CN115032467A - 无线充电电动车电磁环境监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线充电电动车电磁环境监测装置和方法，所述无线充电电动车电磁环境监测装置包括架体、第一支架、第二支架、交变电场传感器、交变磁场传感器、交变电流传感器、数据处理模块和显示模块；架体底部设有万向轮；第一支架一侧与架体滑动连接；第二支架位于第一支架下侧，一侧与架体滑动连接；交变电场传感器与第一支架滑动连接；交变磁场传感器与第二支架滑动连接；交变电流传感器与架体一侧滑动连接；数据处理模块与架体连接，并与交变电场传感器、交变磁场传感器和交变电流传感器电性连接；显示模块与架体连接。所述无线充电电动车电磁环境监测方法利用关联函数对数据进行矫正，提高数据的准确度。

Description

无线充电电动车电磁环境监测装置和方法

技术领域

本发明属于电磁环境测量技术领域，具体涉及一种无线充电电动车电磁环 境监测装置和方法。

背景技术

随着无线充电技术的在汽车领域动能传输方面发展和推广，无线充电方式 对环境和使用者可能产生的潜在电磁安全问题也逐渐引起社会各界的重视。电 磁感应式无线充电的工作原理为交流电流流过发射线圈，在发射线圈周围产生 变化的磁场，变化的磁场会在位于附近的接收线圈中产生感应电流，从而完成 能量的传输，在能量传输的过程中，电磁交互作用不可避免地会对周围环境以 及生物产生影响，无线充电系统内部的耦合及其与外部环境、车辆、转向架等 部件的耦合，也存在电磁安全隐患。

一般地，电动汽车控制设备包括电气系统、牵引系统、制动系统、网络控 制系统、空调系统等。由于设备密度大，线缆密集，因此控制设备的电磁环境 十分复杂。在这种情况下，如何实现车载控制设备间的电磁兼容，以使各设备 协同工作而互不干扰，更重要的是避免无线充电过程中电磁环境对人体产生危 害，成为电动汽车研发者面临的重要问题。因此，需要对无线充电电动汽车充 电时所处的电磁环境进行监测。

发明内容

本发明实施例提供一种无线充电电动车电磁环境监测装置和方法，旨在监 测无线充电电动汽车充电时所处的电磁环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

第一方面，本发明实施例提供一种无线充电电动车电磁环境监测装置，包 括：

架体，底部设有万向轮；

第一支架，一侧与所述架体滑动连接；

第二支架，位于所述第一支架下侧，一侧与所述架体滑动连接；

交变电场传感器，与所述第一支架滑动连接，具有在水平平面内沿直线滑 动的自由度；

交变磁场传感器，与所述第二支架滑动连接，滑动轨迹与所述交变电场传 感器沿所述第一支架滑动的滑动轨迹平行；

交变电流传感器，与所述架体一侧滑动连接，具有在竖直方向上滑动的自 由度；

数据处理模块，与所述架体连接，并与所述交变电场传感器、所述交变磁 场传感器和所述交变电流传感器电性连接，用来对所述交变电场传感器、所述 交变磁场传感器和所述交变电流传感器检测的数据进行处理，得出待监测点的 电场强度、磁场强度和电流强度；

