CN111731139B - 无线充电的接收端、发射端、系统、控制方法及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种无线充电的接收端、发射端、系统、控制方法及电动汽车,涉及无线充电技术领域。其中,接收端的低频磁场接收线圈将低频磁场转换为感应信号;接收端控制器当各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前的感应信号的信号特征不同的信号特征,且将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端;还用于当低频磁场发射线圈工作时,利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。发射端控制器按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。利用以上接收端和发射端能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰。
Description
技术领域
本申请涉及无线充电技术领域,尤其涉及一种无线充电的接收端、发射端、系统、控制方法及电动汽车。
背景技术
随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧,电动汽车作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。电动汽车以车载动力电池组为能源来驱动车辆行驶。电动汽车的充电方式目前包括接触式充电和无线充电,而无线充电方式由于具有使用方便、无火花以及触电危险、无机械磨损、可适应多种恶劣环境和天气等优点,成为未来电动汽车的发展方向。
无线充电系统包括无线充电的发射端(以下简称发射端)和无线充电的接收端(以下简称接收端)。通常,发射端位于地面,接收端位于电动汽车。当电动汽车进行无线充电时,发射端的功率发射线圈和接收端的功率接收线圈是否对准,直接影响到了无线充电的功率和无线充电的效率。
为了将功率发射线圈和功率接收线圈对准,可以在发射端增加低频磁场发射线圈,通过发射端内部电路驱动低频磁场发射线圈产生低频的交变磁场。并在接收端增加低频磁场接收线圈,该低频磁场接收线圈在低频的交变磁场中产生感应信号(感应电压或感应电流),感应信号的幅值与位置相关,通过检测感应信号的幅值得到功率发射线圈和功率接收线圈的位置信息。但是,当相邻车位同样在进行功率发射线圈和功率接收线圈对准操作时,相邻车位的发射端产生的低频的交变磁场会对本车位的发射端产生的低频的交变磁场造成干扰,影响本车位的接收端获取的感应信号的幅值,导致获取的位置信息不准确,使得功率发射线圈和功率接收线圈无法对准。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述技术问题,本申请提供了一种无线充电的接收端、发射端、系统、控制方法及电动汽车,能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
第一方面,本申请提供了一种无线充电的接收端,该接收端包括接收端控制器、功率接收线圈和低频磁场接收线圈。其中,功率接收线圈用于将功率发射线圈发射的交变磁场转换为交流电。低频磁场接收线圈将低频磁场转换为感应信号,实际应用中,由于低频磁场接收线圈接受的低频磁场中可能包括其它发射端发射的干扰磁场,因此得到的感应信号中可能还包括干扰信号。接收端控制器用于当各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前的感应信号的信号特征不同的信号特征,此时低频磁场接收线圈获取的感应信号为干扰信号,即为各低频磁场发射线圈分配与当前存在的干扰信号不同的信号特征,且将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。接收端控制器还用于当低频磁场发射线圈工作时,利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
而不具有分配的信号脉冲宽度的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定功率发射线圈和功率接收线圈之间的相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,接收端控制器当各低频磁场发射线圈均停止工作且未获取到所述信号特征时,即此时不存在干扰磁场,低频磁场接收线圈上未得到干扰信号,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配的信号特征为预设信号特征。
结合第一方面,在第二种可能的实现方式中,接收端控制器还用于向发射端发送引导对准请求,该引导对准请求用于请求发射端进行引导对准。还能够接收发射端发送的第一应答信息,第一应答信息包括各低频磁场发射线圈的参数。参数用于计算功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
结合第一方面,在第三种可能的实现方式中,接收端控制器还向发射端发送第一指令,第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作,以便于发射端检测当前是否存在干扰信号,以及当存在干扰信号是确定干扰信号的信号特征。接收端控制器还用于当接收到发射端发送的第二应答信息时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号,即当前的干扰信号的信号特征不同的信号特征,第二应答信息用于指示接收端各所述低频磁场发射线圈均已停止工作。
结合第一方面,在第四种可能的实现方式中,接收端控制器还向发射端发送包括各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,第二指令用于将对应关系告知发射端。第二指令还用于请求发射端控制所述低频磁场发射线圈开始工作。
结合第一方面,在第五种可能的实现方式中,该参数包括:低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及低频磁场发射线圈与功率发射线圈的相对位置信息。其中,标识信息用于区分各个低频磁场发射线圈,尺寸信息用于确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置,相对位置信息在低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置转换为功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置时需要用到。
结合第一方面,在第六种可能的实现方式中,接收端控制器具体获取功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置时,首先根据对应关系,确定各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值,然后根据各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值、各低频磁场接收线圈和功率接收线圈的相对位置,以及参数获取功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
结合第一方面,在第七种可能的实现方式中,信号特征可以为信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
结合第一方面,在第八种可能的实现方式中,该无线充电的接收端还包括检测电路。检测电路的输入端连接低频磁场接收线圈,输出端连接接收端控制器,用于获取感应信号的幅值和信号特征并发送给接收端控制器。检测电路的数量可以为一个或多个。在一些实施例中,检测电路的数量可以与低频磁场接收线圈的数量相同且一一对应连接。
结合第一方面,在第九种可能的实现方式中,接收端还包括接收端电容,每个低频磁场接收线圈并联连接一个接收端电容。接收端电容与低频磁场接收线圈形成并联谐振电路,以增强低频磁场接收线圈转换得到的感应信号。
结合第一方面,在第十种可能的实现方式中,信号特征为信号脉冲宽度。此时检测电路通过检测感应信号的脉冲持续时间以获取所述感应信号的信号脉冲宽度。
结合第一方面,在第十一种可能的实现方式中,信号特征为信号编码。此时检测电路根据感应信号的持续时间或中断时间以获取信号编码。
结合第一方面,在第十二种可能的实现方式中,信号特征为信号频率,此时每个低频磁场接收线圈并联连接至少两个频率调节支路,其中,每个频率调节支路包括串联连接的接收端电容和开关。接收端控制器控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场接收线圈和接入的接收端电容的并联谐振频率与分配的信号频率相同,进而增强了具有分配的信号频率的感应信号。
结合第一方面,在第十三种可能的实现方式中,无线充电的接收端至少包括两个低频磁场接收线圈。在一些实施例中,无线充电的接收端也可以仅包括一个低频磁场接收线圈,则此时为了获取功率发射线圈和功率接收线圈之间的距离,则无线充电的发射端至少需要包括两个低频磁场发射线圈。因此在未知无线充电的发射端的低频磁场发射线圈数量的前提下,为了获取所述距离,接收端至少包括两个低频磁场接收线圈。
第二方面,本申请还提供了一种无线充电的发射端,该发射端包括逆变电路、发射端控制器、功率发射线圈和低频磁场发射线圈。其中,功率发射线圈用于将交流电以交变磁场的形式进行发射。逆变电路用于将直流电转换为交流电后传输至低频磁场发射线圈。低频磁场发射线圈用于将交流电以低频磁场的形式进行发射。发射端控制器接收无线充电的接收端发送的各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系,还用于按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,其中,分配的信号特征为各低频磁场发射线圈均停止工作时,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配的与当前的感应信号的信号特征不同的信号特征,即与干扰信号的信号特征不同的信号特征。
结合第二方面,在第一种可能的实现方式中,当各低频磁场发射线圈均停止工作且接收端控制器未获取到信号特征时,即此时无干扰磁场,低频磁场接收线圈未产生感应电流,此时分配的信号特征是为各低频磁场发射线圈分配的预设信号特征。
结合第二方面,在第二种可能的实现方式中,发射端控制器接收该接收端发送的引导对准请求,引导对准请求用于请求所述发射端进行引导对准。还用于向接收端发送第一应答信息,第一应答信息包括各低频磁场发射线圈的参数,该参数信息用于后续确定功率发射线圈和功率接收线圈之间的相对位置。
