以通过驱动托盘总成12托举充电线圈10上升或者下降，同时在充电线圈10升降时，保障充电线圈的平稳性，为充电线圈提供合理的升降路径。

通讯传感模块15用于判断充电线圈10与电动汽车的受电线圈是否对准；

通讯传感模块15集成了通讯和传感的功能。该通讯传感模块可以与电动汽车的综合显示模块建立通讯，以获取车辆信息，确认充电参数；还可以检测电动汽车的受电线圈的位置，以确定充电线圈10是否与受电线圈对准；在充电线圈的升降过程中，可以通过通讯传感模块15检测无线充电设备上方是否存在异物，在其检测到异物或接触到电动汽车底部时及时控制充电线圈10停止上升。

横纵向移动装置14用于如果充电线圈10与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动散热托盘11移动，以使散热托盘11上的充电线圈10对准受电线圈；

上述横纵向移动装置14通常包括横向移动装置和纵向移动装置；在充电线圈10停止上升后，检测到充电线圈10没有与受电线圈对准，那么横向移动装置和纵向移动装置会根据充电线圈10的位置，在横向或者纵向移动散热托盘11，以使散热托盘11上的充电线圈10对准电动汽车中的受电线圈。

上述散热托盘11可以对充电线圈10进行散热，以保证充电线圈的正常工作；其中，充电线圈10和通讯传感模块15嵌于散热托盘11上，同时散热托盘也可为通讯传感模块散热。

充电线圈10用于当充电线圈10与电动汽车的受电线圈对准时，向受电线圈充电。

上述充电线圈10可以将获得的电能转换为变化的磁场，从而为电动汽车进行无线充电。

本发明实施例提供了一种无线充电设备，该设备包括充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块；升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；通讯传感模块在充电线圈静止后，判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，横纵向移动装置驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向受电线圈充电。本发明通过横纵向移动装置可以实现充电线圈和受电线圈的自动对准，同时提高了无线充电的效率。

参见图2所示的另一种无线充电设备的结构示意图；该设备的图1所示设备的基础上实现；该设备包括充电线圈10、散热托盘11、托盘总成12、升降机构13、横纵向移动装置14和通讯传感模块15。

进一步地，上述设备还包括上盖板20；该上盖板20设置在地面上；该上盖板20的形状为凸形，该上盖板20的中央高于地面，上盖板20的边缘与地面齐平；上盖板20用于遮盖充电线圈10、散热托盘11、托盘总成12、升降机构13、横纵向移动装置14和通讯传感模块15。

上述上盖板20可以遮盖、保护无线充电设备的内部部件，该上盖板20边缘有一定角度的倾斜，可以起到防尘和疏水的作用。该无线充电设备是嵌入停车位的地面安装的，那么无线充电设备的上盖板20倾斜的边缘与地面齐平，压合在地面上，从而防止灰尘、异物等侵入无线充电设备内部；上盖板中央略微凸出地面，有助于驾驶员停车时将车轮避开无线充电器处，从而使电动汽车底部的受电线圈处于无线充电设备的正上方附近位置，上盖板的该构造可以有效地减少停车偏差。

上述设备还包括盖板支撑弹簧21、盖板位移传感器22和盖板定位螺栓23；盖板支撑弹簧21和盖板位移传感器22安装于托盘总成12上，盖板定位螺栓23安装于上盖板20上；盖板支撑弹簧21用于支撑上盖板20；盖板位移传感器22用于检测上盖板20相对于充电线圈10和通讯传感模块15的位置，以及上盖板20的位移量；盖板定位螺栓23用于在托盘总成12上升的过程中，限制托盘总成12与上盖板20的距离，以使上盖板20的垂向移动距离限定在预设的范围内。

无线充电设备通常具有四个盖板支撑弹簧21，分别位于托盘总成12的四个角上，该盖板支撑弹簧21可以承载上盖板20，并为上盖板20提供一定范围的垂向位移空间；而且，四个盖板支撑弹簧21可以提供一定的承载力，足以支撑上盖板20与充电线圈10和通讯传感模块15有一定的距离，且当上盖板20收到一定重量的压力时，使上盖板20与充电线圈10和通讯传感模块15接触，以保证无线充电设备的充电效率。

