CN110562062A - 一种无线充电装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供的一种无线充电装置及方法。本发明实施例提供的技术方案中，所述装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接，在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面，所述充电基板与所述车载基板对应位置设置，且所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面。本发明通过将车载基板设置于汽车的侧面，能够提高驾驶员的感知能力，维护方便。

Description

一种无线充电装置及方法
【技术领域】
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种无线充电装置及方法。
【背景技术】
随着物质水平的发展，人类对环境的要求越来越高，尤其是一些依靠化石燃料的电动汽车，产生的污染很严重，因此，发展电动汽车已经成为主流。仅在2016年，我国新能源汽车总体销售32万量，是美国16万量的一倍，电动客车，仅2016年12月纯电动客车产量达34885辆，环比增长47％；电动汽车租赁车方面表现不俗，仅北京2016年达到了1.18万辆。
目前电动汽车的主流充电方式为使用插拔式的有线充电方式，但是在阴雨天气及其空气潮湿情况下，由于充电头的绝缘性能下降，插拔式充电就会存在安全隐患，而且频繁的插拔会造成插座机械损耗，后期维护也耗费人力物力。因此，针对以上问题，无线充电技术应运而生。
现有的无线充电系统中，车载基板基本上都是安装在车体底部，然而驾驶员对车体底部感知能力差，而且维护不是很方便。
【发明内容】
有鉴于此，本发明实施例提供了一种，用以解决现有技术中车载基板安装在车体底部，驾驶员对车体底部感知能力差，维护不方便的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种无线充电装置，所述装置包括：
充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接；
在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面，所述充电基板与所述车载基板对应位置设置，且所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面。
可选地，所述充电基板沿第一方向设置，所述第一方向为与水平面垂直的方向。
可选地，所述充电基板的第一表面与所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面平行。
可选地，所述充电基板的第一表面的面积大于所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面的面积。
可选地，所述车载基板的靠近充电基板一侧的表面的中心在充电基板的第一表面上的正投影相对于所述充电基板的第一表面的中心在第一方向上的距离小于或者等于10cm。
可选地，所述车载基板的靠近充电基板一侧的表面的中心在充电基板的第一表面上的正投影相对于所述充电基板的第一表面的中心在第二方向上的距离小于或者等于7.5cm，其中第二方向为所述充电基板的第一表面中与所述第一方向垂直的方向。
可选地，所述充电基板的第一表面与所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面之间的距离为100mm-280mm。
可选地，在非充电阶段，所述车载基板位于所述汽车的底部。
另一方面，本发明实施例提供了一种无线充电方法，所述方法基于无线充电装置实现，所述无线充电装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接；
所述方法包括：
在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面以使所述充电基板与所述车载基板对应位置设置且使所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面；
所述充电电源向所述充电基板进行供电，以使所述车载基板通过接收所述充电基板发射的磁场产生电流，将所述电流发送给所述电池系统进行充电。
可选地，在非充电阶段，所述车载基板设置于所述汽车的底部。
本发明实施例提供的一种无线充电装置及方法的技术方案中，所述装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接，在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面，所述充电基板与所述车载基板对应位置设置，且所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面。本发明通过将车载基板设置于汽车的侧面，能够提高驾驶员的感知能力，维护方便。
【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，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种无线充电装置的结构示意图；
图2为图1中无线充电装置对汽车充电时的一种俯视示意图；
图3为本发明实施例提供的一种汽车充电的优选方式示意图；
图4为图1中无线充电装置对汽车充电时的另一种俯视示意图；
图5为充电阶段时充电基板的第一表面的示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，甲和/或乙，可以表示：单独存在甲，同时存在甲和乙，单独存在乙这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明实施例提供的一种无线充电装置的结构示意图，图2为图1中无线充电装置对汽车充电时的一种俯视示意图，图3为图2中充电基板的第一表面的示意图。
如图1至图3所示，本发明实施例提供一种无线充电装置，该充电装置10包括：充电电源11、充电基板12、车载基板13和电池系统14，充电电源11和充电基板12电连接，车载基板13和电池系统14电连接；在充电阶段，车载基板13设置于汽车20的侧面，充电基板12与车载基板13对应位置设置，且车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影与所述充电基板12的第一表面120之间具备交叠区域，所述第一表面120为所述充电基板12的靠近所述车载基板13一侧的表面。