结合第二方面,在第三种可能的实现方式中,发射端控制器还用于接收该接收端发送的第一指令,第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作,以便于接收端检测当前是否存在干扰磁场。发射端控制器还用于向接收端发送第二应答信息,第二应答信息用于指示接收端各低频磁场发射线圈均已停止工作。
结合第二方面,在第四种可能的实现方式中,发射端控制器能够接收该接收端发送的包括各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,第二指令还用于请求所述发射端控制低频磁场发射线圈开始工作。
结合第二方面,在第五种可能的实现方式中,参数低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及与低频磁场发射线圈功率发射线圈的相对位置信息。
结合第二方面,在第六种可能的实现方式中,信号特征可以为信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
结合第二方面,在第七种可能的实现方式中,该发射端还包括发射端电容。每个低频磁场发射线圈串联连接一个发射端电容,发射端电容用于与低频磁场发射线圈形成串联谐振电路,以增强低频磁场。
结合第二方面,在第八种可能的实现方式中,信号特征为信号脉冲宽度,此时发射端控制器根据对应关系调节逆变电路的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈不同时地发射低频磁场,低频磁场用于使各低频磁场接收线圈产生具有分配的信号脉冲宽度的感应信号。
结合第二方面,在第九种可能的实现方式中,信号特征为信号编码,此时发射端控制器根据对应关系调节逆变电路中的开关管的控制信号,以使低频磁场发射线圈按照预设持续时间发射低频磁场或按照预设中断时间停止工作。
结合第二方面,在第十种可能的实现方式中,信号编码的方式是二进制编码,此时发射端控制器控制低频磁场发射线圈每发射一位二进制数对应的低频磁场后,停止预设时间后再发射下一位二进制数对应的低频磁场。
结合第二方面,在第十一种可能的实现方式中,信号特征为所述信号频率,每个低频磁场发射线圈串联一个频率调节电路,其中,每个频率调节电路包括至少两个并联连接的频率调节支路,每个频率调节支路包括串联连接的发射端电容和开关。发射端控制器根据对应关系控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场发射线圈与接入的发射端电容的串联谐振频率与为所述低频磁场发射线圈分配的信号频率相同;还用于调节逆变电路中的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈发射所述低频磁场。
结合第二方面,在第十二种可能的实现方式中,无线充电的发射端至少包括两个低频磁场发射线圈。
第三方面,本申请还提供了一种无线充电的控制方法,应用于以上所述无线充电的接收端,该方法包括:
当各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,且将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端;
当低频磁场发射线圈工作时,利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
利用该方法,能够使不具有分配的信号特征的感应信号,即干扰信号不会被用于确定相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
结合第三方面,在第一种可能的实现方式中,该方法还包括:当各低频磁场发射线圈均停止工作且未获取到信号特征时,为各低频磁场发射线圈分配的信号特征为预设信号特征。
结合第三方面,在第二种可能的实现方式中,该方法还包括:向发射端发送引导对准请求,引导对准请求用于请求发射端进行引导对准;接收发射端发送的第一应答信息,第一应答信息包括各低频磁场发射线圈的参数。
结合第三方面,在第三种可能的实现方式中,当各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,具体包括:向发射端发送第一指令,第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作;当接收到发射端发送的第二应答信息时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,第二应答信息用于指示接收端各低频磁场发射线圈均已停止工作。
结合第三方面,在第四种可能的实现方式中,将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端,具体包括:向发射端发送包括各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,第二指令还用于请求发射端控制低频磁场发射线圈开始工作。
结合第三方面,在第五种可能的实现方式中,该参数包括低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及与低频磁场发射线圈所述功率发射线圈的相对位置信息。
结合第三方面,在第六种可能的实现方式中,该方法还包括:根据对应关系,确定各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值;根据各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值、各低频磁场接收线圈和功率接收线圈的相对位置以及参数获取功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
结合第三方面,在第七种可能的实现方式中,信号特征包括信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
结合第三方面,在第八种可能的实现方式中,该方法还包括:获取感应信号的信号特征和幅值。
结合第三方面,在第九种可能的实现方式中,信号特征为信号脉冲宽度,获取所述感应信号的信号特征,具体包括:检测感应信号的脉冲持续时间以获取感应信号的信号脉冲宽度。
结合第三方面,在第十种可能的实现方式中,信号特征为所述信号编码,获取所述感应信号的信号特征,具体包括:根据感应信号的持续时间或中断时间获取信号编码。
结合第三方面,在第十一种可能的实现方式中,信号特征为信号频率,每个低频磁场接收线圈并联连接至少两个频率调节支路,其中,每个频率调节支路包括串联连接的接收端电容和开关,该方法还包括:控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场接收线圈和接入的接收端电容的并联谐振频率与分配的信号频率相同。
第四方面,本申请还提供了一种无线充电的控制方法,应用于无线充电的发射端,该方法包括:
接收无线充电的接收端发送的各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系;
按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,其中,分配的信号特征为各低频磁场发射线圈均停止工作时,接收端为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征。
结合第四方面,在第一种可能的实现方式中,当各低频磁场发射线圈均停止工作且接收端未获取到信号特征时,分配的信号特征是为各低频磁场发射线圈分配的预设信号特征。
结合第四方面,在第二种可能的实现方式中,该方法还包括:接收该接收端发送的引导对准请求,引导对准请求用于请求发射端进行引导对准;向接收端发送第一应答信息,第一应答信息包括各低频磁场发射线圈的参数。
结合第四方面,在第三种可能的实现方式中,该方法还包括:接收该接收端发送的第一指令,第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作;向接收端发送第二应答信息,第二应答信息用于指示接收端各低频磁场发射线圈均已停止工作。
结合第四方面,在第四种可能的实现方式中,接收无线充电的接收端发送的各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系,具体包括:
接收该接收端发送的包括各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,第二指令还用于请求发射端控制所述低频磁场发射线圈开始工作。
结合第四方面,在第五种可能的实现方式中,参数低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及与低频磁场发射线圈所述功率发射线圈的相对位置信息。
结合第四方面,在第六种可能的实现方式中,信号特征可以为信号脉冲宽度、信号编码和信号频率中的一项。
结合第四方面,在第七种可能的实现方式中,信号特征为信号脉冲宽度,按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,具体包括:根据对应关系调节逆变电路的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈不同时地发射低频磁场,低频磁场用于使各低频磁场接收线圈产生具有分配的信号脉冲宽度的感应信号。
结合第四方面,在第八种可能的实现方式中,信号特征为信号编码,按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,具体包括:
根据对应关系调节逆变电路中的开关管的控制信号,以使低频磁场发射线圈按照预设持续时间发射低频磁场或按照预设中断时间停止工作。
结合第四方面,在第九种可能的实现方式中,信号编码的方式是二进制编码,根据对应关系调节逆变电路中的开关管的控制信号,具体包括:控制低频磁场发射线圈每发射一位二进制数对应的低频磁场后,停止预设时间后再发射下一位二进制数对应的低频磁场。
结合第四方面,在第十种可能的实现方式中,信号特征为信号频率,每个低频磁场发射线圈串联一个频率调节电路,其中,每个频率调节电路包括至少两个并联连接的频率调节支路,每个频率调节支路包括串联连接的发射端电容和开关。按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,具体包括:根据对应关系控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场发射线圈与接入的发射端电容的串联谐振频率与为低频磁场发射线圈分配的信号频率相同;调节逆变电路中的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈发射低频磁场。
第五方面,本申请还提供了一种无线充电系统,该系统包括,以上实现方式提供的无线充电的接收端和无线充电的发射端。