显示模块，与所述架体连接，并与所述数据处理模块电性连接，用来显示 所述数据处理模块的处理结果。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括三个第一驱动组件与所 述架体连接，三个所述第一驱动组件的动力输出端分别与所述第一支架、所述 第二支架和所述交变电流传感器连接，用来分别驱动所述第一支架、所述第二 支架和所述交变电流传感器沿所述架体滑动。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一驱动组件包括第一动 力组件和第一螺杆，所述第一动力组件与所述架体连接，所述第一螺杆一端与 所述架体转动连接，另一端与所述第一动力组件的动力输出端连接，所述第一 支架、所述第二支架和所述交变电流传感器分别与一根不同的所述第一螺杆螺 纹连接，并与两外两根所述第一螺杆滑动连接。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括两个第二驱动组件，两 个所述第二驱动组件分别与所述第一支架和所述第二支架连接，两个所述第二 驱动组件的动力输出端分别与所述交变电场传感器和所述交变磁场传感器连 接，以驱动所述交变电场传感器沿所述第一支架滑动，驱动所述交变磁场传感 器沿所述第二支架滑动。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二驱动组件包括第二动 力组件和第二螺杆，所述第二动力组件与所述第一支架或者所述第二支架连接， 所述第二螺杆一端与所述第二动力组件的动力输出端连接，并与所述交变电场 传感器或者所述交变磁场传感器螺纹连接。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括伸缩架、底板和第三驱 动组件，所述第三驱动组件与所述架体连接，动力输出端与所述伸缩架连接， 用来驱动所述伸缩架展开或者收缩，所述伸缩架上端与所述架体连接，下端与 所述底板连接，所述底板用来与地面抵接。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括远程终端模块，所述数 据处理模块与所述远程终端模块电性连接，用来将处理后的数据传递给所述远 程终端模块。

基于第一方面，在一种可能的实现方式中，所述交变电场传感器的检测频 率范围为30MHz～3GHz，交变磁场传感器的检测频率范围为9kHz～30MHz， 交变电流传感器的检测频率范围为9kHz～30MHz。

第二方面，本发明实施例还提供了一种无线充电电动车电磁环境监测方法， 包括以下步骤：

A、将上述的无线充电电动车电磁环境监测装置移动到待检测点，调整所 述交变电场传感器、所述交变磁场传感器和所述交变电流传感器相对所述架体 的位置；

B、利用所述交变电场传感器、所述交变磁场传感器和所述交变电流传感 器分别监测待监测点的电场强度、磁场强度和电流强度，并将信息传递给信息 处理模块；

C、数据处理模块对电场强度数据、磁场强度数据和电流强度数据进行循 环采集，并将采集到的数据存入寄存器；

D、数据处理模块读取寄存器内的历史数据，并根据历史数据分别拟合电 场强度数据曲线、磁场强度数据曲线和电流强度数据曲线，然后分别建立每个 数据曲线与另外两个数据曲线的关联函数；

E、根据最新采集的数据对三条数据曲线进行更新，对比更新前后数据曲 线之间关联函数的变化，根据关联函数的非线性变化率确定对应的数据误差概 率，对于误差概率最大的数据，使用另外两个数据曲线对其进行校正，进而提 高数据的准确度；

F、数据处理模块将处理后的收据分别发送至数据显示模块和远程终端模 块。

基于第二方面，在一种可能的实现方式中，步骤E中，对误差概率最大的 数据进行校正包括以下在步骤：

E1、分别使用另外两个数据曲线根据对应的关联函数计算出待校准数据的 计算值；

E2、根据所使用的关联函数的非线性变化率对计算值赋予权重，对计算值 进行加权平均；

E3、使用加权平均之后的计算值对数据曲线进行重新拟合更新，再次计算 数据曲线之间关联函数的变化，若对应关联函数的非线性变化率缩小，则结束 校正，否则返回步骤E2，调整计算值的权重。

本发明提供的无线充电电动车电磁环境监测装置的有益效果是：与现有技 术相比，本发明提供的无线充电电动车电磁环境监测装置在架体底部设有万向 轮，能够便捷的移动监测装置的位置，且交变电场传感器、交变磁场传感器和 交变电流传感器均可相对架体移动，能够便捷的调整监测装置监测的位置。

本发明提供的无线充电电动车电磁环境监测方法的有益效果是：与现有技 术相比，本发明提供的无线充电电动车电磁环境监测方法，先利用历史数据生 成数据曲线，再建立每个数据曲线与另外两个数据曲线之间的关联函数，根据 数据更新前后关联函数的非线性变化率确定对应数据的误差概率，然后对误差 概率最大的数据，利用另外两条数据曲线进行修正，进而大大提高数据的准确 度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测装置的立体结构 示意图；