上述盖板位移传感器22可以检测上盖板20垂向的位置和位移，以确定上盖板20是否上升到充电的指定位置。

上述盖板定位螺栓23的上端固定在上盖板20上，下端可穿过盖板支撑弹簧21到托盘总成12上，用以定位上盖板20和盖板支撑弹簧21，使上盖板20和盖板支撑弹簧21不能水平移动；且盖板定位螺栓23下端的螺母半径大于托盘总成12上供其穿过的开孔半径，从而使上盖板20垂向移动被限定在一定范围内。

进一步地，上述设备还包括底座24；该底座24与升降机构13相连；底座24用于固定升降机构13。

上述底座24可以用于承载和安装固定无线充电设备的内部部件，底座24位于整个无线充电设备的最下部(也就是在地面以下的位置)，同时可对无线充电设备的内部组件起到保护作用。

进一步地，上述设备还包括遮蔽装置25；该遮蔽装置25分别与上盖板20和底座24相连；遮蔽装置25用于遮挡充电线圈10、散热托盘11、托盘总成12、升降机构13、横纵向移动装置14和通讯传感模块15。

具体地，上述遮蔽装置25包括遮蔽网帘250、网帘固定轴251、网帘卷轴252、侧网帘固定轴253和侧网帘卷轴254；遮蔽网帘250分别与网帘固定轴251和侧网帘固定轴253固定相连；遮蔽网帘250还分别卷绕在网帘卷轴252和侧网帘卷轴254上；网帘固定轴251和侧网帘卷轴254分别与上盖板20相连；网帘卷轴252和侧网帘固定轴253分别与底座24相连；网帘固定轴251和侧网帘固定轴253用于固定遮蔽网帘250的一端；网帘卷轴252和侧网帘卷轴254用于在充电线圈10上升时，展开遮蔽网帘250，在充电线圈10下降时，卷绕遮蔽网帘250。

上述遮蔽网帘250在无线充电设备升起时，遮蔽网帘250被展开在无线充电设备的四周，以保护无线充电设备的内部结构，避免异物或动物等进入到无线充电设备内部，从而可以避免无线充电设备内部部件的损坏和对动物的伤害；通常情况下，遮蔽网帘250采用通风透气材料，以方便无线充电设备内部部件的散热。

上述网帘固定轴251和侧网帘固定轴253可以固定遮蔽网帘250的一端；当无线充电设备升起时，网帘固定轴251和侧网帘固定轴253拉动遮蔽网帘250的一端，从而将遮蔽网帘250展开。

上述网帘卷轴252和侧网帘卷轴254可以固定遮蔽网帘250，且遮蔽网帘250是卷绕在网帘卷轴252和侧网帘卷轴254上的；当无线充电设备升起时，网帘固定轴251和侧网帘固定轴253拉动遮蔽网帘250一端，带动网帘卷轴252和侧网帘卷轴254转动，从而展开遮蔽网帘250；网帘卷轴252和侧网帘卷轴254内置螺旋弹簧，当无线充电设备升起时，螺旋弹簧被拉紧以储蓄弹性势能；当无线充电设备降落时，螺旋弹簧释放弹性势能带动网帘卷轴252和侧网帘卷轴254旋转，将遮蔽网帘250重新卷绕在网帘卷轴252和侧网帘卷轴254上。

进一步地，上述升降机构13还包括前导轨座130、后导轨座131、活动滚轴132和固定滚轴133，其中，前导轨座130和后导轨座131用于固定和支撑升降机构，为活动滚轴132提供移动轨道，并固定固定滚轴133。

上述升降机构13还包括升降臂134，其中，该升降机构13包括两个升降臂134，在充电线圈10上升或者下降时，稳定充电线圈10的平衡，并为充电线圈10提供升降路径。

上述升降机构13还包括升降电机135和升降丝杠136，升降丝杠136与升降电机135相连，该升降电机135还与外部的充电控制器相连；在充电控制器控制下，升降电机135驱动升降丝杠136，从而实现对升降臂134的驱动。

上述活动滚轴132分别与一个升降臂134、前导轨座130、后导轨座131和升降丝杠136的丝杠螺纹管-滚轴套管组件相连；上述固定滚轴133分别于另一个升降臂134、前导轨座130、后导轨座131和升降电机135相连。

上述升降丝杠136将升降电机135的旋转运动转换为直线运动，当升降丝杠136牵引活动滚轴132沿前导轨座130和后导轨座131上的导轨向固定滚轴133移动时，升降臂134托举托盘总成12上升，以实现充电线圈10的上升；当升降丝杠136牵引活动滚轴132沿前导轨座130和后导轨座131上的导轨远离固定滚轴133移动时，升降臂134托举托盘总成12下降，以实现充电线圈10的下降。

