CN205921464U - 充电线圈位置检测装置、线圈偏移检测装置、基建端及车载端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种充电线圈位置检测装置、线圈偏移检测装置、基建端及车载端，其中，所述充电线圈位置检测装置包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于与圆心对应的圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域；当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用；其中，n的取值为正整数。本实用新型有利于提高检测待充检测电线圈位置的精度，有利于提高无线充电效率。

Description

充电线圈位置检测装置、线圈偏移检测装置、基建端及车载端

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及充电线圈位置检测装置、线圈偏移检测方法、装置及基建端和车载端。

背景技术

随着化石能源逐渐枯竭和环境污染日益加剧，人类正在寻求更加绿色清洁的替代能源及节能环保的生活方式。为缓解传统汽车对化石能源的依赖程度并减小尾气的排放量，电动汽车是一种较好的解决方案。电动汽车将电能转化为确定力，具有零排放、零污染的特点，可以大大降低对化石能源的依赖程度，减小尾气的排放量。电动汽车逐渐成为机动车辆未来发展的重要方向，目前许多国家政府都在大力支持和推广发展电动汽车。

目前，电动汽车充电主要采用的是有线充电和无线充电两种方式。有线充电虽然效率较高，但是充电过程不灵活，需要反复插拔充电电缆，存在滑动磨损、导线老化及接触电火花等安全隐患。另外在场地安装方面，充电站的修建与传统加油站类似，受建设场地制约，建设成本很大。

无线充电可以克服上述缺点，采用一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。显然，去掉电动汽车与充电电源的直接电气连接，实现电能的无线传输，则可以使电动汽车在行进过程中频繁充电，并减少在充电过程的人工操作环节。所以，无线电能传输是在当前电动汽车蓄电池储能能力不足、体积重量庞大、造价昂贵的背景下，实现“分布式充电”的有效解决方案。无线充电可以降低电动汽车成本、缩短电池充电时间、提高充电安全性，使电动汽车的使用更为便捷舒适。

无线充电系统中的松耦合的变压器，原边线圈与副边线圈之间的间隙非常大，利用原边线圈与副边线圈的磁感应与谐振的方式实现电能传输。原边线圈与副边线圈的相对位置非常重要，如果原边或者副边的线圈偏移过大，会导致充电效率降低，甚至无法电能传输。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电线圈位置检测装置、线圈偏移检测装置及基建端和车载端，旨在对待检测充电线圈位置的准确度。

为实现上述目的，本实用新型提供一种充电线圈位置检测装置，包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域；

当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用；

其中，n的取值为正整数。

优选地，位于圆周上的n个霍尔磁场传感器沿所述圆周均匀排列。

优选地，所述检测单元包括m个由霍尔磁场传感器所围成的同心圆周，m的取值为大于或等于2的正整数。

优选地，相邻圆周上的相邻霍尔磁场传感器之间的距离，与同一圆周上相邻霍尔磁场传感器之间的距离相当。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种基于上述充电线圈位置检测装置的线圈偏移检测装置，所述线圈偏移检测装置包括：

获取模块，用于获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器的电信号；

确定模块，用于根据各个霍尔磁场传感器的电信号与各个霍尔磁场传感器的电信号对应的设定电信号的取值范围，确定电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器；

判断模块，用于在确定出的霍尔磁场传感器的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

优选地，所述确定模块包括：

计算单元，用于根据待检测充电线圈的预设位置、电磁感应区域的位置以及磁场的强度计算出，各个霍尔磁场传感器的电信号的取值范围；

比较单元，用于将获取的各个霍尔磁场传感器的电信号分别与对应的取值范围的最大值和最小值进行比较；

确定单元，用于当获取的各个霍尔磁场传感器的电信号大于对应取值范 围的最大值或小于最小值时，确定该霍尔磁场传感器的电信号不在其相应的取值范围。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种基建端，包括发射线圈、充电线圈位置检测装置，和线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述发射线圈表面；

