CN110116642A - 一种电动汽车无线充电控制系统和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种电动汽车无线充电控制系统，包括：电动汽车端和无线充电地面控制柜；电动汽车端设置有射频卡和传感器，当传感器检测到电动汽车端的电量低于阈值时，射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车端的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储单元，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车端与所述无线充电地面控制柜的距离，从而引导电动汽车端与发射线圈对准，以进行充电，会提高无线充电的效率和功率；提升了了用户的使用体验。

Description

一种电动汽车无线充电控制系统和装置
技术领域
本发明实施例涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电控制系统和装置。
背景技术
目前无线充电技术越来越广泛，其中基于磁耦合的无线充电技术的无线充电效率与充电对准位置有很大的关系，如果存在偏差那么充电效率将会大大折扣，用户很难知道充电效率是否达到了最大状态，电动汽车与无线充电地面控制柜之间的耦合磁场较小，因此会造成无线充电装置的效率和功率降低；降低了用户的使用体验。
发明内容
为了解决现有技术存在的至少一个问题，本发明的至少一个实施例提出了一种电动汽车无线充电控制系统和装置。
第一方面，本发明的至少一个实施例提出了一种电动汽车无线充电控制系统，包括：电动汽车和无线充电地面控制柜。
所述电动汽车设置有射频卡和传感器，当所述传感器检测到电动汽车的电量低于阈值时，所述射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，所述信号包括：电池电量信号，电动汽车的位置信号。
所述无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当所述定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车与所述无线充电地面控制柜的距离，引导电动汽车与发射线圈对准，以进行充电。
在一些实施例中，所述系统还包括显示屏：通过所述控制器处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏中，其中，显示屏上的显示内容包括：电动汽车与无线充电地面控制柜的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用等信息。
在一些实施例中，所述控制器通过电动汽车与无线充电地面控制柜的距离计算，所述显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车与无线充电地面控制柜的发射线圈对准。
在一些实施例中，所述无线充电地面控制柜的发射线圈，用于发射无线充电电波，进行能量发射。
在一些实施例中，所述无线充电地面控制柜还包括获取模块，用于获取发射线圈的实时发射功率；所述电动汽车还包括接收模块，用于接收来自电动汽车的实时无线充电功率；所述电动汽车还包括计算模块，用于根据所述实时无线充电功率及所述实时发射功率，计算实时无线充电传输效率。
在一些实施例中，所述系统的显示屏还用于显示所述实时无线充电传输效率。
第二方面，本发明实施例还提出一种电动汽车无线充电控制装置，包括：电动汽车和无线充电地面控制柜。
所述电动汽车设置有射频卡和传感器，当所述传感器检测到电动汽车的电量低于阈值时，所述射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，所述信号包括：电池电量信号，电动汽车的位置信号；
所述无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当所述定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车与所述无线充电地面控制柜的距离，从而引导电动汽车与发射线圈对准，以进行充电。
在一些实施例中，所述装置还包括显示屏：通过所述控制器处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏中，其中，显示屏上的显示内容至少包括：电动汽车与无线充电地面控制柜的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用信息。
在一些实施例中，所述装置的控制器计算电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，所述显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车端与无线充电地面控制柜的发射线圈对准。
在一些实施例中，所述装置的所述无线充电地面控制柜的发射线圈，用于产生电磁场，进行能量发射。
在一些实施例中，所述装置的所述无线充电地面控制柜还包括获取模块，用于获取发射线圈的实时发射功率；所述电动汽车端还包括接收模块，用于接收来自电动汽车端的实时无线充电功率；所述电动汽车端还包括计算模块，用于根据所述实时无线充电功率及所述实时发射功率，计算实时无线充电传输效率。
在一些实施例中，所述装置的显示屏还用于显示所述实时无线充电传输效率。
本发明实施例的优点在于：一种电动汽车无线充电控制系统，包括：电动汽车端和无线充电地面控制柜，不仅结构简单，成本低，实现起来更加容易。且该无线充电系统中的近场磁耦合技术，可以实现电动汽车的动态供电，相较于有线充电技术，该无线充电系统的运行灵活性更好，对电网的冲击影响小，通过射频卡的射频信号实现对电动汽车的有序充电和引导电动汽车与无线充电地面控制柜的发射线圈高效对准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提出电动汽车无线充电控制系统示意图；
图2为本发明实施例提出电动汽车无线充电控制系统的另一示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提出电动汽车无线充电控制系统示意图。
一种电动汽车无线充电控制系统100，包括：电动汽车端101和无线充电地面控制柜102。