图2为本发明实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测装置的主视结构 示意图；

附图标记说明：

10、架体；11、万向轮；12、第一支架；13、第二支架；

21、交变电场传感器；22、交变磁场传感器；23、交变电流传感器；

24、数据处理模块；25、显示模块；31、第一动力组件；32、第一螺杆；

41、第二动力组件；42、第二螺杆；51、伸缩架；52、底板；

53、第三驱动组件。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是 全部实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅是说明性的，决不 作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本 申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器 件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、 数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附 图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领 域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下， 所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的 所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此， 示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在 下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后 的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、 “横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是 基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未 作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有 特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围 的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在…… 上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器 件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨 在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如， 如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器 件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他 器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位，并且对这里所 使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅 仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊 含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的无线充电电动车电磁环境监测 装置和方法进行说明。

无线充电电动车电磁环境监测方法，包括架体10、第一支架12、第二支架 13、交变电场传感器21、交变磁场传感器22、交变电流传感器23、数据处理 模块24和显示模块25；架体10底部设有万向轮11；第一支架12一侧与架体 10滑动连接；第二支架13位于第一支架12下侧，一侧与架体10滑动连接； 交变电场传感器21与第一支架12滑动连接，具有在水平平面内沿直线滑动的 自由度；交变磁场传感器22与第二支架13滑动连接，滑动轨迹与交变电场传 感器21沿第一支架12滑动的滑动轨迹平行；交变电流传感器23与架体10一 侧滑动连接，具有在竖直方向上滑动的自由度；数据处理模块24与架体10连 接，并与交变电场传感器21、交变磁场传感器22和交变电流传感器23电性连 接，用来对交变电场传感器21、交变磁场传感器22和交变电流传感器23检测 的数据进行处理，得出待监测点的电场强度、磁场强度和电流强度；显示模块 25与架体10连接，并与数据处理模块24电性连接，用来显示数据处理模块24 的处理结果。

本实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测装置的有益效果是：与现有 技术相比，本实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测装置在架体10底部设 有万向轮11，能够便捷的移动监测装置的位置，且交变电场传感器21、交变磁 场传感器22和交变电流传感器23均可相对架体10移动，能够便捷的调整监测 装置监测的位置。

如图1和图2所示，在一种具体的实施方式中，还包括三个第一驱动组件 与架体10连接，三个第一驱动组件的动力输出端分别与第一支架12、第二支 架13和交变电流传感器23连接，用来分别驱动第一支架12、第二支架13和 交变电流传感器23沿架体10滑动。

具体的，第一驱动组件包括第一动力组件31和第一螺杆32，第一动力组 件31与架体10连接，第一螺杆32一端与架体10转动连接，另一端与第一动 力组件31的动力输出端连接，第一支架12、第二支架13和交变电流传感器23 分别与一根不同的第一螺杆32螺纹连接，并与两外两根第一螺杆32滑动连接。

需要说明的是，第一支架12与一侧的第一螺杆32螺纹连接，与另外两根 第一螺杆32滑动连接；第二支架13与另一侧的第一螺杆32螺纹连接，与另外 两根第一螺杆32滑动连接；交变电流传感器23与中间位置的第一螺杆32螺纹 连接，与另外两根第一螺杆32滑动连接；交变电流传感器23位于第一支架12 与第二支架13之间；通过控制不同的第一动力组件31驱动不同的第一螺杆32 转动，即可调整第一支架12、第二支架13和交变电流传感器23的位置。

如图1和图2所示，在一种具体的实施方式中，还包括两个第二驱动组件， 两个第二驱动组件分别与第一支架12和第二支架13连接，两个第二驱动组件 的动力输出端分别与交变电场传感器21和交变磁场传感器22连接，以驱动交 变电场传感器21沿第一支架12滑动，驱动交变磁场传感器22沿第二支架13 滑动。

具体的，第二驱动组件包括第二动力组件41和第二螺杆42，第二动力组 件41与第一支架12或者第二支架13连接，第二螺杆42一端与第二动力组件 41的动力输出端连接，并与交变电场传感器21或者交变磁场传感器22螺纹连 接，通过控制第二动力组件41驱动第二螺杆42转动，即可调整交变电场传感 器21在第一支架12上的位置，和交变磁场传感器22在第二支架13上的位置。