该无线充电系统能够避免收到其它的无线充电的发射端的低频磁场信号的干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
第六方面,本申请还提供了一种电动汽车,该电动汽车包括以上的实现方式提供的无线充电的接收端,还包括动力电池组。动力电池组用于与接收端电连接,以使用来自接收端的电能进行充电,同时用于为电动汽车提供电能。
结合第六方面,在第一种可能的实现方式中,该电动汽车还包括显示屏幕。该显示屏幕用于显示功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,以指导驾驶员进行线圈的校准。
该电动汽车在进行泊车时,能够避免收到相邻车位的低频磁场信号的干扰,进而能够更加准确的对准功率发射线圈和功率接收线圈,提升了进行无线充电时的充电功率和充电效率。
本申请提供的技术方案至少具有以下优点:
当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,低频磁场接收线圈处接受的低频磁场为干扰磁场,转换得到的感应信号为干扰信号,接收端控制器为各所述低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。接收端控制器还将各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号特征的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
附图说明
图1为电动汽车无线充电系统的示意图;
图2为图1提供的电动汽车无线充电系统的结构示意图;
图3为功率接收线圈和功率发射线圈未对准时的示意图;
图4为采用低频磁场引导对准功率发射线圈和功率接收线圈时的示意图;
图5为相邻车位同时采用低频磁场引导对准功率发射线圈和功率接收线圈时的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种无线充电的接收端对应的无线充电系统的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种无线充电的控制方法的流程图;
图10为本申请实施例提供的另一种无线充电的控制方法的流程图;
图11为本申请实施例提供的又一种无线充电的控制方法的流程图;
图12为本申请实施例提供的无线充电系统的示意图;
图13为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案,下面首先介绍无线充电系统的应用场景。
本申请提供的无线充电的接收端,通过接收线圈无线感应发射端发送的交变磁场并转换为直流电给负载充电,当无线充电的接收端和无线充电的发射端应用于电动汽车领域时,发射端可以位于地面,接收端可以位于电动汽车,负载为电动汽车的动力电池组。
参见图1,该图为电动汽车无线充电系统的示意图。
该无线充电系统至少可以包括:电动汽车100和无线充电站200。
无线充电的接收端101位于电动汽车100上,无线充电的发射端201位于地面的无线充电站200。
该无线充电系统的充电过程是无线充电的接收端101和无线充电的发射端201通过非接触式充电的形式来完成电能的传递,给动力电池组充电。
无线充电站200具体可以为固定无线充电站、固定无线充电停车位或无线充电道路等。无线充电的发射端201可以设置在地面上或者埋于地面下(图中所示为无线充电的发射端201埋于地面下的情况)。
无线充电的接收端101可以集成在电动汽车100的底部,当电动汽车100进入无线充电的发射端201的无线充电范围时,即可通过无线充电方式进行充电。无线充电的接收端101的功率接收模块和整流电路可以集成在一起,也可以分离,本申请对此不作具体限定,当功率接收模块和整流电路分离时,整流电路的整流器通常放在车内。
无线充电的发射端201的功率发射模块和逆变器可以集成在一起,也可以分离,此外,非接触式充电可以是无线充电的接收端101和无线充电的发射端201通过电场或磁场耦合方式进行能量传输,具体可为电场感应、磁感应、磁共振或无线辐射等方式,本申请实施例对此不做具体限制。电动汽车100和无线充电站200之间还可以双向充电,即无线充电站200可以通过供电电源向电动汽车100充电,也可以由电动汽车100向供电电源放电。
参见图2,该图为图1提供的电动汽车无线充电系统的结构示意图。
该图示出的无线充电的发射端201包括:发射端控制模块201a、发射端变换模块201b、功率发射模块201c、发射端通信模块201d。
无线充电的接收端101包括:接收端控制模块101a、接收端变换模块101b、功率接收模块101c、接收端通信模块101d。
此外,接收端变换模块101b可以与储能模块101e和储能管理模块101f连接,将接收到的能量用于对储能模块101e充电,进一步用于电动汽车的驱动。储能模块101e和储能管理模块101f连接可以位于无线充电的接收端101的内部,也可以位于无线充电接收端101的外部,本申请对此不作具体限制。
发射端变换模块201b与外部电源201e连接,将从外部电源201e获取的交流电或直流电转换为高频交流电。当外部电源201e的输入为交流电时,发射端变换模块201b至少包括功率因数校正单元(图中未示出)和逆变单元(图中未示出);当外部电源201e的输入为直流电时,发射端变换模块201b至少包括逆变单元。其中,功率因数校正单元是一种整流电路,能够将交流电转换为直流电,同时还可以使无线充电系统的输入电流相位与电网电压相位一致,减小无线充电系统的谐波含量,提高功率因数值,以减少无线充电系统对电网的污染,提高可靠性。功率因数校正单元还可根据后级需求,升高或者降低功率因数校正单元的输出电压,当可变化的电压范围不满足要求时还可以增加直流变换单元以提高电压。逆变单元将功率因数校正单元输出的电压转换成高频交流电压后作用在功率发射模块201c上,高频交流电压可以提高发射效率及传输距离。
外部电源201e可以位于无线充电的发射端201d的内部或外部,本申请实施例不作具体限定。
功率发射模块201c用于将发射端变换模块201b输出的交流电以交变磁场的形式进行发射。功率发射模块201c包括功率发射线圈和发射端补偿网络。
发射端控制模块201a主要包括控制芯片和电子电路,可以根据实际无线充电的发射功率需求,控制发射端变换模块201b的电压、电流和频率变换参数调节,以控制功率发射模块201c中高频交流电的电压和电流。
发射端通信模块201d和接收端通信模块101d之间实现无线通信,具体包括功率控制信息、故障保护信息、开关机信息、交互认证信息等。一方面,无线充电的发射端201可以接收无线充电的接收端101发送的电动汽车的属性信息、充电请求和交互认证信息等信息;另一方面,无线充电的发射端201还可向无线充电的接收端101发送无线充电发射控制信息、交互认证信息、无线充电历史数据信息等。具体地,上述无线通讯的方式可以包括但不仅限于蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(WIreless-Fidelity,WiFi)、紫蜂协议(Zigbee)、射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)、远程(Long Range,Lora)无线技术、近距离无线通信技术(Near Field Communication,NFC)中的任意一种或多种的组合。进一步地,发射端通信模块201d还可以与电动汽车的所属用户的智能终端进行通讯,所属用户通过通信功能实现远程认证和用户信息传输。
功率接收模块101c包括功率接收线圈和接收端补偿网络,用于以交变磁场的形式接收功率发射模块201c发射的电磁能量。
无线充电系统中的功率发射模块201c和功率接收模块101c的补偿电路的结构组合形式有S-S型、P-P型、S-P型、P-S型、LCL-LCL型、LCL-P型和LCC-LCC型等,本申请实施例对此不作具体限制。
无线充电的发射端1001a和无线充电的接收端1000a可以功能互换,即无线充电的接收端1000a也可以反过来给无线充电的发射端1001a充电。此时,为了实现双向充电功能,无线充电的发射端201和无线充电的接收端101还可以同时包含功率接收线圈和功率发射线圈,同一端的功率接收线圈和功率发射线圈可以为独立式,也可以为集成式。
接收端变换模块101b将功率接收模块101c接收的高频谐振电流和电压转换成为储能模块101e充电所需的直流电压和直流电流。
接收端变换模块101b通常包括整流单元(图中未示出)和直流变换单元(图中未示出),其中整流单元将功率接收模块101c接收的高频谐振电流和电压转换成直流电流和直流电压,直流变换单元为后级充电电路提供直流电压,进行电压调节。在一些实施例中,也可以不具备直流变换单元,其功能由整流单元一并实现。
接收端控制模块101a主要包括控制芯片和电子电路,能够根据实际无线充电的接收功率需求,控制接收端变换模块101b的电压、电流和频率等参数。
参见图3,该图为功率接收线圈和功率发射线圈未对准时的示意图。
由于发射端的功率发射线圈位于电动汽车外,接收端的功率接收线圈位于电动汽车上,当功率接收线圈和功率发射线圈未对准时,会导致无线充电的功率和无线充电的效率下降。
为了提高功率接收线圈和功率发射线圈之间的对准程度,可以获取功率接收线圈和功率发射线圈的相对位置,然后呈现给驾驶员或自动驾驶系统,以引导其在泊车过程将两个线圈对准。
为了获取功率接收线圈和功率发射线圈的相对位置,可以使用光学、声学、磁场等检测方法。其中光学的和声学的方法在本场景中,因为遮挡问题而难以适用。而磁场的方法可以不受遮挡的影响。其中,利用低频磁场的方法目前较为常见。
参见图4,该图为采用低频磁场引导对准功率发射线圈和功率接收线圈时的示意图。
当采用低频磁场引导对准功率发射线圈和功率接收线圈时,在无线充电的发射端增加低频磁场发射线圈Ltx,通过内部电路驱动其产生低频的交变磁场;在无线充电的接收端增加低频磁场接收线圈Lrx,在交变磁场中产生感应信号(感应电压或感应电流),感应信号幅值与位置相关,通过检测感应信号的幅值得到低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置信息。进一步的,由于低频磁场发射线圈和功率发射线圈之间的相对位置可以预先确定,低频磁场接收线圈和功率接收线圈之间的相对位置可以预先确定,因此可以根据低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置信息,确定出功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置信息。
参见图5,该图为相邻车位同时采用低频磁场引导对准功率发射线圈和功率接收线圈时的示意图。
采用低频磁场引导对准时的有效范围较大,例如可以达到若干米的距离,因此可能会受到相邻车位的低频磁场发射线圈产生低频的交变磁场的影响,例如车辆b的车位的低频磁场发射线圈产生的低频的交变磁场会作用于车辆a的低频磁场接收线圈,依次形成干扰,影响车辆a获取的感应信号的幅值,导致车辆a获取的相对位置信息不准确。