其中，所述充电线圈位置检测装置包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域；当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用；其中，n的取值为正整数；

所述线圈偏移检测装置包括：

获取模块，用于获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器的电信号；

确定模块，用于根据各个霍尔磁场传感器的电信号与各个霍尔磁场传感器的电信号对应的设定电信号的取值范围，确定电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器；

判断模块，用于在确定出的霍尔磁场传感器的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

优选地，所述基建端还包括显示装置，所述显示装置与所述线圈偏移检测装置电连接，用于显示待检测充电线圈的当前位置和预设位置。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种车载端，包括接收线圈、充电线圈位置检测装置，和线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述接收线圈表面；

其中，所述充电线圈位置检测装置包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域；当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用；其中，n的取值为正整数；

所述线圈偏移检测装置包括：

获取模块，用于获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器的电信号；

确定模块，用于根据各个霍尔磁场传感器的电信号与各个霍尔磁场传感器的电信号对应的设定电信号的取值范围，确定电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器；

判断模块，用于在确定出的霍尔磁场传感器的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

本实用新型通过将k+n个霍尔磁场传感器中的，k个霍尔磁场传感器设置在圆心处，m个霍尔磁场传感器设置在与圆心对应的圆周上，使得k+n个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域，然后在待检测充电线圈的位置或者基建侧向电磁感应区域加载磁场，从而可以获取由电磁感应区生成的当前的电信号强度(电流或电压值)；通过理想的或预设的磁场加载位置，可以计算出电信号强度的理想范围；如果当前的电信号强度在理想范围内，说明待检测充电线圈的位置符合充电要求无需变动，当当前的电信号强度不在理想范围内时，说明待检测充电线圈的位置偏移了预设位置，应当调整；如此设置有利于提高检测待充检测电线圈位置的精度，有利于提高无线充电效率。

附图说明

图1为本实用新型充电线圈位置检测装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型充电线圈位置检测装置另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型无线充电系统一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型线圈偏移检测方法第一实施例的流程示意图；

图5为本实用新型线圈偏移检测方法第二实施例的流程示意图；

图6为本实用新型线圈偏移检测装置第一实施例的功能模块示意图；

图7为本实用新型线圈偏移检测装置第二实施例的功能模块示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种充电线圈位置检测装置，如图1至图3所示，图1为本实用新型充电线圈位置检测装置一实施例的结构示意图；图2为本实用新型充电线圈位置检测装置另一实施例的结构示意图；图3为本实用新型无线充电系统一实施例的结构示意图。所述充电线圈位置检测装置包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域，其中，n的取值为正整数。当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用。

具体地，本实施例中，霍尔磁场传感器用于检测其周边磁场的方向和强度，并将检测到的磁场方向和强度生成电信号。电信号可以为电流信号，也可以为电压信号。其中，磁场加载的位置在此不做限定，可以从待检测充电线圈处加载，也可以从基建端加载。以从基建端加载为例，将待检测充电线圈设置为车载端的接收线圈300，充电线圈位置检测装置设置在车载端的发射线圈200上方。当基建端向车载端的加载磁场时，磁感线从基建端向车载端延伸以构成磁感线的闭合回路。磁感线通过充电线圈位置检测装置的方向，与车载端的当前位置对应，当车载端位于基建端的正上方时，磁感线垂直于电磁感应区域，当车载端位于基建端的斜上方时，磁感线与电磁感应区域呈夹角设置，即磁感线斜着穿过电磁感应区。当然，所述充电线圈位置检测装置还可以包括用于固定n+k个霍尔磁场传感器100的支架，即n+k个霍尔磁场传感器100均固定设置于支架预设的位置上，以便于充电线圈位置检测装置的移动和维护。支架的形状可以有很多，如可以设置为正方形，也可以设置为圆形等。其中，相邻霍尔磁场传感器之间的距离在此不做具体限定，可根据每一霍尔磁场传感器的感应范围来设置、也可以根据实际需要来设置；相邻霍尔磁场传感器之间的距离，可以相同，也可以不同，但是将霍尔磁场传感器的位置设置好后，霍尔磁场传感器的相对位置不应当被调整。即检测过程中的霍尔磁场传感器的相对位置和距离，应当与待检测充电线圈在预设位置时的相对位置和距离相同。当然，可根据需求在导线上连接一定数量的各种元器件，如电阻、电容、电感、互感器等。霍尔磁场传感器100排列在 同一面内，即该圆周为以该圆心为圆心的圆周。