其中，如图1所示，充电电源11向充电基板12供电，以使充电基板12发射磁场，车载基板13接收到充电基板12发射的磁场后产生交流电流，然后向整流器输出交流电流，整流器将交流电流转换成直流电流，然后将直流电流发送给电池系统进行充电。在充电阶段，车载基板13设置于汽车20的侧面，汽车20的侧面包括汽车20的车头、车尾或两侧。如图2所示，车载基板13设置在汽车20的两侧中的一侧，可以设置在驾驶员的一侧，也可以设置在副驾驶员的一侧，具体位置可根据需要进行设置，具体可以设置在车门的内部。
现有技术中，车载基板设置在车体底部，充电基板设置在地面，在充电时，驾驶员对车体底部感知能力差，导致充电时的耦合系数较低，不利于能量传输。若存在异物或者活物，需要安装必要的异物检测、活物保护和定位等设备，而且维护不是很方便。
本实施例中，车载基板设置于汽车的侧面，由于驾驶员对汽车侧面的感知程度高于汽车底部，充电时可以大幅度提高耦合系数，对传输能量更有利。另外充电基板和车载基板在充电时均为竖立放置，异物或者活物不易附着在充电基板上，因此可以不用安装异物检测、活物保护和定位等设备。
本实施例中，充电基板12沿第一方向设置，所述第一方向为与水平面垂直的方向。
具体地，当在平坦的路面上设置充电基板12时，由于路面与水平面平行，因此充电基板12与路面和水平面都垂直。当在斜坡路面设置充电基板12时，由于路面与水平面不平行，因此充电基板12只与水平面垂直，与路面不垂直。
如图2和图3所示，本实施例中，充电基板12的第一表面120与所述车载基板13的靠近所述充电基板12一侧的表面平行。
本实施例中，充电基板12的第一表面120的面积大于车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的面积。
具体地，汽车20充电时，车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影与所述充电基板12的第一表面120之间具备交叠区域，交叠区域的面积相对于车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的面积越大，表明充电效果越好，为了增大充电时交叠区域的面积，将充电基板12的第一表面120的面积设置的越大，在充电时，驾驶员更容易将车停到充电效率越高的位置，此时交叠区域的面积相对于车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的面积就越大。因此，充电基板12的第一表面120的面积大于车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的面积。
其中，在充电阶段，车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影与所述充电基板12的第一表面120之间具备交叠区域包括多种情况，例如：一种情况是车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影部分落在充电基板12的第一表面120上；另一种情况是，当充电基板12的第一表面120的面积大于车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的面积时，车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影全部落在充电基板12的第一表面120上。
图4为图1中无线充电装置对汽车充电时的另一种俯视示意图，如图4所示，车载基板13设置在汽车20的车尾处，充电时可以将车载基板13悬挂在汽车20的后备箱处，可根据具体情况进行设置。
本实施例中，在非充电阶段，所述车载基板位于所述汽车的底部。如图4所示，车载基板13设置在汽车20的车尾处，在充电阶段，可以使用电控或者手动方式将车载基板13竖立在汽车20的车尾处，在充电完成后，可以使用电控或者手动方式将车载基板13收回到汽车20的底面水平放置，操作简单方便。
图5为充电阶段时充电基板的第一表面的示意图，如图3和图5所示，中心131’为车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的中心131在充电基板12的第一表面120上的正投影，当充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离固定时，当中心121和中心131’不重合时，中心131’相对于中心121的距离越大，充电效率越低。为了保证充电效率，本实施例中，车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的中心131在充电基板12的第一表面120上的正投影131’相对于充电基板12的第一表面120的中心121在第一方向上的距离a小于或者等于10cm；车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的中心131在充电基板12的第一表面120上的正投影131’相对于充电基板12的第一表面120的中心121在第二方向上的距离b小于或者等于7.5cm，其中第二方向为充电基板12的第一表面120中与第一方向垂直的方向。
优选地，如图3所示，当充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离固定时，充电基板12的第一表面120的中心121与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面的中心131在充电基板12的第一表面120上的正投影131’重合时，产生的充电效率最高。
本实施例中，充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离为100mm-280mm。
具体地，充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离最小可以到两者接近接触，也就是大于0mm。充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离可以为30mm～350mm。本实施例中，优选地，充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离为100mm-280mm。在实际应用中，充电基板12的第一表面120与车载基板13的靠近充电基板12一侧的表面之间的距离可以大于350mm，具体可以根据实际情况进行选择。