为了解决以上技术问题,本申请实施例提供了一种无线充电的接收端、发射端、系统、控制方法及电动汽车,在进行引导对准前确保本车位的发射端的低频磁场发射线圈不发出低频磁场信号,并检测此时是接收端的低频磁场接收线圈是否存在干扰磁场信号,当存在干扰磁场信号时,识别该干扰磁场信号的信号特征,然后为本车位将要产生的低频磁场信号分配不同的信号特征,此时接收端只利用具有本车位的信号特征的感应信号进行功率发射线圈和功率接收线圈的引导对准,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置更加准确,从而能够更准确的对准功率接收线圈和功率发射线圈。
以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
装置实施例一:
参见图6,该图为本申请实施例提供的一种无线充电的接收端对应的无线充电系统的示意图。
该无线充电系统包括无线充电的接收端101和无线充电的发射端201。
其中,无线充电的接收端(以下简称接收端)101包括:接收端控制器401、低频磁场接收线圈403和功率接收线圈(图中未示出)。
无线充电的发射端201(以下简称发射端)包括:发射端控制器301、低频磁场发射线圈302和功率发射线圈(图中未示出)。
功率发射线圈将交流电以交变磁场的形式进行发射。
功率接收线圈将功率发射线圈发射的交变磁场转换为交流电。
低频磁场发射线圈303将交流电以低频磁场的形式进行发射。发射端201可以包括一个或多个低频磁场发射线圈303,本申请实施例对低频磁场发射线圈303的数量不作具体限定。
低频磁场接收线圈403将低频磁场转换为感应信号。该感应信号可以为感应电压或者感应电流,本申请实施例不作具体限定。接收端101可以包括一个或多个低频磁场接收线圈403,本申请实施例对低频磁场接收线圈403的数量不作具体限定。
低频磁场接收线圈403接收到的低频磁场可能由多个无线充电的发射端的低频磁场发射线圈产生,即此时产生的感应信号中可能存在干扰信号。本申请实施例利用感应信号的信号特征避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,下面具体说明。
可以理解的是,发射端201和接收端101之间存在对应关系,以下将为接收端101进行无线充电的发射端201称为接收端101对应的发射端,将不为接收端101充电且位置靠近接收端101的发射端称为其它发射端。在一些实施例中,当接收端位于电动汽车上时,当前电动汽车所处车位的发射端为对应的发射端,附近车位的发射端为其它发射端。
当低频磁场发射线圈303均停止工作时,此时低频磁场发射线圈303不发出低频磁场。接收端101的低频磁场接收线圈403正常工作,此时低频磁场接收线圈403接收的低频磁场为其它发射端的低频磁场发射线圈发射的低频磁场,即为干扰磁场,因此接收线圈转换的到的感应信号为干扰信号。
此时接收端控制器获取该干扰信号的信号特征,并为发射端201的各低频磁场发射线圈303分配与该干扰信号的信号特征不同的信号特征,并将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至发射端201。
例如,当发射端201包括两个低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2,且信号特征为信号的脉冲时间宽度时,当接收端控制器获取到干扰信号的脉冲时间宽度1ms和3ms时,可以为Ltx1分配脉冲时间宽度为2ms,为Ltx2分配脉冲时间宽度为4ms,并将低频磁场发射线圈与分配的脉冲时间宽度的对应关系发送给发射端201。
在一些实施例中,也可能不存在干扰磁场,此时接收端控制器未获取到干扰信号的信号特征,此时接收端控制器为各低频磁场发射线圈303分配的信号特征为预设信号特征。
发射端控制器401接收到该低频磁场发射线圈303与分配的信号特征的对应关系后,按照该对应关系控制逆变电路302的工作状态以使各低频磁场发射线圈303工作。此时各低频磁场发射线圈303发射的低频磁场被低频磁场接收线圈403接收后,产生的感应信号的信号特征为分配的信号特征。
继续参见上例,发射端控制器301控制逆变电路302的工作状态,使低频磁场发射线圈Ltx1在2ms的时间内持续发射低频磁场,即使得低频磁场接收线圈403能够转换得到脉冲时间宽度为2ms感应信号;然后使低频磁场发射线圈Ltx2在4ms的时间内持续发射低频磁场,即使得低频磁场接收线圈403能够转换得到脉冲时间宽度为4ms感应信号。
当接收端控制器401获取的感应信号中包括干扰信号时,接收端控制器401利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具备该分配的信号特征的感应信号则为干扰信号则为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,即排除了其它发射端的低频磁场发射线圈发射的低频磁场的干扰。
在一些实施例中,接收端控制器401可以直接检测低频磁场接收线圈403的感应信号的信号特征。在另一些实施例中,可以通过检测电路402获取低频磁场接收线圈403的感应信号的信号特征,并传输给接收端控制器401,本申请实施例不具体限定接收端控制器401获取该信号特征的方式。
在一些实施例中,接收端控制器401和发射端控制器301之间的通信通过通信模块实现,在一种可能的实现方式中,可以通过图2中示出的接收端通信模块101d和发射端通信模块201d实现通信;在另一种可能的实现方式中,可以通过独立于以上通信模块101d和201d而单独设置的通信模块实现,本申请实施例对此不作具体限定。
在一些实施例中,本申请实时中的接收端控制器401和发射端控制器301可以为专用集成电路(Application-specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,CPLD)、现场可编程逻辑门阵列(Field-programmable Gate Array,FPGA)、通用阵列逻辑(Generic Array Logic,GAL)或其任意组合,本申请实施例不作具体限定。
其中,继续参加图2,接收端控制器401可以与接收端控制模块101a集成在一起,也可以独立于该接收端控制模块101a而单独设置;发射端控制器301可以与发射端控制模块201a集成在一起,也可以独立于该发射端控制模块201a而单独设置,本申请实施例对此不作具体限定。
综上所述,本申请实施例提供的接收端的接收端控制器,当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。接收端控制器还将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号特征的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
下面以信号特征分别为信号脉冲宽度、信号编码和信号频率为例说明接收端和发射端的工作原理,可以理解的是,信号特征还可以为其它的特征,但实现原理类似,本申请不再赘述。
此外,为了方便说明,以下实施例均以接收端包括4个低频磁场接收线圈,发射端包括两个低频磁场发射线圈为例进行说明。可以理解的是,低频磁场接收线圈和低频磁场发射线圈的数量也可以具备不同的取值,但实现原理类似,本申请实施例不再赘述。
装置实施例二:
下面首先说明信号特征为信号脉冲宽度时的接收端和发射端的工作原理,信号脉冲宽度即信号脉冲的时间宽度。
参见图7,该图为本申请实施例提供的一种无线充电系统的示意图。
其中,无线充电的发射端包括:低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2、发射端控制器301、逆变电路302和低频磁场发射端通信模块304。
无线充电的接收端包括:低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4、接收端控制器401、检测电路402和低频磁场接收端通信模块404。
本申请实施例以逆变电路302具体为两个半桥逆变电路为例进行说明,其中,包括开关管Q1和Q2的半桥逆变电路用于将直流电转换为交流电后传输至低频磁场发射线圈Ltx1;包括开关管Q3和Q4的半桥逆变电路用于将直流电转换为交流电后传输至低频磁场发射线圈Ltx2。
电源Udc为直流电源,继续参见图2,当发射端连接的外部电源201e是直流电源时,该电源Udc可以为外部电源201e或对外部电源201e进行直流-直流(DC-DC)变换后得到;当发射端连接的外部电源201e是交流电源时,该电源Udc可以由外部电源201e进行整流后得到。
检测电路402的输入端连接低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4,检测电路402的输出端连接接收端控制器401,用于获取低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4的感应信号的幅值和信号脉冲宽度并发送给接收端控制器401。
检测电路402的数量可以为一个或多个,本申请实施例不作具体限定。在一些实施例中,检测电路402的数量可以与低频磁场接收线圈的数量相同且一一对应连接。
发射端与接收端之间可以通过低频磁场发射端通信模块304和低频磁场接收端通信模块404进行无线通信,发射端与接收端之间传输的信息采用双方共同遵守的通信协议进行解释。
下面具体说明接收端和发射端进行功率发射线圈和功率接收线圈的引导对准时的工作原理。
首先,由无线充电的发射端发起引导对准的请求,或由无线充电的接收端发起引导对准的请求,下面以接收端发起引导对准的请求为例进行说明。
发起请求的方式可以为:接收端控制器401通过低频磁场接收端通信模块404向发射端发送引导对准请求,该引导对准请求用于请求发射端进行引导对准。即可由发射端和接收端共同遵守的通信协议解释为请求发射端通过发射低频磁场进行引导对准。
发射端控制器301通过低频磁场发射端通信模块304接收到该引导对准请求,并向接收端做出应答,具体为向接收端发送第一应答信息,该第一应答信息中包括各低频磁场发射线圈的参数。
其中,该参数包括低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2的标识信息、尺寸信息,以及Ltx1和Ltx2分别与功率发射线圈的相对位置信息。其中,标识信息用于区分低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2;尺寸信息用于确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置;相对位置信息在低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置转换为功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置时需要用到。
