CN111505402A - 车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法，即先通过充电模块对位装置来校正电源发送板和电源接收板的位置，使二者可以完全对准后，再进行检测。然而，当正式进行检测时，通过多轴位移平台来调整电源发送板和电源接收板的错位距离，以利测量并计算每一错位距离的电源转移效率。据此，本发明能精准的校对测量位置，而获得精准的检测结果，并能提供半自动或全自动化检测，省时省力，更大幅提升检测效率。

Description

车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法，尤指一种适用于检测车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法。
背景技术
随着环保意识的高涨，车辆产业也被迫朝向节能减碳的趋势发展，故电动车或混合动力(hybrid)车辆已是各大车厂所极力发展的项目。然而，以电动车而言，电池的充电方式和效率深切影响使用者的使用与购买电动车的意愿，所以整个电动车产业无不寻求更方便的充电方式和更佳的充电效率。
虽然，无线充电技术问世至今已十几年，但真正地运用于车辆产业也是最近几年才开始发展，而且直到2016年5月美国汽车工程师学会(Society of AutomotiveEngineers，简称SAE)才正式发布用于车辆的无线充电规范，即「SAE TIR J2954轻负载混合动力车(PH)/电动车(EV)的无线充电转换与校准方法」。然而，这套标准文件的问世，让车辆的无线充电技术规格化和普遍化；也就是说，大众未来只要把车停在装有符合相同规格的设备的停车位，就能轻松完成充电程序。
再者，上述标准明确规范了电源发送板与电源接收板间的电源转移效率，即要求电源发送板与电源接收板间的X轴向(车宽方向)偏移量在±7公分和Y轴向(车长方向)偏移量在±10公分以内时，电源转移效率至少要达到80％；而在电源发送板与电源接收板完全对准的状态时，电源转移效率要达到85％以上。
因此，无线充电模块或甚至安装有该模块的车辆在开发过程中以及生产完毕出厂前，都必须检测其电源转移效率。至于，检测方法是相当繁复，因为必须检测电源发送板与电源接收板在不同偏移量时所呈现的效率，例如在不同方向或高度上每错位1cm即测量并计算其效率。
然而，以现有技术而言，都仍然以人工目测和手动移动的方式进行，以人工手动的方式要移动检测设备是相当费力的，且位置又难以达到完全精准。此外，在每次测量的间隔期间因为电磁波的关系，考虑到操作人员的健康，必须先关机并等候数分钟。因此，现有的检测方式不仅不够精准，又耗时、更耗费人力资源，检测效率有待提升。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法，以能精准的校对测量位置，而能获得准确的检测结果，并能提供半自动或全自动化检测，显著提升检测效率。
为达成上述目的，本发明涉及一种车辆用无线充电模块的检测设备，该车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，该电源接收板组装于车辆或固定架上；该检测设备主要包括多轴位移平台、充电模块对位装置以及主控制器。其中，电源发送板固定于该多轴位移平台上；而充电模块对位装置组装于多轴位移平台，且充电模块对位装置包括第一对准模块以及第二对准模块；主控制器则电连接至多轴位移平台、电源发送板以及该电源接收板。其中，使第一对准模块对准电源发送板的第一预定位置后，主控制器控制多轴位移平台使第二对准模块对准电源接收板的第二预定位置；主控制器控制多轴位移平台逐步移动电源发送板，并测量与计算电源接收板和电源发送板之间的电源转移效率。