所述电动汽车端101设置有射频卡1011和传感器1012，当所述传感器1012检测到电动汽车端101的电量低于阈值时，所述射频卡1011发出信号至所述无线充电地面控制柜102的定位天线，所述信号包括：电动汽车端的电池电量信号，电动汽车端的位置信号。
具体的，射频卡1011又叫非接触式IC卡，它成功地将射频识技术和IC卡技术结合起来，解决了无源和免接触这一难题，是电子器件领域的一大突破。由于存在着磁卡和接触式IC卡不可比拟的优点，射频识别，RFID技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与所述无线充电地面控制柜102的定位天线之间建立机械或光学接触。
传感器1012是一种检测装置，能感受到电动汽车端101的电量，并能将感受到的电动汽车端101的电量，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足电动汽车端101的电量传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的电动汽车端101的电量首要环节。
所述无线充电地面控制柜102设置有定位天线1013、发射线圈1014、控制器1015，当所述定位天线1013接收到所述信号时，无线充电地面控制柜102的控制器1015将检测到的定位天线1013的位置信号与电动汽车的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器中，通过调用内部算法做差来缩短所述电动汽车端101与所述无线充电地面控制柜1002的距离，从而引导电动汽车端101与发射线圈1014对准，以进行充电。
具体的，通过调用内部算法做差来缩短所述电动汽车端101与所述无线充电地面控制柜1002的距离，是算法控制器实现的，上述算法是Algorithm算法，这里的算法是用来解决距离问题的程序或者公式，在数学和电脑学科，一个算法通常意味着一个可以解决循环问题的小程序，是一系列解决问题的清晰指令，用系统的方法描述解决问题的策略机制，通过内部算法的指令计算电动汽车端101与所述无线充电地面控制柜1002的距离，从而算法控制器控制缩短所述电动汽车端101与所述无线充电地面控制柜1002的距离，进一步引导电动汽车端101与发射线圈1014对准，以进行充电，提高了充电效率。
这里的算法相比传统的控制方法具有正确性、可读性、效率性和存储性。通过调用系统内部的算法做差来缩短所述电动汽车端101与所述无线充电地面控制柜1002的距离，从而引导电动汽车端101与发射线圈1014对准，以进行充电，提高了整个控制系统的正确性和可读性。
具体的，定位就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。而接收信号就必须用到天线。GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。信号强度为-166dBW左右，属于比较弱的信号。这些特点决定了要为定位信号的接收准备专门的定位天线。
电磁波的发射和接收都要通过发射线圈来实现。发射电磁波时，天线将电路中的高频电流或馈电传输线上的导行波有效地转换成某种极化的空间电磁波，向规定的方向发射出去；接收电磁波时，则将来自空间特定方向的某种极化的电磁波有效地转换为电路中的高频电流或传输线上的导行波。
天线的接收和发射是互易的。根据电磁学中的互易原理可以证明，只要天线和馈电网络中不含非线性器件，同一副天线用作发射和接收时，其基本特性保持不变。
具体的，通过电动汽车端101的射频卡1011发出射频信号来被无线充电地面控制柜102的定位天线1013识别，将获取到的电动汽车端101的位置信息通过信号处理后传递给控制器1015，控制器1015对无线充电地面控制柜102的位置与其进行比较，从而生成路线图，引导电动汽车端101对准发射线圈1014，从而给汽车电池充电。
在一些实施例中，所述系统还包括显示屏103：通过所述控制器1015处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏103中，其中，显示屏103上的显示内容包括：电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用等信息。
具体的，显示屏，是属于平面显示器的一种。用于电视机及计算机的屏幕显示。显示屏103耗电量低、体积小、辐射低。所述显示屏安装在汽车中控台，通过汽车中控台显示屏，用户可以直观的观察想要了解的信息：电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用等信息。
在一些实施例中，所述控制器1015通过电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的距离计算，所述显示屏103显示相应的引导图，引导电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的发射线圈1014对准。
具体的，控制器1015是该系统的核心控制器件，可以是单片机，CPU,这里不做具体限定。
该无线充电系统的信号处理方式，能实现通过电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的距离计算，显示相应的引导图，引导电动汽车端101与无线充电地面控制柜102的发射线圈1014对准，从而使充电更高效，减少能量的浪费。
在一些实施例中，所述无线充电地面控制柜102的发射线圈1014，用于发射无线充电电波，进行能量发射。
图2为本发明实施例提出电动汽车无线充电控制系统的另一示意图。
在一些实施例中，结合图2，所述无线充电地面控制柜102还包括获取模块2001，用于获取发射线圈的实时发射功率；所述电动汽车端101还包括接收模块2002，用于接收来自电动汽车端101的实时无线充电功率；所述电动汽车端还包括计算模块2003，用于根据所述实时无线充电功率及所述实时发射功率，计算实时无线充电传输效率。
第二方面，本发明实施例还提出一种电动汽车无线充电控制装置，包括：电动汽车和无线充电地面控制柜。
所述电动汽车设置有射频卡和传感器，当所述传感器检测到电动汽车的电量低于阈值时，所述射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，所述信号包括：电池电量信号，电动汽车的位置信号；
所述无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当所述定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车与所述无线充电地面控制柜的距离，从而引导电动汽车与发射线圈对准，以进行充电。