接收端控制器401接收到第一应答信息后,向发射端发送第一指令,该第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作。接收端控制器401可以将第一应答信息中的参数保存在自身的存储单元中,或者保存在接收端的存储器中,待使用时进行调用。
发射端控制器301接收到第一指令后,向逆变电路302的开关管Q1-Q4发送停止工作的控制信号,以使低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2均停止发射低频磁场。
开关管的类型可以为以下任意一种:继电器、绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor,IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal OxideSemiconductor Filed Effect Transistor,MOSFET,以下简称MOS管)、SiC MOSFET(Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Filed Effect Transistor,碳化硅场效应管)等。当开关管为MOS管时,具体可以为PMOS管或NMOS管,本申请实施例对此不作具体限定。下面以开关管具体为NMOS管为例进行说明,此时该控制信号可以为PWM(Pulse widthmodulation,脉冲宽度调制)信号,当控制信号为低电平时,开关管关断;当控制信号为高电平时,开关管导通。因此发射端控制器301向逆变电路302的开关管Q1-Q4发送的控制信号为低电平,以使开关管Q1-Q4均处于关断状态。
发射端控制器301控制开关管Q1-Q4关断后,低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2不发射低频磁场。然后,发射端控制器301向接收端发送第二应答信息,该第二应答信息用于指示接收端各低频磁场发射线圈均已停止工作。
接收端控制器401当接收到发射端发送的第二应答信息时,得知对应的发射端的低频磁场发射线圈均停止发射低频磁场。此时接收端的低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4接收到的磁场信号即为其它发射端发射的干扰磁场,因此转换得到的感应信号为干扰信号,检测电路402检测该干扰信号的信号脉冲宽度并发送给接收端控制器401。
接收端控制器401获取当前的干扰信号的信号脉冲宽度并为各低频磁场发射线圈分配与干扰信号的信号脉冲宽度不同的信号脉冲宽度。在一些实施例中,接收端控制器401可能获取到多个不同的干扰信号的信号脉冲宽度,例如可能为1ms和3ms,则为了与干扰信号形成区别,接收端控制器401为低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分配的信号脉冲宽度需要与1ms和3ms均不相同,例如可以分别为2ms和4ms。可以理解的是,为低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分配的信号脉冲宽度可以相同也可以不同,本申请实施例不作具体限定。
在一些实施例中,也可能不存在干扰磁场,此时接收端控制器未获取到干扰信号的信号特征,接收端控制器为各低频磁场发射线圈303分配的信号脉冲宽度为预设信号脉冲宽度。
其中,感应信号可以为感应电压或感应电流,本申请实施例不作具体限定。
在一些实施例中,检测电路402当检测到感应信号的幅值大于预设幅值时,确定检测到干扰信号。预设幅值可以根据实际情况确定,本申请实施例不作具体限定。例如当感应信号为感应电压时,接收端控制器401当获取的感应电压的幅值大于30mV时,确定此时存在干扰信号。
然后接收端控制器401向发射端发送第二指令,该第二指令中包括各低频磁场发射线圈与分配的信号脉冲宽度的对应关系。继续参见上例,即该第二指令能够告知发射端为低频磁场发射线圈Ltx1分配的信号脉冲宽度为2ms,为低频磁场发射线圈Ltx2分配的信号脉冲宽度为4ms。该第二指令还用于请求发射端控制低频磁场发射线圈开始发射低频磁场。
发射端控制器301接受该第二指令后,第二指令中携带的对应关系调节逆变电路302的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈不同时地发射低频磁场。继续参见上例,发射端控制器301控制两个半桥逆变电路的开关管Q1-Q4的通断状态,使低频磁场发射线圈Ltx1发射磁场的同时低频磁场发射线圈Ltx1不发射磁场,Ltx1持续发送低频磁场2ms后停止,经过预设时间间隔后,再控制低频磁场发射线圈Ltx2发射磁场的同时低频磁场发射线圈Ltx1不发射磁场,Ltx2持续发送低频磁场4ms后停止,再经过预设时间间隔,重复以上过程。则低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2发射的低频磁场能够使各低频磁场接收线圈产生具有分配的信号脉冲宽度的感应信号。
接收端控制器401通过检测电路402获取低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4的感应信号的脉冲时间宽度,此时的感应信号中仍然可能包括干扰信号,但此时接收端控制器401可以根据脉冲时间宽度区分出感应信号是否为干扰信号。继续参见上例,接收端控制器401判断信号脉冲宽度不为2ms和4ms的感应信号为干扰信号,然后根据分配的信号脉冲宽度和低频磁场发射线圈的对应关系,确定产生2ms和4ms的感应信号的低频磁场是由哪个低频磁场发射线圈发送的,即确定出信号脉冲宽度为2ms对应低频磁场发射线圈Ltx1,信号脉冲宽度为4ms对应低频磁场发射线圈Ltx2。接收端控制器401然后再从检测电路402获取低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应的感应信号的幅值。
接收端控制器401根据获取的低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应的感应信号的幅值,和低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应尺寸信息,获取低频磁场发射线圈Ltx1-Ltx2与低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4的相对位置,然后根据参数中的低频磁场发射线圈Ltx1-Ltx2和功率发射线圈的相对位置、低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4与功率接收线圈的相对位置,确定出功率接收线圈和功率发射线圈之间的相对位置。
其中,低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4与功率接收线圈的相对位置预先确定并保存在接收端控制器401的存储单元中,或者保存在接收端的其它存储器中,待使用时进行调用。
在一些实施例中,发射端还包括发射端电容,每个低频磁场发射线圈串联连接一个发射端电容。继续参见图7,其中发射端电容Ctx1和Ctx2分别于低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2串联连接。
发射端电容Ctx1与低频磁场发射线圈Ltx1形成串联谐振电路,以增强发射的低频磁场。此时,发射端控制器301控制半桥逆变电路的开关管Q1-Q2的工作状态,将直流电转换为频率与Ctx1和Ltx1的串联谐振频率相同交流电。
发射端电容Ctx2与低频磁场发射线圈Ltx2形成串联谐振电路,以增强发射的低频磁场。此时,发射端控制器301控制半桥逆变电路的开关管Q3-Q4的工作状态,将直流电转换为频率与Ctx2和Ltx2的串联谐振频率相同交流电。
相应的,接收端还包括接收端电容,每个低频磁场接收线圈并联连接一个接收端电容。继续参见图7,其中接收端电容Crx1-Crx4分别于低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx2并联连接,每个接收端电容与对应并联的低频磁场接收线圈形成并联谐振电路,并联谐振频率与低频磁场发射线圈和发射端电容的串联谐振频率相同,进而能够增强低频磁场接收线圈对低频磁场的接受能力,并增大了低频磁场接收线圈的磁场接收距离。
综上所述,利用本申请实施例提供的方案,当发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号脉冲宽度不同的信号脉冲宽度,即为低频磁场发射线圈分配的信号脉冲宽度与干扰信号的信号脉冲宽度不同。接收端控制器还将各低频磁场发射线圈与分配的信号脉冲宽度的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号脉冲宽度的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号脉冲宽度的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
下面说明信号特征为信号编码时的接收端和发射端的工作原理。
装置实施例三:
继续参见图7,本申请实施例可以基于与实施例二相同的硬件装置实现,关于硬件装置的说明可以参见实施例二,本申请实施例在此不再赘述,而区别在于对信号特征的控制与识别的过程,下面具体说明。
本申请实施例的信号特征为信号编码,通过对低频磁场发射线圈发射的磁场信号进行控制,以使磁场信号能够表征编码。以下说明以采用的信号编码方式为二进制编码为例进行说明,实际应用中还可以采用其它的信号编码方式,例如4进制编码、8进制编码等,其原理类似,本申请实施例不再赘述。
当信号编码方式为二进制编码时,可以以不同的二进制数表征一个低频磁场发射线圈发出的磁场信号。
接收端控制器401当接收到发射端发送的第二应答信息时,得知对应的发射端的低频磁场发射线圈均停止发射低频磁场。此时接收端的低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4接收到的磁场信号即为其它发射端发射的干扰磁场,因此转换得到的感应信号为干扰信号,检测电路402检测该干扰信号的信号编码并发送给接收端控制器401。
接收端控制器401获取当前的干扰信号的信号编码并为各低频磁场发射线圈分配不同的信号脉冲宽度。在一些实施例中,接收端控制器401可能获取到多个不同的干扰信号的信号编码,例如可能为001和010,则为了与干扰信号形成区别,接收端控制器401为低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分配的信号编码需要与001和010均不相同,例如可以分别为101和111。可以理解的是,接收端控制器401为低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分配的信号编码可以相同也可以不同,本申请实施例不作具体限定,以下以分配的信号编码不同为例进行说明。