换言之，本发明的检测设备通过充电模块对位装置来校正电源发送板和电源接收板的位置，先使二者完全对准；而正式进行检测时，则通过多轴位移平台来调整电源发送板和电源接收板的错位距离，以利检测不同错位距离的电源转移效率。
为达成上述目的，本发明涉及一种车辆用无线充电模块的检测方法，而车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，电源接收板组装于车辆或固定架上，电源发送板固定于多轴位移平台上，且多轴位移平台还组装充电模块对位装置，其包括第一对准模块以及第二对准模块；本发明的方法包括以下步骤：(A)第一对准模块对准电源发送板的第一预定位置；(B)多轴位移平台同步移动电源发送板与第二对准模块，使第二对准模块对准电源接收板的第二预定位置；以及(C)多轴位移平台逐步移动电源发送板，并测量与计算电源接收板和该电源发送板之间的电源转移效率。
同样地，本发明的检测方法通过上述步骤，可先对电源发送板和电源接收板进行定位，使二者可以完全对准后，再通过多轴位移平台对电源发送板进行错位位移，并测量与计算每一错位距离的电源转移效率。
较佳的是，前述的第一预定位置可为电源发送板的上表面的形心位置，第二预定位置可为电源接收板的下表面的形心位置；第一对准模块与第二对准模块沿垂直于水平面的立向轴设置。亦即，本发明可通过对电源发送板和电源接收板的表面中心点进行对位。
再者，前述的第一对准模块与该第二对准模块可分别为激光指针器(LaserPointer)，其所发射的指针图形可包括十字图案。据此，通过十字图案的对位，除了可校对水平两轴向的偏移外，包括偏转、倾斜或高度落差等均可校对，亦即可进行X、Y、Z、Ψ、θ、Φ等六个轴向的错位位移或角度校准。
另外，本发明的主控制器还可包括存储单元，其可存储为了使第二对准模块对准电源接收板的第二预定位置时多轴位移平台的位移量；而主控制器可根据位移量控制多轴位移平台逐步移动电源发送板并进行检测。换言之，当电源发送板和电源接收板对准后，可简称为错位误差归零后，即以该归零位置为基础，以原本的归零过程中的移动量为基值，在逐步累加错位距离并移动电源发送板来进行检测。
此外，本发明的充电模块对位装置电连接至主控制器，该充电模块对位装置还可包括驱动模块，而第一对准模块与第二对准模块可分别为第一摄像模块与第二摄像模块，且存储单元可存储有位置校正影像；主控制器控制第一摄像模块拍摄电源发送板的影像，并控制驱动模块驱使第一摄像模块所拍摄的影像与位置校正影像迭合；又，主控制器可控制第二摄像模块拍摄电源接收板的影像，并控制多轴位移平台驱使第二摄像模块所拍摄的影像与位置校正影像迭合。
据此，本发明可通过驱动模块驱动第一摄像模块移位，而以影像比对的方式，使第一摄像模块自动对准电源发送板的第一预定位置；同样通过影像比对的方式，搭配多轴位移平台，使第二摄像模块自动对准电源发送板的第二预定位置，藉此达成自动化对位。
为达成前述目的，本发明涉及一种车辆用无线充电模块的检测设备，该车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，电源接收板组装于车辆或固定架上；该检测设备主要包括多轴位移平台以及充电模块对位装置；多轴位移平台用于固定电源发送板，充电模块对位装置组装于多轴位移平台并可相对滑移。充电模块对位装置包括第一对准模块以及第二对准模块，且第一对准模块与第二对准模块沿垂直于水平面的立向轴各朝下方和上方发射包含十字图案的指针图形，而分别投射于该电源发送板的上表面以及该电源接收板的下表面；其中，该多轴位移平台使电源发送板和充电模块对位装置同步移动，进而使电源发送板对位于电源接收板或彼此产生错位。
而且，本发明的上述检测设备还可包括主控制器，其包括存储单元，用于存储为了使电源发射板对位于电源接收板时该多轴位移平台的位移量；而主控制器可根据该位移量控制多轴位移平台移动使电源发送板和电源接收板产生错位并进行检测。