上述横纵向移动装置14包括横向移动装置和纵向移动装置；其中横向移动装置包括横向移动支撑杆140、横向移动支撑杆限位器141、横向移动电机142、横向移动齿条143、横向移动齿条限位器144、横向移动齿条/支撑杆端轮145和横向移动承重轮146；纵向移动装置包括纵向移动齿条端轮147、纵向移动承重轮148、纵向移动电机149、纵向移动齿条150、纵向移动齿条限位器151。

横向移动支撑杆140可以承载散热托盘11、充电线圈10和通讯传感模块等；横向移动支撑杆限位器141用于横向移动支撑杆140的定位，以使横向移动支撑杆140只能相对于充电线圈10及散热托盘11进行横向移动，不能进行纵向移动。

横向移动电机142与充电控制器相连，可以在充电控制器的控制下驱动散热托盘11沿着横向移动齿条143和横向移动支撑杆140做横向移动；其中，横向移动齿条143可以将横向移动电机142的旋转运动转换为直线运动，从而横向移动散热托盘11及其上的负载；其中散热托盘11及其上的负载包括充电线圈10和通讯传感模块15。

横向移动齿条限位器144可以用于定位横向移动齿条143，使横向移动齿条143只能相对于充电线圈10及散热托盘11进行横向移动，不能进行纵向移动。

横向移动齿条/支撑杆端轮145可以用于限制横向移动齿条143和横向移动支撑杆140沿其长度方向的移动，并降低横向移动齿条143和横向移动支撑杆140沿平移方向的阻力；横向移动承重轮146可以用与承载横向移动齿条143、横向移动支撑杆140及其上的负载，并降低平移的阻力。

纵向移动电机149与充电控制器相连，可以驱动散热托盘11沿着纵向移动齿条150做纵向移动；纵向移动齿条150可以将纵向移动电机149的旋转运动转换为直线运动，以纵向移动散热托盘11及其上的负载，同时提供一定的承载力。

纵向移动齿条限位器151可以用于定位纵向移动齿条150，使纵向移动齿条150只能相对于充电线圈10及其散热托盘11进行纵向移动，不能进行横向移动；其中纵向移动电机149带动纵向移动齿条150只移动，纵向移动齿条150只带动散热托盘11做水平运动。

纵向移动齿条端轮147可以用于限制纵向移动齿条150沿其长度方向的移动，并降低纵向移动齿条150沿平移方向的阻力；纵向移动承重轮148可以用与承载横向纵向移动齿条150及其上的负载，并降低平移的阻力。

散热托盘11用于承载充电线圈10和通讯传感模块15，同时固定横向移动电机142、纵向移动电机149、横向移动支撑杆限位器141、横向移动齿条限位器144、纵向移动齿条限位器151，并可为充电线圈10和通讯传感模块15进行散热。

本发明实施例提供无线充电设备采用接触式无线充电，充电线圈与布置在电动汽车底盘下方的受电线圈近距离接触，可解决现有无线充电技术远距离传输效率低下的问题；并且充电线圈升起时可检测无线充电设备与车辆底盘之间是否有异物，确保充电安全启动；充电线圈升起后四周有遮蔽网帘遮挡，可避免充电时异物或动物钻入线圈磁场范围带来安全隐患；同时，该设备可在用户未能将车辆完全停放在车位正中央的情况下，控制充电线圈找到车辆底盘下方的受电线圈并自动进行对中，从而解决车辆停放不当导致的无法正常充电的问题。

针对于上述无线充电设备的实施例，本实施例提供了一种无线充电系统，如图3所示，该系统包括电动汽车30、充电控制器31、高压电网32、远程云端服务器33和无线充电设备34；充电控制器31分别与高压电网32、远程云端服务器33和无线充电设备34相连。

高压电网32可以为无线充电设备34提供充电电能来源，一般地，其可以与多种发电装置并网，如太阳能、风能、核电、水电、等发电装置发电，通过高压电网32将电能输送给无线充电设备。