在一些实施例中,也可能不存在干扰磁场,此时接收端控制器未获取到干扰信号的信号特征,接收端控制器为各低频磁场发射线圈303分配的信号编码为预设信号编码。
其中,感应信号可以为感应电压或感应电流,本申请实施例不作具体限定。
然后接收端控制器401向发射端发送第二指令,该第二指令中包括各低频磁场发射线圈与分配的信号编码的对应关系。继续参见上例,即该第二指令能够告知发射端为低频磁场发射线圈Ltx1分配的信号编码为101,为低频磁场发射线圈Ltx2分配的信号编码为111。该第二指令还用于请求发射端控制低频磁场发射线圈开始发射低频磁场。
发射端可以用低频磁场发射线圈是否发射低频磁场来代表1和0,发射端控制器301控制低频磁场发射线圈每发射一位二进制数对应的低频磁场后,停止预设时间后再发射下一位二进制数对应的低频磁场。下面结合附图7说明。
发射端控制器301可以控制逆变电路302中的开关管Q1和Q2的通断状态,使低频磁场发射线圈Ltx1在预设持续时间内发射低频磁场,即此时对应的编码为1,然后控制开关管Q1和Q2断开并持续预设时间,接着再控制开关管Q1和Q2断开以使低频磁场发射线圈Ltx1在预设中断时间内停止发射低频磁场,即此时对应的编码为0,然后再次控制开关管Q1和Q2断开并持续预设时间,接着再控制开关管Q1和Q2的通断状态,使低频磁场发射线圈Ltx1在预设持续时间内发射低频磁场,即此时对应的编码为1,则完成了对信号编码为101的低频磁场的发射。
接收端的低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4能够产生具有分配的信号编码的感应信号。检测电路402根据感应信号的持续时间或中断时间以获取信号编码,即得到的了感应信号的信号特征。
当低频磁场发射线圈Ltx1发射完对应的信号编码为101后,发射端控制器301控制低频磁场发射线圈Ltx1停止发射低频磁场。然后控制控制逆变电路302中的开关管Q3和Q4的通断状态,使低频磁场发射线圈Ltx2采取与以上类似的方法发射对应的信号编码为111,本申请实施例在此不再赘述。
接收端控制器401通过检测电路402获取低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4的感应信号的信号编码,此时的感应信号中仍然可能包括干扰信号,但此时接收端控制器401可以根据信号编码区分出感应信号是否为干扰信号。即接收端控制器401判断信号编码不为101和111的感应信号为干扰信号,然后根据分配的信号编码和低频磁场发射线圈的对应关系,确定产生信号编码为101和111的感应信号的低频磁场是由哪个低频磁场发射线圈发送的,即确定出信号编码101对应低频磁场发射线圈Ltx1,信号编码111对应低频磁场发射线圈Ltx2。
接收端控制器401然后再从检测电路402获取低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应的感应信号的幅值。
接收端控制器401根据获取的低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应的感应信号的幅值,和低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分别对应尺寸信息,获取低频磁场发射线圈Ltx1-Ltx2与低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4的相对位置,然后根据参数中的低频磁场发射线圈Ltx1-Ltx2和功率发射线圈的相对位置、低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4与功率接收线圈的相对位置,确定出功率接收线圈和功率发射线圈之间的相对位置。
其中,低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4与功率接收线圈的相对位置预先确定并保存在接收端控制器401的存储单元中,或者保存在接收端的其它存储器中,待使用时进行调用。
综上所述,利用本申请实施例提供的方案,当发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号编码不同的信号编码,即为低频磁场发射线圈分配的信号编码与干扰信号的信号编码不同。接收端控制器还将各低频磁场发射线圈与分配的信号编码的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号编码的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号编码的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
下面说明信号特征为信号频率时的接收端和发射端的工作原理。
装置实施例四:
参见图8,该图为本申请实施例提供的另一种无线充电系统的示意图。
本申请实施例提供的无线充电系统的硬件装置与图7所示的无线充电系统的区别在于:
每个低频磁场接收线圈串联一个频率调节电路,其中,每个频率调节电路包括至少两个并联连接的频率调节支路,每个频率调节支路包括串联连接的发射端电容和开关。图中以低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2串联的频率调节电路包括4个频率调节支路为例进行说明。其中,开关S1-S8分别与CTx1-CTx8对应串联连接。
接收端的每个低频磁场接收线圈并联连接至少两个频率调节支路,其中,每个频率调节支路包括串联连接的接收端电容和开关。图中以每个低频磁场接收线圈并联4个频率调节支路为例进行说明。其中,开关S9-S24分别与CRx1-CRx8对应串联连接。
其中每个低频磁场发射线圈的频率调节电路中包括的频率调节支路的数量,与每个低频磁场接收线圈并联的频率调节支路的数量可以相同,也可以不同,本申请实施例不作具体限定,但是需要满足:通过调节开关的通断状态,使接收端的低频磁场发射线圈与接入的接收端电容形成的并联谐振电路的并联谐振频率,和发射端的低频磁场发射线圈与接入的发射端电容形成的串联谐振电路的谐振频率相同。
下面说明利用信号频率获取功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置的原理。
接收端控制器401和发射端控制器301的部分信息交互过程类似,本申请实施例在此不再赘述。
接收端控制器401当接收到发射端发送的第二应答信息时,得知对应的发射端的低频磁场发射线圈均停止发射低频磁场。此时接收端的低频磁场接收线圈Lrx1-Lrx4接收到的磁场信号即为其它发射端发射的干扰磁场,因此转换得到的感应信号为干扰信号,检测电路402检测该干扰信号的信号频率并发送给接收端控制器401。
接收端控制器401获取当前的干扰信号的信号频率并为各低频磁场发射线圈分配不同的信号频率。可以理解的是,接收端控制器401为低频磁场发射线圈Ltx1和Ltx2分配的信号频率可以相同也可以不同,本申请实施例不作具体限定,下面以为低频磁场发射线圈Ltx1分配第一频率,为低频磁场发射线圈Ltx2分配第二频率为例进行说明。
在一些实施例中,也可能不存在干扰磁场,此时接收端控制器未获取到干扰信号的信号频率,接收端控制器为各低频磁场发射线圈303分配的信号频率为预设信号频率,即此时分配的第一频率和第二频率为预设信号频率。
其中,感应信号可以为感应电压或感应电流,本申请实施例不作具体限定。
然后接收端控制器401向发射端发送第二指令,该第二指令中包括各低频磁场发射线圈与分配的信号频率的对应关系,即该第二指令能够告知发射端为低频磁场发射线圈Ltx1分配的信号频率为第一频率,为低频磁场发射线圈Ltx2分配的信号频率为第二频率。该第二指令还用于请求发射端控制低频磁场发射线圈开始发射低频磁场。
发射端控制器301根据对应关系控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场发射线圈与接入的发射端电容的串联谐振频率与为所述低频磁场发射线圈分配的信号频率相同。
发射端控制器301调节逆变电路302中的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈发射低频磁场。
此时,当为各低频磁场发射线圈分配的信号频率相同时,各低频磁场发射线圈可以不同时发射低频磁场;而当为各低频磁场发射线圈分配的信号频率不相同时,各低频磁场发射线圈可以同时发射低频磁场,也可以不同时发送低频磁场。
接收端控制器401控制接收端各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场接收线圈和接入的接收端电容的并联谐振频率与分配的信号频率相同,进而增强了接收线圈对低频磁场的接收能力。
其中,发射端和接收端的频率调节支路中的开关的类型可以与逆变电路302中的开关类型相同,也可以不同,本申请实施例不作具体限定。
综上所述,当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,低频磁场接收线圈处接受的低频磁场为干扰磁场,转换得到的感应信号为干扰信号,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号频率不同的信号频率,即为低频磁场发射线圈分配的信号频率与干扰信号的信号频率不同。接收端控制器还将各低频磁场发射线圈与分配的信号频率的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号频率的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号频率的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
方法实施例:
基于以上实施例提供的无线充电的发射端和无线充电的接收端,本申请实施例还提供了一种无线充电的控制方法,用于引导对准功率发射线圈和功率接收线圈,下面结合附图具体说明。
参见图9,该图为本申请实施例提供的一种无线充电的控制方法的流程图。
该方法应用于无线充电的接收端,包括以下步骤:
S901:当各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,且将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。
S902:当低频磁场发射线圈工作时,利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
参见图10,该图为本申请实施例提供的另一种无线充电的控制方法的流程图。
该方法应用于无线充电的发射端,包括以下步骤:
S1001:接收无线充电的接收端发送的各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系。