如图1和图2所示，在一种具体的实施方式中，还包括伸缩架51、底板52 和第三驱动组件53，第三驱动组件53与架体10连接，动力输出端与伸缩架51 连接，用来驱动伸缩架51展开或者收缩，伸缩架51上端与架体10连接，下端 与底板52连接，底板52用来与地面抵接。

需要说明的是，在将监测装置移动到指定位置后，通过控制第三驱动组件 53控制伸缩架51展开，带动底板52向下运动，直至底板52与地面接触然后 将架体10顶起，避免在监测过程中，架体10滑动，影响监测结果；具体的， 伸缩架51采用菱形伸缩架51，第三驱动组件53为电推杆、液压缸、气缸等能 够输出轴向力的组件。

如图1和图2所示，在一种具体的实施方式中，还包括远程终端模块，数 据处理模块24与远程终端模块电性连接，用来将处理后的数据传递给远程终端 模块；具体的，远程终端模块可以是手机、电脑等。

如图1和图2所示，在一种具体的实施方式中，交变电场传感器21的检测 频率范围为30MHz～3GHz，交变磁场传感器22的检测频率范围为9kHz～ 30MHz，交变电流传感器23的检测频率范围为9kHz～30MHz。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种基于无线充电电动车电磁环 境监测装置的无线充电电动车电磁环境监测方法，包括以下步骤：

A、将无线充电电动车电磁环境监测装置移动到待检测点，调整交变电场 传感器21、交变磁场传感器22和交变电流传感器23相对架体10的位置；

B、利用交变电场传感器21、交变磁场传感器22和交变电流传感器23分 别监测待监测点的电场强度、磁场强度和电流强度，并将信息传递给信息处理 模块；

C、数据处理模块24对电场强度数据、磁场强度数据和电流强度数据进行 循环采集，并将采集到的数据存入寄存器；

D、数据处理模块24读取寄存器内的历史数据，并根据历史数据分别拟合 电场强度数据曲线、磁场强度数据曲线和电流强度数据曲线，然后分别建立每 个数据曲线与另外两个数据曲线的关联函数；

E、根据最新采集的数据对三条数据曲线进行更新，对比更新前后数据曲 线之间关联函数的变化，根据关联函数的非线性变化率确定对应的数据误差概 率，对于误差概率最大的数据，使用另外两个数据曲线对其进行校正，进而提 高数据的准确度；

F、数据处理模块24将处理后的收据分别发送至数据显示模块25和远程终 端模块。

在一种具体的实施方式中，步骤E中，对误差概率最大的数据进行校正包 括以下在步骤：

E1、分别使用另外两个数据曲线根据对应的关联函数计算出待校准数据的 计算值；

E2、根据所使用的关联函数的非线性变化率对计算值赋予权重，对计算值 进行加权平均；

E3、使用加权平均之后的计算值对数据曲线进行重新拟合更新，再次计算 数据曲线之间关联函数的变化，若对应关联函数的非线性变化率缩小，则结束 校正，否则返回步骤E2，调整计算值的权重。

本实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测方法的有益效果是：与现有 技术相比，本实施例提供的无线充电电动车电磁环境监测方法，先利用历史数 据生成数据曲线，再建立每个数据曲线与另外两个数据曲线之间的关联函数， 根据数据更新前后关联函数的非线性变化率确定对应数据的误差概率，然后对 误差概率最大的数据，利用另外两条数据曲线进行修正，进而大大提高数据的 准确度。

以上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 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，包括：架体，底部设有万向轮；第一支架，一侧与所述架体滑动连接；第二支架，位于所述第一支架下侧，一侧与所述架体滑动连接；交变电场传感器，与所述第一支架滑动连接，具有在水平平面内沿直线滑动的自由度；交变磁场传感器，与所述第二支架滑动连接，滑动轨迹与所述交变电场传感器沿所述第一支架滑动的滑动轨迹平行；交变电流传感器，与所述架体一侧滑动连接，具有在竖直方向上滑动的自由度；数据处理模块，与所述交变电场传感器、所述交变磁场传感器和所述交变电流传感器电性连接，用来对数据进行处理，得出待监测点的电场强度、磁场强度和电流强度；以及显示模块，与所述架体连接，并与所述数据处理模块电性连接，用来显示所述数据处理模块的处理结果。