如图中建立XOY直角坐标系，O为x轴和y轴的交界点，以O为圆心、半径为r做圆，在圆心O处，和圆周上设置霍尔磁场传感器。其中，圆周上的相邻两霍尔磁场传感器之间的圆弧所对应的圆周角为Δθ，即n个霍尔磁场传感器均匀的分布在圆周上，其中，n和Δθ之间的关系可通过下面的公式体现：

当霍尔磁场传感器的数量为k＝1，n＝4的时候，将霍尔磁场传感器安装在矩形面的中心及四个对角位置。霍尔磁场传感器能感应磁场大小和方向信号，并且将磁场大小和方向转化为对应强度的电信号。上述霍尔磁场传感器个数k＝1，n＝4是一种具体实现方式，但实际应用不局限于这种具体的实现方式，也可以根据实际需要进行调整，可根据需要安装在合适的位置。

霍尔磁场传感器以对称的方式安装为例，对称的方式可以是xy平面多方向的对称轴对称，也可以是xy平面上圆形方式的中心对称。如果霍尔磁场传感器在基建侧发射装置表面上，就以基建侧发射装置中心为中心对称点，如果霍尔磁场传感器在车载侧接收装置与磁板表面上，就以车载侧接收装置中心为中心对称点。

当基建侧的发射装置上有高频感应电磁场(这个高频感应电磁场可以是正常工作时的电磁场，也可以是在通电自检用的其它电磁场)时，例如可以区别正常工作状态的频率或低强度的电磁场；也可以是车载接受装置上单独的发射电磁场等能够实现发射电磁场功能的装置。甚至也可以是静态的不变的磁场，例如霍尔磁场传感器检测端的对侧，安装有不同的永久磁铁，或者发射装置或者接收装置内线圈通直流电以产生检测磁场等。安装在发射装置或接收装置上的每个霍尔磁场传感器，都可以检测相应位置的磁场强度以及磁力线的方向。

上述的每个霍尔磁场传感器将检测的磁场强度，通过检测电路初步处理后送给数据处理器(如MCU、DSP、ARM等)处理，会计算出被检测大平面内每个区域的磁场大小与趋势，确定大致的磁场分布。这个磁场分布可以和实际系统预期没有偏移的磁场分布比较，确定是否存在发射装置和接收装置之间的偏移。

当检测发射装置和接收装置正对的时候，如果系统采用的是对称的线圈和磁芯，那么对应的发射和接收装置上的磁场是对称分布的，检测装置计算出的磁场分布也是对称的并且和预估分布对应。具体磁场分布，根据预设发出的交变或者静态磁场有关。

如果发射装置与接收装置没有正对，有一定的偏移时，会导致的磁场分布产生相应的偏移。如果是对称的线圈，检测的磁场分布会产生偏移。该磁场的分布，会根据内部实测的实际预测值计算、或者理论计算，计算出前后与左右的偏移度、相互的角度。如果是不对称的线圈，该磁场的分布变化，仍可会根据内部实测的实际预测值计算、或者理论计算，计算出前后与左右的偏移度、相互的角度。