附图说明
图1为本发明一较优选实施例的使用示意图。
图2为本发明第一实施例的系统架构图。
图3为本发明第一实施例的多轴位移平台和充电模块对位装置的立体图。
图4为本发明第二实施例的系统架构图。
图5为本发明第二实施例的充电模块对位装置的立体图。
图6为本发明第二实施例中摄像模块所拍摄影像与位置校正影像的对位示意图。
具体实施方式
本发明的车辆用无线充电模块的检测设备及其检测方法在本实施例中被详细描述之前，要特别注意的是，以下的说明中，类似的组件将以相同的组件符号来表示。再者，本发明的附图仅作为示意说明，其未必按比例绘制，且所有细节也未必全部呈现于附图中。
请先参考图1以及图2，图1为本发明一较优选实施例的使用示意图，图2为本发明第一实施例的系统架构图。如图中所示，本实施例以实车测试进行说明，但本发明并不以此为限，若在开发阶段或品管验证阶段亦可适用本发明。更简单地说，在本实施例中，车辆用无线充电模块包括电源发送板GA以及电源接收板VA，电源接收板VA组装于车辆M的底盘下方，但在其他的实施例中亦可将其组装于固定架上(图中未示)。
再者，图中另显示多轴位移平台2，其可提供X、Y、Z等空间中三个轴向位移，以及提供Ψ、θ、Φ等三个角度的转向，故总共可提供六个轴向的位移或角度调整，如图3所示。然而，电源发送板GA配置于多轴位移平台2上，而多轴位移平台2则置于车辆M的底盘下方。
请再一并参考图3，图3为本发明第一实施例的多轴位移平台2和充电模块对位装置3的立体图。本实施例的充电模块对位装置3包括支撑架33、滑座34、第一对准模块31以及第二对准模块32，支撑架33跨接于该多轴位移平台2的两侧边，并可相对滑移；且支撑架33上设有水平滑轨331，而滑座34耦接于该水平滑轨331，并可相对滑移。
再者，第一对准模块31以及第二对准模块32沿垂直于水平面的立向轴(Z轴)设置于滑座34上。在本实施例中，第一对准模块31与第二对准模块32分别为可发射十字图案的激光指针器(Laser Pointer)。其中，本实施例采用十字图案的用意在于，通过十字图案的对位、比对，除了可校对水平面上两轴向(X、Y)位移和转动偏差(Ψ)外，又通过十字图案所呈现的长短及其对应关系则可校对高度(Z)和倾斜角度(θ、Φ)的偏差，亦即可进行X、Y、Z、Ψ、θ、Φ等六个轴向的错位位移或角度调整。
再如图2中所示，主控制器4电连接至多轴位移平台2、电源发送板GA以及电源接收板VA。在本实施例中，主控制器4可为包括存储单元41的工业计算机以及其他必要的电源供应或测量装置，例如直流/交流电源供应器、示波器、数字功率表以及直流电子负载等。
以下详述本实施例的检测步骤：首先，先将第一对准模块31对准该电源发送板GA的第一预定位置CGA，其中第一预定位置CGA为电源发送板GA的上表面的形心位置。然而，本实施例以人工手动的方式移动支撑架33和滑座34，使第一对准模块31所发射的十字图案对准已预先形成于电源发送板GA上表面形心位置的十字图案Pc1。
接着，多轴位移平台2同步移动电源发送板GA与充电模块对位装置3，使第二对准模块32对准该电源接收板VA的第二预定位置CVA(请见图1)。然而，本实施例以人工手动的方式操控多轴位移平台2，使第二对准模块32所发射的十字图案对准已预先形成于电源接收板VA上表面形心位置的十字图案Pc2。
经过上述步骤，以正投影的视角来看，电源发送板GA和电源接收板VA处于完全迭合的状态。当然，上述步骤中亦有通过多轴位移平台2调控电源发送板GA和电源接收板VA间的高度距离。此外，主控制器4的存储单元41将存储为了使该第二对准模块32对准该电源接收板VA的形心位置时该多轴位移平台2的位移量Moffset，以作为后续错位测量的基础。
