CN110556924A - 车载无线充电装置以及使用其的车载扶手箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车载无线充电装置以及使用其的车载扶手箱，属于无线充电技术领域。本发明的车载无线充电装置用于对电子产品进行无线充电，其包括多个用于向所述电子产品提供感应能量的初级线圈，其特征在于，所述多个初级线圈包括第一线圈和形成于印刷电路板上的第二线圈；其中，所述第二线圈相对所述第一线圈提供较小的充电功率、并且所述第二线圈被布置在相对所述第一线圈不同的位置，以至于所述第一线圈和所述第二线圈分别适于向不同充电功率需求及尺寸的所述电子产品提供感应能量。本发明的车载无线充电装置的无线充电区域的设计灵活性好，能同时满足不同功率不尺寸的多种类型电子产品的无线充电需求，车载无线充电体验好。
Description
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，涉及一种车载无线充电装置。
背景技术
随着手机、智能手表等作为消费类电子产品的广泛应用，存在越来越多的对于消费电子产品的充电需求，例如，消费者在乘坐车辆时存在对各种消费类电子产品的充电需求。
目前，消费者已经不满足于依靠连接线束的有线充电方式来实现对手机等各种各样的电子产品或电子产品进行充电，希望采用更方便、体验更好的无线充电（WirelessPower Transfer，WPT）技术，因此，在例如车辆上一般配置有车载无线充电装置来为手机等电子产品进行充电。
但是，电子产品具有多样性，例如表现在具有不同尺寸、并且具有不同充电功率需求。
当前主流的车载无线充电方案基本都是符合Qi标准，因此，相应的车载无线充电装置采用联排的三个李兹（Litz）线圈进行充电，从而，其提供的有效充电区域被扩大以适于智能手机的充电；但是，李兹线圈的有效充电区域的布置容易受到限制，有效充电区域的设计灵活性差，并且不适于充电功率相对较小的电子产品（例如各种可穿戴式智能终端）进行充电。
发明内容
本发明的目的之一在于，提高车载无线充电装置的有效充电区域的设计灵活性。
本发明的又一目的在于，提高车载无线充电装置对多种类型的电子产品进行无线充电的兼容性。
为实现以上目的或者其他目的，本发明提供以下技术方案。
按照本发明的一方面，提供一种车载无线充电装置，其用于对电子产品进行无线充电，其包括多个用于向所述电子产品提供感应能量的初级线圈，所述多个初级线圈包括第一线圈和形成于印刷电路板上的第二线圈；
其中，所述第二线圈相对所述第一线圈提供较小的充电功率、并且所述第二线圈被布置在相对所述第一线圈不同的位置，以至于所述第一线圈和所述第二线圈分别适于向不同充电功率需求及尺寸的所述电子产品提供感应能量。
根据本发明一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第一线圈为符合Qi标准的编线式线圈。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第一线圈为李兹物理线圈。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，还包括：对应所述第一线圈和第二线圈分别设置的独立的驱动电路。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述驱动电路被配置为：在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述第一线圈的第一有效充电区域时，致使所述第一线圈被独立地激励而所述第二线圈不被激励；在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述第二线圈的第二有效充电区域时，致使所述第二线圈被独立地激励而所述第一线圈不被激励。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，还包括：
无线充电组件，其上布置有所述第一线圈和第二线圈以及相应的无线充电控制模块；
无线充电盖板，其覆盖所述无线充电组件并且用于置放被充电的所述电子产品；