可以理解的是，电信号的取值范围可以由使得充电线圈充电效果较佳的磁场加载位置来确定。磁场由待检测充电线圈的中心处向电磁感应区域加载，使得各霍尔磁场传感器100中的电流或电压值与加载磁场的位置和强度对应。当然，磁场也可以对应发射线圈200或对应电磁感应区域加载，以对应电磁区域加载为例，磁感线由下而上垂直于电磁感应区域设置。待检测充电线圈以汽车的接收线圈300为例，在汽车充电过程中，汽车的接收线圈300与充电站的发射线圈200相对应。当接收线圈300位于预设的位置时，接收线圈300与发射线圈200对应，此时，可计算出各霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围。根据当前的接收线圈300的位置和当前的磁场强度可计算出当前的电信号强度，当当前的电信号强度在取值范围内时，接收线圈300没有偏移，当当前的电信号强度不在取值范围内时，接收线圈300偏移。

当然，在一些实施例中，为了增加充电线圈位置检测装置的检测区域，可以将圆周的圈数m设置为大于或等于2(当然也可以根据实际情况来设置圈数)。m个圆周均以圆心O为圆心，m个圆周上的霍尔磁场传感器的数量可以相同，也可以不同。不同时，圆周上的霍尔磁场传感器是数量由小圆周到大圆周逐渐增加，增加的方式可以呈等差、等比或其它规律递增。关于相邻霍尔磁场传感器之间的距离，为了是电磁感应区域尽量均匀，同一圆周上的n个霍尔磁场传感器沿所述圆周均匀排列。相邻圆周上的相邻霍尔磁场传感器之间的距离，与同一圆周上相邻霍尔磁场传感器之间的距离相当。

本实施例中，通过将k+n个霍尔磁场传感器中的，k个霍尔磁场传感器设 置在圆心处，m个霍尔磁场传感器设置在与圆心对应的圆周上，使得k+n个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域，然后在待检测充电线圈的位置或者基建侧向电磁感应区域加载磁场，从而可以获取由电磁感应区生成的当前的电信号强度(电流或电压值)；通过理想的或预设的磁场加载位置，可以计算出电信号强度的理想范围；如果当前的电信号强度在理想范围内，说明待检测充电线圈的位置符合充电要求无需变动，当当前的电信号强度不在理想范围内时，说明待检测充电线圈的位置偏移了预设位置，应当调整；如此设置有利于提高检测待充检测电线圈位置的精度，有利于提高无线充电效率。

本实用新型还提供一种基于上述充电线圈位置检测装置的线圈偏移检测方法，如图4所示，示出了本实用新型线圈偏移检测方法第一实施例的流程示意图，所述线圈偏移检测方法包括：

从待检测充电线圈向所述充电线圈位置检测装置的电磁感应区域加载磁场；本实施例中，待检测充电线圈以接收线圈300为例，磁场从接收线圈300的中心处向电磁感应区域加载。当然，在一些实施例中，磁场的加载位置也可以与接收线圈300具有预设的距离，即磁场的加载位置与接收线圈300具有相应的位置关系。当然，磁场也可以对应发射线圈200或对应电磁感应区域加载，以对应电磁区域加载为例，磁感线由下而上垂直于电磁感应区域设置。

S10、获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器100的电信号；

本实用新型线圈偏移检测方法基于无线充电系统来实施，所述无线充电系统包括基建端和车载端，车载端包括接收线圈300、接收端电路及控制器、车载电池等，基建端是埋在地面下的部分，包括发射线圈200、发射端电路及控制器，还包括上述实施例中的充电线圈位置检测装置和偏移检测电路。所述接收线圈300用于接收基建端的发射线圈200的电能，经过接收端电路和控制器转换成电池需要的电能，对车载电池进行充电。充电线圈位置检测装置敷设在所述发射线圈200的表面，所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100的检测信号(电压信号或电流信号)，通过充电线圈位置检测装置内部的检测电路处理后送到基建端的控制器(也可以为独立于基建端的 控制器的一个处理器)进行偏移检测分析处理。