更进一步说明，上述步骤可称之为错位误差归零，当归零后，而以该归零位置为基础，即以原本的归零过程中的位移量Moffset为基值，再累加欲检测位置的错位距离，即可得到实际检测位置。
最后，实际进行检测，即逐步移动电源发送板GA，例如以1cm作为错位距离，每移动1cm，主控制器4即进行测量并计算该错位位置的电源转移效率。
请继续参考图4以及图5，图4为本发明第二实施例的系统架构图，图5为本发明第二实施例的充电模块对位装置的立体图。第二实施例与上述第一实施例主要差异在于，本实施例采用影像比对的方式，而实现全自动化检测。
进一步说明，在本实施例中，充电模块对位装置3还包括驱动模块30，其用于驱动第一对准模块31与第二对准模块32进行至少水平两轴向(X、Y轴)上的位移，亦即可驱动支撑架33和滑座34移动，至于驱动手段除了可为如图4中所示的螺杆外，亦可为皮带、齿轮或齿条等公知的驱动或传动手段。
另外，本实施例的第一对准模块31与第二对准模块32分别为第一摄像模块310与第二摄像模块320。再且，存储单元41更存储有位置校正影像Sp，请一并参考图6，本实施例的位置校正影像Sp为透明图像的正中心位置设有以虚线构成的十字图案。
以下说明本发明第二实施例的检测步骤。首先，主控制器4控制第一摄像模块310实时拍摄电源发送板GA的影像；同时，并控制驱动模块30驱动支撑架33和滑座34移动，进而驱使第一摄像模块310所拍摄影像中的第一预定位置CGA上的十字图案Pc1与位置校正影像SP上的十字图案完全迭合。
接着，主控制器4控制第二摄像模块320实时拍摄电源接收板VA的影像；同时，并控制多轴位移平台2移动，进而驱使第二摄像模块320所拍摄的影像与位置校正影像SP迭合，此即完成偏差位置的归零步骤。接着，随即进行正式的检测步骤，其详细过程与前述第一实施例雷同，在此不再赘述。藉此，本实施例从位置校正至错位检测皆由主控制器4控制完成，可达成完全自动化检测。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的保护范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。
符号说明
2 多轴位移平台
3 充电模块对位装置
30 驱动模块
31 第一对准模块
310 第一摄像模块
32 第二对准模块
320 第二摄像模块
33 支撑架
331 滑轨
34 滑座
4 主控制器
41 存储单元
CGA 第一预定位置
CVA 第二预定位置
GA 电源发送板
VA 电源接收板
M 车辆
Moffset 位移量
Sp 位置校正影像
Pc1、Pc2 十字图案。

Claims (12)

1.一种车辆用无线充电模块的检测设备，该车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，该电源接收板组装于车辆或固定架上；该检测设备包括：
多轴位移平台，该电源发送板固定于该多轴位移平台上；
充电模块对位装置，其组装于该多轴位移平台；该充电模块对位装置包括第一对准模块以及第二对准模块；以及
主控制器，其电连接至该多轴位移平台、该电源发送板以及该电源接收板；
其中，使该第一对准模块对准该电源发送板的第一预定位置后，该主控制器控制该多轴位移平台使该第二对准模块对准该电源接收板的第二预定位置；该主控制器控制该多轴位移平台逐步移动该电源发送板，并测量与计算该电源接收板和该电源发送板之间的电源转移效率。
2.如权利要求1所述的检测设备，其中，该第一预定位置为该电源发送板的上表面的形心位置，该第二预定位置为该电源接收板的下表面的形心位置；该第一对准模块与该第二对准模块沿垂直于水平面的立向轴设置。
3.如权利要求2所述的检测设备，其中，该第一对准模块与该第二对准模块分别为激光指针器，其所发射的指针图形包括十字图案。