其中，所述无线充电组件和所述无线充电盖板被倾斜地设置，并且，对应所述无线充电盖板的下底边设置有止挡部，其用于通过止挡方式定位置放在所述无线充电盖板上的电子产品。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第二线圈相对所述第一线圈接近所述无线充电盖板的下底边。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述车载无线充电装置被设置或集成在车载扶手箱中。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第一线圈设置在所述无线充电组件的大致中心位置，所述第二线圈被布置在所述第一线圈的周围。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第二线圈为多个，不同的所述第二线圈被设置在所述印刷电路板的不同层上。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，多个所述第二线圈分别被布置在不同位置。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，对应多个所述第二线圈的驱动电路被配置为：在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述多个第二线圈的某一个第二线圈的第二有效充电区域时，使该第二线圈被独立地激励而其他第二线圈不被激励。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，通过配置所述第一线圈的位置、圈数和尺寸以使其适于向智能手机提供感应能量。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，通过配置所述第二线圈的位置和/或尺寸以使其适于向所述智能手机之外的智能终端提供感应能量。
根据本发明另一实施例或以上任一实施例的车载无线充电装置，其中，所述第一线圈为一个，和/或所述第二线圈为两个。
按照本发明的又一方面，提供一种车载扶手箱，其中，在其扶手舱的底部设置有以上任一所述的车载无线充电装置。
本发明的车载无线装置中，一方面通过第一线圈，保证了多数情况下的中功率产品（例如智能手机）的充电需求，无线充电效率容易得到保证；另一方面，车载无线充电装置的有效充电区域的设计灵活性，容易满足了一些小型化、低功率电子产品的无线充电需求，提高车载无线充电装置对多种类型的电子产品进行无线充电的兼容性，容易实现较大程度地适配对各种充电设备的覆盖。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的车载无线充电装置的爆炸图。
图2是图1所示实施例的车载无线充电装置在其无线充电盖板打开后的俯视图，其中示意了设置的初级线圈。
图3是本发明一实施例的车载扶手箱的侧视图，其应用了图1所示实施例的车载无线充电装置。
图4是本发明一实施例的车载扶手箱的俯视图。
具体实施方式
出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本发明的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的车载无线充电装置和/或使用车无线充电装置的无线充电方法，并且可以在其中实施这些相同的原理，任何此类变化不背离本专利申请的真实精神和范围。
而且，在下文描述中，参考了附图，这些附图图示特定的示范实施例。在不背离本发明的精神和范围的前提下可以对这些实施例进行电、机械、逻辑和结构上的更改。此外，虽然本发明的特征是结合若干实施/实施例的仅其中之一来公开的，但是如针对任何给定或可识别的功能可能是期望和/或有利的，可以将此特征与其他实施/实施例的一个或多个其他特征进行组合。因此，下文描述不应视为在限制意义上的，并且本发明的范围由所附权利要求及其等效物来定义。
尽管阐述本发明的广义范围的数值范围和参数是适合的，但是特定示例中阐述的数值是尽可能精确地进行报告的。然而，任何数值固有地包括因其相应测试测量中常见的标准离差必然导致的某些误差。而且，本文公开的所有范围应理解为涵盖其中包括的任何以及所有子范围。在被使用的情况下，术语“第一”、“第二”等不一定表示任何顺序或优先级关系，而是可以用于更清晰地将元件或时间区间彼此区分。
图1所示为按照本发明一实施例的车载无线充电装置的爆炸图；图2所示为图1所示实施例的车载无线充电装置在其无线充电盖板打开后的俯视图，其中示意了设置的初级线圈。以下结合图1和图2所示，示例说明本发明实施例的车载无线充电装置。
如图1和图2所示，车载无线充电装置10具有用于向电子产品提供感应能量的初级线圈，即第一线圈125和第二线圈126，第一线圈125和第二线圈126可以被分别地激励，从而产生相应的磁场，进而形成相应的有效充电区域，例如如图4所示的有效充电区域1251和1261，被置于有效充电区域1251或1261的电子产品可以与其磁场耦合，实现无线充电过程。具体无线充电的原理在此不作详细说明。