S1002:按照对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作,其中,分配的信号特征为各低频磁场发射线圈均停止工作时,接收端为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征。
下面结合接收端和发射端的具体实现方式说明以上的控制方法。
参见图11,该图为本申请实施例提供的又一种无线充电的控制方法的流程图。
图示方法包括以下步骤:
S1101:接收端向发射端发送引导对准请求,引导对准请求用于请求发射端进行引导对准。
S1102:发射端接收引导对准请求,向接收端发送第一应答信息,第一应答信息包括各低频磁场发射线圈的参数。
该参数包括低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息,以及低频磁场发射线圈分别与功率发射线圈的相对位置信息。其中,标识信息用于区分不同的低频磁场发射线圈;尺寸信息用于确定低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置;相对位置信息在低频磁场发射线圈和低频磁场接收线圈的相对位置转换为功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置时需要用到。
S1103:接收端接收发射端发送的第一应答信息。
S1104:接收端向发射端发送第一指令,第一指令用于指示发射端控制各低频磁场发射线圈均停止工作。
S1105:发射端接收第一指令,控制各低频磁场发射线圈均停止工作,向接收端发送第二应答信息,第二应答信息用于指示接收端各低频磁场发射线圈均已停止工作。
S1106:接收端接收到第二应答信息时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,当前未获取到感应信号的信号特征时,为各低频磁场发射线圈分配预设的信号特征。
信号特征可以为信号脉冲宽度、信号编码和信号频率中的一项。
当信号特征为信号脉冲宽度时,可以检测感应信号的脉冲持续时间以获取感应信号的信号脉冲宽度。
当信号特征为信号编码时,可以根据感应信号的持续时间或中断时间获取信号编码。
当信号特征为信号频率时,感应信号的频率即为信号频率。
当信号特征为信号频率时,每个所述低频磁场接收线圈并联连接至少两个频率调节支路,其中,每个频率调节支路包括串联连接的接收端电容和开关。
接收端控制器控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场接收线圈和接入的接收端电容的并联谐振频率与分配的信号频率相同。
当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,低频磁场接收线圈处接受的低频磁场为干扰磁场,转换得到的感应信号为干扰信号,接收端控制器为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。
S1107:接收端向发射端发送包括各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,第二指令还用于请求发射端控制低频磁场发射线圈开始工作。
S1108:发射端接收第二指令并控制低频磁场发射线圈开始工作。
当信号特征为信号脉冲宽度时,根据对应关系调节逆变电路的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈不同时地发射所述低频磁场,该低频磁场用于使各低频磁场接收线圈产生具有分配的信号脉冲宽度的感应信号。
当信号特征为信号编码时,根据对应关系调节逆变电路中的开关管的控制信号,以使低频磁场发射线圈按照预设持续时间发射低频磁场或按照预设中断时间停止工作。
其中,信号编码的方式是二进制编码,发射端控制器可以控制低频磁场发射线圈每发射一位二进制数对应的低频磁场后,停止预设时间后再发射下一位二进制数对应的低频磁场。
当信号特征为信号频率时,每个低频磁场发射线圈串联一个频率调节电路,其中,每个频率调节电路包括至少两个并联连接的频率调节支路,每个频率调节支路包括串联连接的发射端电容和开关。发射端控制器根据对应关系控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使低频磁场发射线圈与接入的发射端电容的串联谐振频率与为低频磁场发射线圈分配的信号频率相同,并调节逆变电路中的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各低频磁场发射线圈发射低频磁场。
此时,当为各低频磁场发射线圈分配的信号频率相同时,各低频磁场发射线圈可以不同时发射低频磁场;而当为各低频磁场发射线圈分配的信号频率不相同时,各低频磁场发射线圈可以同时发射低频磁场,也可以不同时发送低频磁场。
S1109:接收端根据对应关系,确定各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值,并根据各低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值、各低频磁场接收线圈和功率接收线圈的相对位置和参数获取功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
可以理解的是,以上步骤的划分与顺序仅是为了方便说明本方案的原理,并不构成对于本申请的限定。
综上所述,利用本申请实施例提供的方法,当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。并将各低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。发射端接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端可以利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号特征的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
无线充电系统实施例:
基于以上实施例提供的无线充电的发射端和无线充电的接收端,本申请实施例还提供了一种无线充电系统,下面结合附图具体说明。
参见图12,该图为本申请实施例提供的无线充电系统的示意图。
该无线充电系统1200包括无线充电的发射端201和无线充电的接收端101。
其中,无线充电的接收端101包括:接收端控制器、功率接收线圈和低频磁场接收线圈。
无线充电的发射端201包括:逆变电路、发射端控制器、功率发射线圈和低频磁场发射线圈。
关于无线充电接收端101和无线充电的发射端201的具体实现方式和工作原理可以参见以上装置实时例和方法实施例的相关说明,本申请实施例在此不再赘述。
利用本申请实施例提供的无线充电系统,当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,低频磁场接收线圈处接受的低频磁场为干扰磁场,转换得到的感应信号为干扰信号,接收端控制器为各所述低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。接收端控制器还将各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端。
发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号特征的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够避免相邻车位的低频磁场信号之间的相互干扰,进而使获取的功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置更加准确。
电动汽车实施例:
基于以上实施例提供的无线充电的接收端,本申请实施例开提供了一种具有无线充电功能的电动汽车,下面结合附图具体说明。
参见图13,该图为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。
该电动汽车100包括无线充电的接收端101、动力电池组和显示屏幕(图中未示出)。
其中,无线充电的接收端101用于为电动汽车的动力电池充电,关于无线充电的接收端101的实现方式和工作原理可以参见以上实施例中的相关说明,本申请实施例再次不再赘述。
动力电池组用于与接收端电连接,以使用来自接收端的电能进行充电,同时用于为电动汽车提供电能。
显示屏幕用于显示功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,进而引导驾驶员在泊车过程中将功率发射线圈和功率接收线圈对准。
电动汽车的无线充电的接收端101包括了接收端控制器,该接收端控制器能够当无线充电的发射端的各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,即为低频磁场发射线圈分配的信号特征与干扰信号的信号特征不同。接收端控制器还将各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端,以使发射端控制器接收并按照该对应关系控制逆变电路以使各低频磁场发射线圈工作。此时接收端控制器可以利用具有分配的信号特征的感应信号确定功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置,而不具有分配的信号特征的感应信号即为干扰信号,不会被用于确定所述相对位置,因此能够使电动汽车在进行泊车时,避免收到相邻车位的低频磁场信号的干扰,进而能够更加准确的对准功率发射线圈和功率接收线圈,提升了电动汽车在进行无线充电时的充电功率和充电效率。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外,还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (34)
1.一种无线充电的接收端,其特征在于,包括:接收端控制器、功率接收线圈和低频磁场接收线圈;
所述功率接收线圈,用于将功率发射线圈发射的交变磁场转换为交流电;
所述低频磁场接收线圈,用于将低频磁场转换为感应信号;
所述接收端控制器,用于当本车位的各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各所述低频磁场发射线圈分配与当前的感应信号的信号特征不同的信号特征,且将各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端;还用于当所述低频磁场发射线圈工作时,利用具有所述分配的信号特征的感应信号确定所述功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