充电控制器31用于将高压电网32的电能转化为适于电动汽车30的充电电能，并控制无线充电设备34向电动汽车30充电；

充电控制器31由功率控制模块和充电器控制模块组成，其中的功率控制模块从高压电网32(一般为380Vac电网)取电并转换为合适的电压、电流，从而控制无线充电设备34的充电线圈向电动汽车30的受电线圈输送电能；其中，充电器控制模块控制无线充电设备中的各个部件执行动作，可实现与电动汽车及远程云端服务器33的通讯、与电动汽车的身份确认、参数设置确认等过程，从而确认电动汽车是否充电合法和充电参数是否准确合理；而且充电控制器31可将电动汽车30的充电状态通过网络反馈给电动汽车30及设定的用户手机终端App(Application，应用程序)，以使用户可以实时了解电动汽车的充电状态。

无线充电设备34用于对准电动汽车30的受电线圈，并向电动汽车30充电；

无线充电设备34可嵌入停车位地面，从而可解决现有无线充电设备凸出地面太多而影响通行，且容易被盗走的问题；该无线充电设备34还可实现对电动汽车30的无线充电，在充电时自动升降、自动对准；升降过程中通过内置的通讯传感模块检测无线充电设备34上方是否存在异物，并在其检测到异物或接触到电动汽车30底部时及时控制充电线圈停止；通过内置的通讯传感模块还可以进行电动汽车的受电线圈的位置检测，以完成无线充电设备的充电线圈与电动汽车的受电线圈的自动对准。

远程云端服务器33用于存储电动汽车30的信息，并远程监控电动汽车30的充电状态。

远程云端服务器33可以管理电动汽车信息、用户账户信息，并远程监控、记录电动汽车的充电状态，将电动汽车位置、状态等信息及电动汽车的充电信息汇总整理后发送到用户手机终端。

进一步地，上述电动汽车30包括受电线圈300和综合显示模块301；受电线圈300用于接受无线充电设备34传输的电能，以为电动汽车30提供电能；综合显示模块301用于与远程云端服务器33和无线充电设备34的通讯传感模块进行信息交互，得到电动汽车30的位置信息和充电状态信息，并显示该位置信息和充电状态信息。

充电控制器31通过无线网络天线与远程云端服务器33及综合显示模块301进行通讯；其中，综合显示模块301可通过与电动汽车电池系统、无线充电设备34、远程云端服务器33的信息交互，获取电动汽车的位置信息、电池状态信息、充电状态信息，并将相关信息显示在综合显示模块301的屏幕上。

上述电动汽车30通常内置有受电线圈300和近场通讯传输模块；其中，受电线圈在无线充电过程中从无线充电设备34端接收电能，将无线充电设备34的充电线圈发出的电磁场能转换为电能存储到电动汽车的电池中；近场通讯传输模块可与无线充电设备34中的通讯传感模块进行通讯，以交互电动汽车受电线圈与充电线圈的位置信息，以及受电线圈的充电状态信息等。

本实施例提供的无线充电系统采用射频识别技术自动检测电动汽车的位置，自动核对车辆信息，并通过无线网络与远程云端服务器进行账户验证及用户设置验证，从而确保充电过程用户无需介入、无需动手，且用户可通过手机远程监控或遥控充电进程；从而使用户无需再为充电操心，真正做到省心、放心、安心、安全；从而电动汽车将实现真正意义上的全自动智能充电。

针对于上述无线充电设备的实施例，本实施例提供了一种无线充电的方法，如图4所示，该方法应用于上述无线充电设备，该方法的具体步骤包括：

步骤S402，升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；

步骤S404，通讯传感模块判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；

步骤S406，横纵向移动装置如果充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动散热托盘移动，以使散热托盘上的充电线圈对准受电线圈；

步骤S408，当充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向受电线圈充电。

通过自动升降充电线圈，使充电线圈与充电受电线圈近距离接触，解决了现有无线充电技术远距离通过磁场输送电的低效率问题；且充电过程将交变磁场限制在线圈与线圈之间，避免了漏磁，解决了现有无线充电技术远距离通过磁场输送电时磁场泄露导致的强电磁干扰问题。

参见图5所示的另一种无线充电的方法的流程图，该方法在图4所示方法的基础上实现，该方法的具体步骤包括：

步骤S502，检测电动汽车是否满足充电条件；

通讯传感模块通过近场通信模块获取电动汽车的基本信息，如VIN(VehicleIdentification Number，车辆识别码)号、电池配置、SOC(State ofCharge，荷电)状态、电动汽车是否设置为自动充电开启、车辆电动汽车是否处于可充电状态，其中不可充电的状态包括车辆已处于停止行驶且驻车状态、动力电池SOC低于一定值等；当检测到车辆无禁止充电的故障时，可以为电动汽车充电；通过无线网络与远程云端服务器建立通讯，确认该车辆所属人账户信息，如充电账户余额等。