其中，第一线圈125和第二线圈126是不同类型的线圈，第一线圈125例如为编线式的线圈，其具有相对较大的充电功率，从而容易满足中功率（例如5W）设备以上的充电需求，例如容易满足大多数情况下的智能手机的充电需求。第二线圈126是形成于印刷电路板（PCB）上的线圈，其例如可以是两个第二线圈126a和126b，第二线圈的数量当然不限于为两个，例如可以三个或更多个。PCB上的第二线圈126实现成本低，并且相对编线式的第一线圈125具有相对较小的充电功率（例如5w以下），在一实施例中，第二线圈126的充电功率是第一线圈125的充电功率70%-50%、或小于70%-50%；第二线圈126的位置可以相对第一线圈125的位置灵活布置，因此，对应第二线圈126的有效充电区域可以根据具体需要而灵活设计，例如根据需要兼容的电子产品的类型而设计。其中，第二线圈126被布置在相对第一线圈125不同的位置。这样，第一线圈125和第二线圈126可以分别适于向不同充电功率需求及尺寸的电子产品提供感应能量。
如图1所示实施例中，车载无线充电装置10的主体可以通过无线充电组件120形成，无线充电组件120上布置有第一线圈125和第二线圈126以及相应的无线充电控制模块121；其中，无线充电控制模块121对应第一线圈125和第二线圈126分别设置有相应的独立的驱动电路，从而第一线圈125和第二线圈126彼此之间可以被独立地驱动而工作，形成独立式线圈。无线充电控制模块121可以通过主控制板实现，其上被布置有MCU、开关、驱动器等部件来实现对应第一线圈125和第二线圈126的驱动电路。
具体而言，第一线圈125和第二线圈126的各自驱动电路被配置为：在电子产品被大致置于车载无线充电装置10上的对应所述第一线圈125的第一有效充电区域1251时，致使第一线圈125被独立地激励而第二线圈126不被激励；在电子产品被大致置于车载无线充电装置10上的对应第二线圈126的第二有效充电区域1261时，致使第二线圈126被独立地激励而第一线圈125不被激励。
继续如图1所示，无线充电组件120上布置的第一线圈125和第二线圈126可以设置在无线充电控制模块121的上方（例如如图1中的右方），无线充电控制模块121与线圈之间例如还可以设置支座122和隔磁衬底（图中未示出），无线充电组件120中包括用于实现第二线圈126的PCB板（图2中黑色部分所示），PCB板与第一线圈125可以通过支座122固定在大致同一平面上。在一实施例中，无线充电组件120还包括NFC天线板129，NFC天线板129可以固定在支座122上。支座122可以但不限于通过PC塑料塑模成型。
继续如图1所示，车载无线充电装置10还可以分别设置在无线充电组件120上方和下方的无线充电盖板140和基座110，其中，无线充电盖板140覆盖无线充电组件120，无线充电盖板140的上表面用于置放被充电的电子产品；基座110可以用来将车载无线充电装置10整体固定在车辆的某个部件上，例如车载扶手箱30上（如图3和图4所示）。
无线充电盖板140可以但不限于采用ABS+PC塑料制成；在无线充电盖板140的上表面，可以图示出不同的无线充电区域，以对应地表现第一线圈125和第二线圈126的不同有效充电区域；无线充电区域可以采用例如毛毡贴合，从而防止智能手机等电子产品滑脱。
在一实施例中，为了尽可能地保证无线充电效率，无线充电盖板140与线圈之间的距离尽可能地小，例如1mm或更小，无线充电盖板140的厚度也可以设计小于1mm，这样，可以满足充电线圈（即作为初级线圈的第一线圈125和第二线圈126）与接收线圈（即电子产品上的次级线圈）之间的距离要求。
在一实施例中，如图2所示，第一线圈125为符合Qi标准的编线式线圈，其用作主线圈，第一线圈125以单线圈形式布置，在满足Qi标准的情况下可以尽能地设计其尺寸，这样扩大第一有效充电区域1251的面积，也有利于提高其充电功率。编线式的第一线圈125在满足Qi标准的情况下，相对联排式的多个线圈的每个，单个第一线圈125的无线充电效率相对更高，其单独工作的情况下容易满足一般中功率（例如5W）设备以上的充电需求；并且，车载无线充电装置10也容易通过Qi标准的认证。具体地，第一线圈125可以选择李兹（Litz）物理线圈，例如直径大小56mm的圆形电感线圈。
需要说明的是，Qi标准可能是随时间而变化的，例如，随着无线充电技术的发展而被标准组织修改变化，编线式的第一线圈125的具体结构或构造也可以相应的变化，以满足相应的Qi标准。