2.根据权利要求1所述的接收端,其特征在于,所述接收端控制器当各低频磁场发射线圈均停止工作且未获取到所述信号特征时,为各所述低频磁场发射线圈分配的信号特征为预设信号特征。
3.根据权利要求1或2所述的接收端,其特征在于,所述接收端控制器,还用于:
向所述发射端发送引导对准请求,所述引导对准请求用于请求所述发射端进行引导对准;
接收所述发射端发送的第一应答信息,所述第一应答信息包括各所述低频磁场发射线圈的参数。
4.根据权利要求3所述的接收端,其特征在于,所述接收端控制器,具体用于:
向所述发射端发送第一指令,所述第一指令用于指示所述发射端控制各所述低频磁场发射线圈均停止工作;
当接收到所述发射端发送的第二应答信息时,为各所述低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,所述第二应答信息用于指示所述接收端各所述低频磁场发射线圈均已停止工作。
5.根据权利要求4所述的接收端,其特征在于,所述接收端控制器,具体用于:
向所述发射端发送包括各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,所述第二指令还用于请求所述发射端控制所述低频磁场发射线圈开始工作。
6.根据权利要求5所述的接收端,其特征在于,所述参数包括:
所述低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及所述低频磁场发射线圈与所述功率发射线圈的相对位置信息。
7.根据权利要求6所述的接收端,其特征在于,所述接收端控制器,还用于:
根据所述对应关系,确定各所述低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值;
根据各所述低频磁场发射线圈对应的信号特征和幅值、各所述低频磁场接收线圈和所述功率接收线圈的相对位置以及所述参数获取所述功率发射线圈和所述功率接收线圈的相对位置。
8.根据权利要求1所述的接收端,其特征在于,所述信号特征为以下中的一项:
信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
9.根据权利要求8所述的接收端,其特征在于,还包括:检测电路;
所述检测电路的输入端连接所述低频磁场接收线圈,所述检测电路的输出端连接所述接收端控制器;
所述检测电路,用于获取所述感应信号的幅值和信号特征并发送给所述接收端控制器。
10.根据权利要求9所述的接收端,其特征在于,还包括:接收端电容;
每个所述低频磁场接收线圈并联连接一个所述接收端电容;
所述接收端电容,用于与所述低频磁场接收线圈形成并联谐振电路。
11.根据权利要求10所述的接收端,其特征在于,所述信号特征为所述信号脉冲宽度,所述检测电路,用于检测所述感应信号的脉冲持续时间以获取所述感应信号的信号脉冲宽度。
12.根据权利要求10所述的接收端,其特征在于,所述信号特征为所述信号编码,所述检测电路,用于根据所述感应信号的持续时间或中断时间以获取所述信号编码。
13.根据权利要求9所述的接收端,其特征在于,所述信号特征为所述信号频率,每个所述低频磁场接收线圈并联连接至少两个频率调节支路,其中,每个所述频率调节支路包括串联连接的接收端电容和开关;
所述接收端控制器,用于控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使所述低频磁场接收线圈和接入的接收端电容的并联谐振频率与分配的信号频率相同。
14.一种无线充电的发射端,其特征在于,包括:逆变电路、发射端控制器、功率发射线圈和低频磁场发射线圈;
所述功率发射线圈,用于将交流电以交变磁场的形式进行发射;
所述逆变电路,用于将直流电转换为交流电后传输至所述低频磁场发射线圈;
所述低频磁场发射线圈,用于将所述交流电以低频磁场的形式进行发射;
所述发射端控制器,用于接收无线充电的接收端发送的各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系,还用于按照所述对应关系控制所述逆变电路以使各所述低频磁场发射线圈工作,其中,所述分配的信号特征为本车位的各所述低频磁场发射线圈均停止工作时,所述接收端控制器为各所述低频磁场发射线圈分配的与当前的感应信号的信号特征不同的信号特征。
15.根据权利要求14所述的发射端,其特征在于,当各所述低频磁场发射线圈均停止工作且所述接收端控制器未获取到所述信号特征时,所述分配的信号特征是为各所述低频磁场发射线圈分配的预设信号特征。
16.根据权利要求14或15所述的发射端,其特征在于,所述发射端控制器,还用于:
接收所述接收端发送的引导对准请求,所述引导对准请求用于请求所述发射端进行引导对准;
向所述接收端发送第一应答信息,所述第一应答信息包括各所述低频磁场发射线圈的参数。
17.根据权利要求16所述的发射端,其特征在于,所述发射端控制器,还用于:
接收所述接收端发送的第一指令,所述第一指令用于指示所述发射端控制各所述低频磁场发射线圈均停止工作;
所述发射端控制器,还用于向所述接收端发送第二应答信息,所述第二应答信息用于指示所述接收端各所述低频磁场发射线圈均已停止工作。
18.根据权利要求17所述的发射端,其特征在于,所述发射端控制器,具体用于:
接收所述接收端发送的包括各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系的第二指令,所述第二指令还用于请求所述发射端控制所述低频磁场发射线圈开始工作。
19.根据权利要求18所述的发射端,其特征在于,所述参数包括:
所述低频磁场发射线圈的标识信息、尺寸信息以及与所述低频磁场发射线圈所述功率发射线圈的相对位置信息。
20.根据权利要求14所述的发射端,其特征在于,所述信号特征为以下中的一项:
信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
21.根据权利要求20所述的发射端,其特征在于,还包括:发射端电容;
每个所述低频磁场发射线圈串联连接一个所述发射端电容;
所述发射端电容,用于与所述低频磁场发射线圈形成串联谐振电路。
22.根据权利要求21所述的发射端,其特征在于,所述信号特征为所述信号脉冲宽度,所述发射端控制器,具体用于:
根据所述对应关系调节所述逆变电路的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各所述低频磁场发射线圈不同时地发射所述低频磁场,所述低频磁场用于使各所述低频磁场接收线圈产生具有分配的信号脉冲宽度的感应信号。
23.根据权利要求21所述的发射端,其特征在于,所述信号特征为所述信号编码,所述发射端控制器,具体用于:
根据所述对应关系调节所述逆变电路中的开关管的控制信号,以使所述低频磁场发射线圈按照预设持续时间发射所述低频磁场或按照预设中断时间停止工作。
24.根据权利要求23所述的发射端,其特征在于,所述信号编码的方式是二进制编码,所述发射端控制器,具体用于:
控制所述低频磁场发射线圈每发射一位二进制数对应的低频磁场后,停止预设时间后再发射下一位二进制数对应的低频磁场。
25.根据权利要求20所述的发射端,其特征在于,所述信号特征为所述信号频率,每个所述低频磁场发射线圈串联一个频率调节电路,其中,每个频率调节电路包括至少两个并联连接的频率调节支路,每个频率调节支路包括串联连接的发射端电容和开关;所述发射端控制器,具体用于:
根据所述对应关系控制各频率调节支路中的开关的工作状态,使所述低频磁场发射线圈与接入的发射端电容的串联谐振频率与为所述低频磁场发射线圈分配的信号频率相同;
调节所述逆变电路中的开关管的控制信号的占空比和/或频率,以使各所述低频磁场发射线圈发射所述低频磁场。
26.一种无线充电的控制方法,应用于无线充电的接收端,所述接收端包括:接收端控制器、功率接收线圈和低频磁场接收线圈;所述功率接收线圈,用于将功率发射线圈发射的交变磁场转换为交流电;所述低频磁场接收线圈,用于将低频磁场转换为感应信号;所述方法包括:
当本车位的各低频磁场发射线圈均停止工作时,为各所述低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征,且将各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系发送至无线充电的发射端;
当所述低频磁场发射线圈工作时,利用具有所述分配的信号特征的感应信号确定所述功率发射线圈和功率接收线圈的相对位置。
27.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当各低频磁场发射线圈均停止工作且未获取到所述信号特征时,为各所述低频磁场发射线圈分配的信号特征为预设信号特征。
28.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,所述信号特征为以下中的一项:
信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
29.一种无线充电的控制方法,应用于无线充电的发射端,所述发射端包括:逆变电路、发射端控制器、功率发射线圈和至少低频磁场发射线圈;所述功率发射线圈,用于将交流电以交变磁场的形式进行发射;所述逆变电路,用于将直流电转换为交流电后传输至所述低频磁场发射线圈;所述低频磁场发射线圈,用于将所述交流电以低频磁场的形式进行发射;所述方法包括:
接收无线充电的接收端发送的各所述低频磁场发射线圈与分配的信号特征的对应关系;
按照所述对应关系控制所述逆变电路以使各所述低频磁场发射线圈工作,其中,所述分配的信号特征为本车位的各所述低频磁场发射线圈均停止工作时,所述接收端为各所述低频磁场发射线圈分配与当前获取的感应信号的信号特征不同的信号特征。
30.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,当各低频磁场发射线圈均停止工作且所述接收端未获取到所述信号特征时,所述分配的信号特征是为各所述低频磁场发射线圈分配的预设信号特征。
31.根据权利要求29所述的方法,其特征在于,所述信号特征为以下中的一项:
信号脉冲宽度、信号编码和信号频率。
32.一种无线充电系统,其特征在于,所述系统包括,权利要求1-13中任意一项所述的无线充电的接收端,和权利要求14-25中任意一项所述的任意一项所述的无线充电的发射端。
33.一种电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括权利要求1-13中任意一项所述的无线充电的接收端,还包括动力电池组;
所述动力电池组,用于与所述接收端电连接,以使用来自所述接收端的电能进行充电,同时用于为所述电动汽车提供电能。
34.根据权利要求33所述的电动汽车,其特征在于,所述电动汽车还包括显示屏幕;
所述显示屏幕,用于显示所述功率发射线圈和所述功率接收线圈的相对位置。
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