步骤S504，如果满足充电条件，升降机构驱动托盘总成匀速上升；

通过通讯传感模块检测充电线圈与电动汽车受电线圈是否对准，如果没有对准，则横向移动电机和纵向移动电机动作，以调节散热托盘位置。

步骤S506，检测上盖板位置是否低于原点位置；若上盖板位置未低于原点位置，则回到步骤S504；如果低于原点位置，则执行步骤S508。

上述原点位置通常是出厂时设定的一个位置，经过一次充电操作后，将重新学习并更新原点位置的值。

步骤S508，驱动托盘总成匀速上升，检测上盖板位置是否继续下降；如果上盖板位置不再下降，则执行步骤S510；如果上盖板位置继续下降，则执行步骤S512。

上盖板相对于托盘总成的位置是否下降，代表了上盖板相对于托盘总成的距离是否减小。

步骤S510，升降电机停止动作，通过无线网络天线、远程云端服务器向电动汽车的综合显示模块和用户手机端发送消息，通知用户上盖板上存在异物，然后执行步骤S524。

托盘总成在升降电机的驱动下继续上升，而上盖板下降过一定位移后不再下降；且上盖板未接触到充电线圈及通讯传感模块，则说明充电盖板上可能存在异物，故控制升降电机停止动作。

步骤S512，升降电机停止动作，通过通讯传感模块检测充电线圈与受电线圈是否对准；如果没有对准执行步骤S514；如果对准，执行步骤S516。

步骤S514，横向移动电机和纵向移动电机动作，调整充电线圈的位置，以使充电线圈与受电线圈的位置对准，继续驱动托盘总成上升，直至通过通讯传感模块检测到上盖板已与通讯传感模块接触。

步骤S516，分别建立通讯传感模块和电动汽车的近场通讯传输模块的通讯和远程云端服务器和综合显示模块的通讯，从而获取电动汽车的充电信息，以控制充电线圈进行无线充电。

上述充电信息包括电动汽车的充电参数需求、高压状态和电池信息等，该信息可以协调充电线圈进行充电。

步骤S518，当受电线圈充电完成后，升降机构驱动托盘总成下降。

步骤S520，检测上盖板位置，若上盖板位置需要继续上升，则执行步骤S518；若上盖板位置停止上升，则执行步骤S522。

步骤S522：将此时上盖板位置设置为上盖板原点位置，同时继续控制托盘总成匀速下降。

若托盘总成继续匀速下降，同时检测到上盖板停止上升，则说明上盖板已离开车辆底部充电受电线圈外表面，则将该位置设置为上盖板的原点位置，也就是说实现了原点位置的更新。

步骤S524，控制升降电机继续驱动托盘总成匀速下降，当检测到上盖板降至与地面接触时，升降机构停止工作。

检测到上盖板位置高于原点位置一定值，也就是上盖板的边缘与地面齐平，此时托盘总成已完全复位。

本发明实施例提供的无线充电的方法，与上述实施例提供的无线充电的设备具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本实施例提供的无线充电设备、系统和方法通过与电动汽车的无线通讯进行身份、账户认证，解决了现有无线充电可能存在的充电被非法打断甚至盗用的问题；现有无线充电可能存在地面充电线圈与车辆受电线圈之间被强行置入第三方线圈盗取电能、车辆被强行移走并更换车辆继续充电的可能。本发明一方面可以避免地面充电线圈与电动汽车的受电线圈直接被置入异物及线圈的可能；同时充电过程中无线充电设备的通讯传感模块与车辆间歇性进行身份及账户认证，一旦认证不能通过或检测到非法车辆，充电将不会被启动或者可以自行中断；而且整个充电过程用户无需介入，本发明得到普及应用，纯电动汽车的使用将变得极为便利省心，未来纯电动汽车的推广阻力会大大降低，这对缓解环境、资源的压力具有重要意义。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和/或设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无线充电设备，其特征在于，所述设备包括充电线圈、散热托盘、托盘总成、升降机构、横纵向移动装置和通讯传感模块；