在一实施例中，如图2所示，第一线圈125设置在无线充电组件120的大致中心位置，第二线圈126被布置在第一线圈125的周围，从而在无线充电盖板129上可以形成适于不同充电功率要求的不同无线充电区域。
在一具体实施例中，车载无线充电装置10被设置或集成在车载扶手箱中，图3和图4示出了应用了图1所示实施例的车载无线充电装置10的车载扶手箱30。结合图3和图4所示，在车载扶手箱30中，车载无线充电装置10 固定在支撑支架330上，并形成扶手舱320的底部，车载无线充电装置10 整体倾斜地布置，其中，无线充电组件120和无线充电盖板140也被倾斜地设置，倾斜角度例如可以是10°至40°，例如30°，这样，被充电的电子产品也将倾斜地置于无线充电盖板140上并自动滑落至相应的无线充电区域；具体地，对应无线充电盖板140的下底边141设置有止挡部310，止挡部310用于通过止挡方式定位置放在无线充电盖板140上的电子产品，从而使不同尺寸的电子产品自动定位对准无线充电盖板140上的不同无线充电区域，特别是在车辆行驶过程中。这样，有利于大大提高用户充电体验。
对应地，考虑尺寸较小的电子产品（例如智能手表等）一般具有相对较小的充电功率需求，为使需要充电的尺寸较小的电子产品在无线充电盖板140上自动滑落至止挡部310的情况下自动对准第二线圈126的有效充电区域（也即无线充电盖板140上的某一无线充电区域） ，将第二线圈126相对第一线圈126更接近无线充电盖板的下底边，通过设置第二线圈126的数量、面积和/或尺寸，可以使其兼容更多不同于例如智能手机的电子产品的无线充电。
将理解，第二线圈126的相对位置可以根据被充电电子产品的大小和放置位置进行调整，不限于如图2所示的位置。止挡部310也不限于设置在无线充电盖板的下底边的边沿上，例如，也可以在无线充电盖板的左右两边的边沿上设置。
在一实施例中，第二线圈126可以为多个，例如第二线圈126a和126b，如图2所示，第二线圈126a和126b的位置可以不相同，从而可以形成较大面积的对应第二线圈126的有效充电区域；第二线圈126a和126b之间，也即不同的第二线圈之间，也可以设置不同的面积/尺寸/充电功率，从而使第二线圈126可以适用的电子产品更为广泛，例如甚至可以对纽扣形状大小的小功率电子产品进行充电。
具体地，第二线圈126a和126b可以被独立地驱动工作。示例地，在电子产品被大致置于车载无线充电装置10上的对应第二线圈126a的第二有效充电区域时，使该第二线圈126a被独立地激励而其他第二线圈（例如126b）不被激励，同样地，在电子产品被大致置于车载无线充电装置10上的对应第二线圈126b的第二有效充电区域时，使该第二线圈126b被独立地激励而其他第二线圈（例如126a）不被激励；通过设置对应第二线圈126a和126b的驱动电路，可以实现以上功能。
继续如图2所示，第二线圈126a和126b可以被设置在PCB板的不同层上，方便设计制造，并且容易低成本低实现。在一具体实施例中，在PCB板上形成第二线圈126a或126b时，线圈的走线也可以选取按照Qi标准B5型进行设计，例如，第二线圈126a或126b为方形线圈，尺寸大小为45mm*45mm的；PCB板具体采用4层板设计，中间两层用来布置PCB型B5线圈，从而形成，第二线圈126a或126b时，PCB板表层的四周为NFC天线板129。
基于以上示例将理解到，通过配置第一线圈125的位置、圈数和尺寸以使其适于向例如作为主流电子产品的智能手机提供感应能量；通过配置第二线圈126的位置和/或尺寸以使其适于向智能手机之外的各种尺寸和充电功率需求的智能终端提供感应能量。因此，既容易满足Qi标准的要求，也容易适用性地调整设计可充电区域，容易兼容不同大小的电子产品的无线充电需求。
需要说明的是，本发明的“车载无线充电装置”中“车载”能够反映其是可专用可移动的交通工具上的使用的产品，可移动的交通工具在此并不限于狭义所指的“汽车”，例如还可以是轨道车辆、飞机等等。
以上例子主要说明了本发明的车载无线充电装置及车载扶手箱。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。
Claims (16)
1.一种车载无线充电装置，其用于对电子产品进行无线充电，其包括多个用于向所述电子产品提供感应能量的初级线圈，其特征在于，所述多个初级线圈包括第一线圈和形成于印刷电路板上的第二线圈；
其中，所述第二线圈相对所述第一线圈提供较小的充电功率、并且所述第二线圈被布置在相对所述第一线圈不同的位置，以至于所述第一线圈和所述第二线圈分别适于向不同充电功率需求及尺寸的所述电子产品提供感应能量。