由于发射线圈200的磁场变化可能会比较大，因此霍尔磁场传感器100上的电信号变化范围较大，可通过在线调节检测电路增益的方式实现大范围信号的精确检测，例如，通过基建端的控制器根据传输功率大小在线调节可变增益运放的方式实现。

S20、根据预置的所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围，确定出获取到的霍尔磁场传感器100的电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器100；

本实施例中，各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围，根据以下几个条件来计算：磁场的加载位置，磁场的加载位置与理想(无线充电效果好)的待检测充电线圈的位置对应，即磁场的加载位置与理想的待检测充电线圈的位置之间存在相应的位置关系，理想的待检测充电线圈的位置为预设位置；磁场的强度，根据电磁感应远离，磁场强度影响着电流或电压的大小；霍尔磁场传感器100对应磁场的位置，不论磁场是否为均匀加载的磁场，通过不同霍尔磁场传感器100的磁通量不一定相同，使得每一霍尔磁场传感器100的电流或电压不同；误差范围，计算出标准的电流或电压后，应当给出一定的误差范围，由此生成各霍尔磁场传感器100对应的电信号的取值范围。

本实施例中，以电压为例，在获取到所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100当前的电压后，根据预置的所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100的电压的取值范围，通过比较检测到的电压与相应取值范围内的边界值的大小，判断各个霍尔磁场传感器100当前的电压是否在与其对应的取值范围内，从而能够确定出获取到的霍尔磁场传感器100两端的电压不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器100，并能进一步统计出所确定出的霍尔磁场传感器100的个数。

S30、在确定出的霍尔磁场传感器100的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

每一霍尔磁场传感器100都有各自的电流或电压取值范围，当其中一个霍尔磁场传感器100的电压值或电流值不在其取值范围内时，说明加载在该霍尔磁场传感器100上的磁场与预设的磁场不同(大小不同、方向不同或位置不同)，说明加载磁场的位置与预设位置不同。由于磁场与待检测充电线圈 的位置关系，磁场的加载位置偏移则说明待检测充电线圈的位置发生了偏移。

本实用新型提出的线圈偏移检测方法，通过根据理想的磁场加载位置，计算出电信号强度的取值范围；通过从待检测充电线圈处加载磁场(或者从固定充电线圈处加载)，并且计算当前的电信号强度；比对当前的电信号强度与对应的取值范围的临界值，如果当前的电信号强度在取值范围内，说明待检测充电线圈的位置符合充电要求无需变动，如果当前的电信号强度不在理想范围内时，说明待检测充电线圈的位置偏移了预设位置，应当调整；如此设置有利于提高检测待充检测电线圈位置的精度，有利于提高无线充电效率。

进一步地，参照图5，图5为本实用新型线圈偏移检测方法第二实施例的流程示意图；步骤S20具体包括：

S21：根据待检测充电线圈的预设位置、电磁感应区域的位置以及磁场的强度计算出，各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围；

本实施例中，预设位置为待检测充电线圈充电效果最佳的位置，电磁感应区域根据充电线圈位置检测装置确定，一般铺设在发射线圈200或者接收线圈300的正上方。根据各霍尔磁场传感器100对应磁场中的位置，获取通过个霍尔磁场传感器100的磁通量，从而计算出各个霍尔磁场传感器100的、与待检测充电线圈充电效果最佳的位置对应的、电信号的取值范围。

S22：将获取的各个霍尔磁场传感器100的电信号强度分别与对应的取值范围的最大值和最小值进行比较；

由于磁场强度和加载位置有可能不同，使得各霍尔磁场传感器100所对应的磁通量也不同，从而出现不同的取值范围。电流或电压的比对的方式有很多，可以通过电流或电压的比对电路来实现，也可以通过将电流或电压转换为其它的电信号，然后再进行比对来实现。