4.如权利要求1所述的检测设备，其中，该主控制器还包括存储单元，其用于存储为了使该第二对准模块对准该电源接收板的该第二预定位置时该多轴位移平台的位移量；该主控制器根据位移量控制该多轴位移平台逐步移动该电源发送板并进行检测。
5.如权利要求4所述的检测设备，其中，该充电模块对位装置电连接至该主控制器，该充电模块对位装置还包括驱动模块，该第一对准模块与该第二对准模块分别包括第一摄像模块与第二摄像模块，该存储单元还存储有位置校正影像；该主控制器控制该第一摄像模块拍摄该电源发送板的影像，并控制该驱动模块驱使该第一摄像模块所拍摄的影像与该位置校正影像迭合；该主控制器控制该第二摄像模块拍摄该电源接收板的影像，并控制该多轴位移平台驱使该第二摄像模块所拍摄的影像与该位置校正影像迭合。
6.一种车辆用无线充电模块的检测方法，该车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，该电源接收板组装于车辆或固定架上，该电源发送板固定于多轴位移平台上，该多轴位移平台还组装充电模块对位装置，其包括第一对准模块以及第二对准模块；该检测方法包括以下步骤：
(A)该第一对准模块对准该电源发送板的第一预定位置；
(B)该多轴位移平台同步移动该电源发送板与该第二对准模块，使该第二对准模块对准该电源接收板的第二预定位置；以及
(C)该多轴位移平台逐步移动该电源发送板，并测量与计算该电源接收板和该电源发送板之间的电源转移效率。
7.如权利要求6所述的检测方法，其中，该第一预定位置为该电源发送板的上表面的形心位置，该第二预定位置为该电源接收板的下表面的形心位置；该第一对准模块与该第二对准模块沿垂直于水平面的立向轴设置。
8.如权利要求7所述的检测方法，其中，该第一对准模块与该第二对准模块分别为激光指针器，其所发射的指针图形包括十字图案。
9.如权利要求6所述的检测方法，其中，还利用主控制器执行该步骤(A)～(C)，该主控制器包括存储单元，其存储该步骤(B)中为了使该第二对准模块对准该电源接收板的该第二预定位置时该多轴位移平台的位移量；于该步骤(C)中，该主控制器根据位移量控制该多轴位移平台逐步移动该电源发送板并进行检测。
10.如权利要求9所述的检测方法，其中，该充电模块对位装置电连接至该主控制器，该充电模块对位装置还包括驱动模块，该第一对准模块与该第二对准模块分别包括第一摄像模块与第二摄像模块，该存储单元还存储有位置校正影像；在该步骤(A)中，该主控制器控制该第一摄像模块拍摄该电源发送板的影像，并控制该驱动模块驱使该第一摄像模块所拍摄的影像与该位置校正影像迭合；在该步骤(B)中，该主控制器控制该第二摄像模块拍摄该电源接收板的影像，并控制该多轴位移平台驱使该第二摄像模块所拍摄的影像与该位置校正影像迭合。
11.一种车辆用无线充电模块的检测设备，该车辆用无线充电模块包括电源发送板以及电源接收板，该电源接收板组装于车辆或固定架上；该检测设备包括：
多轴位移平台，其用于固定该电源发送板；以及
充电模块对位装置，其组装于该多轴位移平台并可相对滑移；该充电模块对位装置包括第一对准模块以及第二对准模块；该第一对准模块与该第二对准模块沿垂直于水平面的立向轴各朝下方和上方发射包含十字图案的指针图形，而分别投射于该电源发送板的上表面以及该电源接收板的下表面；
其中，该多轴位移平台使该电源发送板和该充电模块对位装置同步移动，进而使该电源发送板对位于该电源接收板或彼此产生错位。
12.如权利要求11所述的检测设备，其还包括主控制器，该主控制器包括存储单元，其用于存储为了使该电源发送板对位于该电源接收板时该多轴位移平台的位移量；该主控制器根据该位移量控制该多轴位移平台移动使该电源发送板和该电源接收板产生错位并进行检测。
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