2.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第一线圈为符合Qi标准的编线式线圈。
3.如权利要求2所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第一线圈为李兹物理线圈。
4.如权利要求2所述的车载无线充电装置，其特征在于，还包括：对应所述第一线圈和第二线圈分别设置的独立的驱动电路。
5.如权利要求4所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述驱动电路被配置为：在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述第一线圈的第一有效充电区域时，致使所述第一线圈被独立地激励而所述第二线圈不被激励；在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述第二线圈的第二有效充电区域时，致使所述第二线圈被独立地激励而所述第一线圈不被激励。
6.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，还包括：
无线充电组件，其上布置有所述第一线圈和第二线圈以及相应的无线充电控制模块；
无线充电盖板，其覆盖所述无线充电组件并且用于置放被充电的所述电子产品；
其中，所述无线充电组件和所述无线充电盖板被倾斜地设置，并且，对应所述无线充电盖板的下底边设置有止挡部，其用于通过止挡方式定位置放在所述无线充电盖板上的电子产品。
7.如权利要求6所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第二线圈相对所述第一线圈接近所述无线充电盖板的下底边。
8.如权利要求6所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述车载无线充电装置被设置或集成在车载扶手箱中。
9.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第一线圈设置在所述无线充电组件的大致中心位置，所述第二线圈被布置在所述第一线圈的周围。
10.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第二线圈为多个，不同的所述第二线圈被设置在所述印刷电路板的不同层上。
11.如权利要求10所述的车载无线充电装置，其特征在于，多个所述第二线圈分别被布置在不同位置。
12.如权利要求10所述的车载无线充电装置，其特征在于，对应多个所述第二线圈的驱动电路被配置为：在所述电子产品被大致置于车载无线充电装置上的对应所述多个第二线圈的某一个第二线圈的第二有效充电区域时，使该第二线圈被独立地激励而其他第二线圈不被激励。
13.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，通过配置所述第一线圈的位置、圈数和尺寸以使其适于向智能手机提供感应能量。
14.如权利要求13所述的车载无线充电装置，其特征在于，通过配置所述第二线圈的位置和/或尺寸以使其适于向所述智能手机之外的智能终端提供感应能量。
15.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，所述第一线圈为一个，和/或所述第二线圈为两个。
16.一种车载扶手箱，其特征在于，在其扶手舱的底部设置有如权利要求1-15中任一所述的车载无线充电装置。
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| CN117789297A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-03-29 | 大明电子股份有限公司 | 一种车载快充手势识别处理方法和系统 |
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2018
- 2018-05-31 CN CN201810547067.5A patent/CN110556924A/zh active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
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