S23：当获取的各个霍尔磁场传感器100的电信号强度大于对应取值范围的最大值或小于最小值时，确定该霍尔磁场传感器100的电信号不在其相应的取值范围。

将各霍尔磁场传感器100的电信号分别与对应的取值范围的最大值进行比较，当当前的电信号大于最大值时，该霍尔磁场传感器100的电信号超出取值范围；当当前的电信号小于最大值时，比对当前的电信号与最小值，当 当前的电信号小于最小值时，该霍尔磁场传感器100的电信号超出取值范围；当当前的电信号大于最小值时，该霍尔磁场传感器100的没有超出取值范围。

本实用新型还提供一种基于上述充电线圈位置检测装置的线圈偏移检测装置，如图6所示，示出了本实用新型线圈偏移检测装置第一实施例的功能模块示意图，所述线圈偏移检测装置包括：

加载模块，用于从待检测充电线圈向所述充电线圈位置检测装置的电磁感应区域加载磁场；本实施例中，待检测充电线圈以接收线圈300为例，磁场从接收线圈300的中心处向电磁感应区域加载。当然，在一些实施例中，磁场的加载位置也可以与接收线圈300具有预设的距离，即磁场的加载位置与接收线圈300具有相应的位置关系。当然，磁场也可以对应发射线圈200或对应电磁感应区域加载，以对应电磁区域加载为例，磁感线由下而上垂直于电磁感应区域设置。

获取模块10，用于获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器100的电信号；

本实用新型线圈偏移检测方法基于无线充电系统来实施，所述无线充电系统包括基建端和车载端，车载端包括接收线圈300、接收端电路及控制器、车载电池等，基建端是埋在地面下的部分，包括发射线圈200、发射端电路及控制器，还包括上述实施例中的充电线圈位置检测装置和偏移检测电路。所述接收线圈300用于接收基建端的发射线圈200的电能，经过接收端电路和控制器转换成电池需要的电能，对车载电池进行充电。充电线圈位置检测装置敷设在所述发射线圈200的表面，所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100的检测信号(电压信号或电流信号)，通过充电线圈位置检测装置内部的检测电路处理后送到基建端的控制器(也可以为独立于基建端的控制器的一个处理器)进行偏移检测分析处理。

由于发射线圈200的磁场变化可能会比较大，因此霍尔磁场传感器100上的电信号变化范围较大，可通过在线调节检测电路增益的方式实现大范围信号的精确检测，例如，通过基建端的控制器根据传输功率大小在线调节可变增益运放的方式实现。

确定模块20，用于根据预置的所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁 场传感器100的电信号的取值范围，确定出获取到的霍尔磁场传感器100的电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器100；

本实施例中，各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围，根据以下几个条件来计算：磁场的加载位置，磁场的加载位置与理想(无线充电效果好)的待检测充电线圈的位置对应，即磁场的加载位置与理想的待检测充电线圈的位置之间存在相应的位置关系，理想的待检测充电线圈的位置为预设位置；磁场的强度，根据电磁感应远离，磁场强度影响着电流或电压的大小；霍尔磁场传感器100对应磁场的位置，不论磁场是否为均匀加载的磁场，通过不同霍尔磁场传感器100的磁通量不一定相同，使得每一霍尔磁场传感器100的电流或电压不同；误差范围，计算出标准的电流或电压后，应当给出一定的误差范围，由此生成各霍尔磁场传感器100对应的电信号的取值范围。

本实施例中，以电压为例，在获取到所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100当前的电压后，根据预置的所述充电线圈位置检测装置上各个霍尔磁场传感器100的电压的取值范围，通过比较检测到的电压与相应取值范围内的边界值的大小，判断各个霍尔磁场传感器100当前的电压是否在与其对应的取值范围内，从而能够确定出获取到的霍尔磁场传感器100两端的电压不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器100，并能进一步统计出所确定出的霍尔磁场传感器100的个数。