所述充电线圈和所述通讯传感模块设置在所述散热托盘上，所述散热托盘设置在所述横纵向移动装置上，所述横纵向移动装置与所述托盘总成固定连接，所述托盘总成还与所述升降机构通过铰链连接；

所述升降机构用于驱动所述托盘总成上升或者下降，以带动所述充电线圈上升或者下降；

所述通讯传感模块用于判断所述充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；

所述横纵向移动装置用于如果所述充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动所述散热托盘移动，以使所述散热托盘上的所述充电线圈对准所述受电线圈；

所述充电线圈用于当所述充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，向所述受电线圈充电。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括上盖板；

所述上盖板设置在地面上；所述上盖板的形状为凸形，所述上盖板的中央高于地面，所述上盖板的边缘与地面齐平；

所述上盖板用于遮盖所述充电线圈、所述散热托盘、所述托盘总成、所述升降机构、所述横纵向移动装置和所述通讯传感模块。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括盖板支撑弹簧、盖板位移传感器和盖板定位螺栓；

所述盖板支撑弹簧和所述盖板位移传感器安装于所述托盘总成上，所述盖板定位螺栓安装于所述上盖板上；

所述盖板支撑弹簧用于支撑所述上盖板；所述盖板位移传感器用于检测所述上盖板相对于所述充电线圈和所述通讯传感模块的位置，以及所述上盖板的位移量；所述盖板定位螺栓用于在所述托盘总成上升的过程中，限制所述托盘总成与所述上盖板的距离，以使所述上盖板的垂向移动距离限定在预设的范围内。

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述设备还包括底座；所述底座与所述升降机构相连；所述底座用于固定所述升降机构。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述设备还包括遮蔽装置；

所述遮蔽装置分别与所述上盖板和所述底座相连；

所述遮蔽装置用于遮挡所述充电线圈、所述散热托盘、所述托盘总成、所述升降机构、所述横纵向移动装置和所述通讯传感模块。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述遮蔽装置包括遮蔽网帘、网帘固定轴、网帘卷轴、侧网帘固定轴和侧网帘卷轴；

所述遮蔽网帘分别与所述网帘固定轴和所述侧网帘固定轴固定相连；所述遮蔽网帘还分别卷绕在所述网帘卷轴和所述侧网帘卷轴上；所述网帘固定轴和所述侧网帘卷轴分别与所述上盖板相连；所述网帘卷轴和所述侧网帘固定轴分别与所述底座相连；

所述网帘固定轴和所述侧网帘固定轴用于固定所述遮蔽网帘的一端；

所述网帘卷轴和所述侧网帘卷轴用于在所述充电线圈上升时，展开所述遮蔽网帘，在所述充电线圈下降时，卷绕所述遮蔽网帘。

7.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括电动汽车、充电控制器、高压电网、远程云端服务器和权利要求1-6任一项所述的无线充电设备；

所述充电控制器分别与所述高压电网、所述远程云端服务器和所述无线充电设备相连；

所述充电控制器用于将高压电网的电能转化为适于所述电动汽车的充电电能，并控制所述无线充电设备向所述电动汽车充电；

所述无线充电设备用于对准所述电动汽车的受电线圈，并向所述电动汽车充电；

所述远程云端服务器用于存储所述电动汽车的信息，并远程监控所述电动汽车的充电状态。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电动汽车包括受电线圈和综合显示模块；

所述受电线圈用于接受所述无线充电设备传输的电能，以为所述电动汽车提供电能；

所述综合显示模块用于与所述远程云端服务器和所述无线充电设备的通讯传感模块进行信息交互，得到所述电动汽车的位置信息和充电状态信息，并显示所述位置信息和所述充电状态信息。

9.一种无线充电的方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6任一项所述的无线充电设备，所述方法包括：

升降机构驱动托盘总成上升或者下降，以带动充电线圈上升或者下降；

通讯传感模块判断充电线圈与电动汽车的受电线圈是否对准；

横纵向移动装置如果所述充电线圈与电动汽车的受电线圈没有对准，驱动散热托盘移动，以使所述散热托盘上的所述充电线圈对准所述受电线圈；

当所述充电线圈与电动汽车的受电线圈对准时，充电线圈向所述受电线圈充电。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述受电线圈充电完成后，所述升降机构驱动所述托盘总成下降；

当检测到所述无线充电设备的上盖板降至与地面接触时，所述升降机构停止工作。