在一些实施例中，所述装置还包括显示屏：通过所述控制器处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏中，其中，显示屏上的显示内容至少包括：电动汽车与无线充电地面控制柜的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用信息。
在一些实施例中，所述装置的控制器计算电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，所述显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车端与无线充电地面控制柜的发射线圈对准。
在一些实施例中，所述装置的所述无线充电地面控制柜的发射线圈，用于产生电磁场，进行能量发射。
在一些实施例中，所述装置的所述无线充电地面控制柜还包括获取模块，用于获取发射线圈的实时发射功率；所述电动汽车端还包括接收模块，用于接收来自电动汽车端的实时无线充电功率；所述电动汽车端还包括计算模块，用于根据所述实时无线充电功率及所述实时发射功率，计算实时无线充电传输效率。
在一些实施例中，所述装置的显示屏还用于显示所述实时无线充电传输效率。
通过以上实施例的实施可知，本发明提供的系统和装置具备以下有益效果：本发明实施例提供的无线充电控制系统和装置，控制器不仅通过电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离计算，显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车端与无线充电地面控制柜的发射线圈对准，而且通过在无线充电器发射线圈增加耦合程度显示，在充电时，根据无线充电的发射功率及实时充电功率，计算得到耦合系数，在无线充电实时显示发射线圈和电动汽车端的耦合程度，提示用户目前的对齐程度，保证用户在进行无线充电时可以通过状态指示情况将电动汽车端放到最佳位置，保证最高充电效率，解决了现有用户使用无线充电时无法知道充电效率的问题，提升了用户体验。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车无线充电控制系统，其特征在于，包括：电动汽车端和无线充电地面控制柜；
所述电动汽车端设置有射频卡和传感器，当所述传感器检测到电动汽车端的电量低于阈值时，所述射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，所述信号包括：电池电量信号，电动汽车端的位置信号；
所述无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当所述定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车端的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车与所述无线充电地面控制柜的距离，从而引导电动汽车端与发射线圈对准，以进行充电。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述系统还包括显示屏：通过所述控制器处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏中，其中，显示屏上的显示内容至少包括：电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用信息。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述控制器计算电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，所述显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车端与无线充电地面控制柜的发射线圈对准。
4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述无线充电地面控制柜的发射线圈，用于产生电磁场，进行能量发射。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述无线充电地面控制柜还包括获取模块，用于获取发射线圈的实时发射功率；所述电动汽车端还包括接收模块，用于接收来自电动汽车端的实时无线充电功率；所述电动汽车端还包括计算模块，用于根据所述实时无线充电功率及所述实时发射功率，计算实时无线充电传输效率。
6.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，显示屏还用于显示所述实时无线充电传输效率。
7.一种电动汽车无线充电控制装置，其特征在于，包括：电动汽车端和无线充电地面控制柜；
所述电动汽车端设置有射频卡和传感器，当所述传感器检测到电动汽车端的电量低于阈值时，所述射频卡发出信号至所述无线充电地面控制柜的定位天线，所述信号包括：电池电量信号，电动汽车端的位置信号；
所述无线充电地面控制柜设置有定位天线、发射线圈、控制器，当所述定位天线接收到所述信号时，无线充电地面控制柜的控制器将检测到的定位天线的位置信号与电动汽车端的位置信号进行比较，将比较结果存储在存储器，通过调用内部算法做差来控制缩短所述电动汽车端与所述无线充电地面控制柜的距离，从而引导电动汽车端与发射线圈对准，以进行充电。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述装置还包括显示屏：通过所述控制器处理后的信息，经过通讯协议传输到显示屏中，其中，显示屏上的显示内容至少包括：电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，充电指示灯LED灯，充电量，充电所花的费用信息。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述控制器计算电动汽车端与无线充电地面控制柜的距离，所述显示屏显示相应的引导图，引导电动汽车端与无线充电地面控制柜的发射线圈对准。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其特征在于，所述无线充电地面控制柜的发射线圈，用于产生电磁场，进行能量发射。
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