2.如权利要求1所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，还包括三个第一驱动组件与所述架体连接，三个所述第一驱动组件的动力输出端分别与所述第一支架、所述第二支架和所述交变电流传感器连接，用来分别驱动所述第一支架、所述第二支架和所述交变电流传感器沿所述架体滑动。

3.如权利要求2所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括第一动力组件和第一螺杆，所述第一动力组件与所述架体连接，所述第一螺杆一端与所述架体转动连接，另一端与所述第一动力组件的动力输出端连接，所述第一支架、所述第二支架和所述交变电流传感器分别与一根不同的所述第一螺杆螺纹连接，并与两外两根所述第一螺杆滑动连接。

4.如权利要求1所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，还包括两个第二驱动组件，两个所述第二驱动组件分别与所述第一支架和所述第二支架连接，两个所述第二驱动组件的动力输出端分别与所述交变电场传感器和所述交变磁场传感器连接，以驱动所述交变电场传感器沿所述第一支架滑动，驱动所述交变磁场传感器沿所述第二支架滑动。

5.如权利要求4所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括第二动力组件和第二螺杆，所述第二动力组件与所述第一支架或者所述第二支架连接，所述第二螺杆一端与所述第二动力组件的动力输出端连接，并与所述交变电场传感器或者所述交变磁场传感器螺纹连接。

6.如权利要求1所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，还包括伸缩架、底板和第三驱动组件，所述第三驱动组件与所述架体连接，动力输出端与所述伸缩架连接，用来驱动所述伸缩架展开或者收缩，所述伸缩架上端与所述架体连接，下端与所述底板连接，所述底板用来与地面抵接。

7.如权利要求1所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，还包括远程终端模块，所述数据处理模块与所述远程终端模块电性连接，用来将处理后的数据传递给所述远程终端模块。

8.如权利要求6所述的无线充电电动车电磁环境监测装置，其特征在于，所述交变电场传感器的检测频率范围为30MHz～3GHz，交变磁场传感器的检测频率范围为9kHz～30MHz，交变电流传感器的检测频率范围为9kHz～30MHz。

9.一种无线充电电动车电磁环境监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将权利要求1-8任一项所述的无线充电电动车电磁环境监测装置移动到待检测点，调整所述交变电场传感器、所述交变磁场传感器和所述交变电流传感器相对所述架体的位置；

B、利用所述交变电场传感器、所述交变磁场传感器和所述交变电流传感器分别监测待监测点的电场强度、磁场强度和电流强度，并将信息传递给信息处理模块；

C、数据处理模块对电场强度数据、磁场强度数据和电流强度数据进行循环采集，并将采集到的数据存入寄存器；

D、数据处理模块读取寄存器内的历史数据，并根据历史数据分别拟合电场强度数据曲线、磁场强度数据曲线和电流强度数据曲线，然后分别建立每个数据曲线与另外两个数据曲线的关联函数；

E、根据最新采集的数据对三条数据曲线进行更新，对比更新前后数据曲线之间关联函数的变化，根据关联函数的非线性变化率确定对应的数据误差概率，对于误差概率最大的数据，使用另外两个数据曲线对其进行校正，进而提高数据的准确度；

F、数据处理模块将处理后的收据分别发送至数据显示模块和远程终端模块。

10.如权利要求9所述的无线充电电动车电磁环境监测方法，其特征在于，步骤E中，对误差概率最大的数据进行校正包括以下在步骤：

E1、分别使用另外两个数据曲线根据对应的关联函数计算出待校准数据的计算值；

E2、根据所使用的关联函数的非线性变化率对计算值赋予权重，对计算值进行加权平均；

E3、使用加权平均之后的计算值对数据曲线进行重新拟合更新，再次计算数据曲线之间关联函数的变化，若对应关联函数的非线性变化率缩小，则结束校正，否则返回步骤E2，调整计算值的权重。

Images