其中，车载基板13的底部与地面之间的距离可以分为三个高度范围，三个高度范围是根据汽车底部与地面之间距离的大小进行划分的，第一个高度范围为大于100mm且小于或者等于160mm，表明汽车的底盘较低；第二个高度范围为大于160mm且小于或者等于220mm，表明汽车的底盘较适中；第三个高度范围为大于220mm且小于或者等于280mm，表明汽车的底盘较高。在实际应用中，车载基板13的底部相对于地面的距离可以小于或者等于100mm，例如50mm；车载基板13的底部相对于地面的距离可以大于280mm，比如320mm，具体可以根据实际情况进行设置。
本实施例提供的一种无线充电装置的技术方案中，所述装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接，在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面，且所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面，所述充电基板与所述车载基板对应位置设置。本实施例通过将车载基板设置于汽车的侧面，能够提高驾驶员的感知能力，维护方便。
本发明实施例还提供一种无线充电方法，该方法基于上述无线充电装置实现，上述无线充电装置10包括：充电电源11、充电基板12、车载基板13和电池系统14，充电电源11和充电基板12电连接，车载基板13和电池系统14电连接；
该方法包括：
步骤101、在充电阶段，车载基板13设置于汽车20的侧面以使充电基板12与车载基板13对应位置设置且使车载基板13在充电基板12的第一表面120所在平面上的正投影与充电基板12的第一表面120之间具备交叠区域，第一表面120为充电基板12的靠近车载基板13一侧的表面；
步骤102、充电电源11向充电基板12进行供电，以使车载基板13通过接收充电基板12发射的磁场产生电流，将电流发送给电池系统14进行充电。
本实施例中，该方法还包括：
步骤103、在非充电阶段，车载基板13设置于汽车20的底部。
本实施例中，步骤103在步骤101之前以及步骤102之后进行操作。
在对汽车20充电之前的非充电阶段，车载基板13位于汽车20的底部，在充电阶段，可以使用电控或者手动方式将车载基板13竖立在汽车20的车尾处，在充电完成后的非充电阶段，可以使用电控或者手动方式将车载基板13收回到汽车20的底面水平放置。
本发明实施例提供的一种无线充电方法的技术方案中，所述方法基于上述无线充电装置实现，所述方法包括：在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面以使所述充电基板与所述车载基板对应位置设置且使所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面；所述充电电源向所述充电基板进行供电，以使所述车载基板通过接收所述充电基板发射的磁场产生电流，将所述电流发送给所述电池系统进行充电。本实施例通过将车载基板设置于汽车的侧面，能够提高驾驶员的感知能力，维护方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，其特征在于，所述装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接；
在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面，所述充电基板与所述车载基板对应位置设置，且所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电基板沿第一方向设置，所述第一方向为与水平面垂直的方向。
3.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电基板的第一表面与所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面平行。
4.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电基板的第一表面的面积大于所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面的面积。
5.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述车载基板的靠近充电基板一侧的表面的中心在充电基板的第一表面上的正投影相对于所述充电基板的第一表面的中心在第一方向上的距离小于或者等于10cm。
6.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述车载基板的靠近充电基板一侧的表面的中心在充电基板的第一表面上的正投影相对于所述充电基板的第一表面的中心在第二方向上的距离小于或者等于7.5cm，其中第二方向为所述充电基板的第一表面中与所述第一方向垂直的方向。
7.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述充电基板的第一表面与所述车载基板的靠近所述充电基板一侧的表面之间的距离为100mm-280mm。
8.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，在非充电阶段，所述车载基板位于所述汽车的底部。
9.一种无线充电方法，其特征在于，所述方法基于无线充电装置实现，所述无线充电装置包括：充电电源、充电基板、车载基板和电池系统，所述充电电源和所述充电基板电连接，所述车载基板和所述电池系统电连接；
所述方法包括：
在充电阶段，所述车载基板设置于汽车的侧面以使所述充电基板与所述车载基板对应位置设置且使所述车载基板在所述充电基板的第一表面所在平面上的正投影与所述充电基板的第一表面之间具备交叠区域，所述第一表面为所述充电基板的靠近所述车载基板一侧的表面；
所述充电电源向所述充电基板进行供电，以使所述车载基板通过接收所述充电基板发射的磁场产生电流，将所述电流发送给所述电池系统进行充电。
10.根据权利要求9所述的无线充电方法，其特征在于，所述方法还包括：
在非充电阶段，所述车载基板设置于所述汽车的底部。
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