判断模块30，用于在确定出的霍尔磁场传感器100的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

每一霍尔磁场传感器100都有各自的电流或电压取值范围，当其中一个霍尔磁场传感器100的电压值或电流值不在其取值范围内时，说明加载在该霍尔磁场传感器100上的磁场与预设的磁场不同(大小不同、方向不同或位置不同)，说明加载磁场的位置与预设位置不同。由于磁场与从待检测充电线圈的位置关系，磁场的加载位置偏移则说明待检测充电线圈的位置发生了偏移。

本实用新型提出的线圈偏移检测方法，通过根据理想的磁场加载位置，计算出电信号强度的取值范围；通过从待检测充电线圈处加载磁场(或者从固定充电线圈处加载)，并且计算当前的电信号强度；比对当前的电信号强度 与对应的取值范围的临界值，如果当前的电信号强度在取值范围内，说明待检测充电线圈的位置符合充电要求无需变动，如果当前的电信号强度不在理想范围内时，说明待检测充电线圈的位置偏移了预设位置，应当调整；如此设置有利于提高检测待充检测电线圈位置的精度，有利于提高无线充电效率。

进一步地，参照图7，图7为本实用新型线圈偏移检测装置第二实施例的功能模块示意图。确定模块30具体包括：

计算单元21，用于根据待检测充电线圈的预设位置、电磁感应区域的位置以及磁场的强度计算出，各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围；

本实施例中，预设位置为待检测充电线圈充电效果最佳的位置，电磁感应区域根据充电线圈位置检测装置确定，一般铺设在发射线圈200或者接收线圈300的正上方。根据各霍尔磁场传感器100对应磁场中的位置，获取通过个霍尔磁场传感器100的磁通量，从而计算出各个霍尔磁场传感器100的、与待检测充电线圈充电效果最佳的位置对应的、电信号的取值范围。

比较单元22，用于将获取的各个霍尔磁场传感器100的电信号分别与对应的取值范围的最大值和最小值进行比较；

由于磁场强度和加载位置有可能不同，使得各霍尔磁场传感器100所对应的磁通量也不同，从而出现不同的取值范围。电流或电压的比对的方式有很多，可以通过电流或电压的比对电路来实现，也可以通过将电流或电压转换为其它的电信号，然后再进行比对来实现。

确定单元23，用于当获取的各个霍尔磁场传感器100的电信号大于对应取值范围的最大值或小于最小值时，确定该霍尔磁场传感器100的电信号不在其相应的取值范围。

将各霍尔磁场传感器100的电信号分别与对应的取值范围的最大值进行比较，当当前的电信号大于最大值时，该霍尔磁场传感器100的电信号超出取值范围；当当前的电信号小于最大值时，比对当前的电信号与最小值，当当前的电信号小于最小值时，该霍尔磁场传感器100的电信号超出取值范围；当当前的电信号大于最小值时，该霍尔磁场传感器100的没有超出取值范围。

本实用新型还提供一种基建端，包括发射线圈200、充电线圈位置检测装 置，和线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述发射线圈200表面。基建端包括了充电线圈位置检测装置和线圈偏移检测装置的所有技术特征，因此基建端也具有二者所带来的技术效果，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种车载端，包括接收线圈300、充电线圈位置检测装置，和线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述接收线圈300的接收侧。车载端包括了充电线圈位置检测装置和线圈偏移检测装置的所有技术特征，因此车载端也具有二者所带来的技术效果，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种无线充电系统，如图3所示，示出了本实用新型无线充电系统一实施例的结构示意图。无线充电系统包括基建端和车载端，所述基建端的发射线圈200表面敷设有充电线圈位置检测装置，所述基建端包括线圈偏移检测装置；或者；所述车载端的接收线圈300表面敷设有电线圈位置检测装置，所述车载端包括线圈偏移检测装置。即充电线圈位置检测装置和线圈偏移检测装置可同时设置在基建端，也可以同时设置在车载端。

进一步地，所述无线充电系统还包括显示装置，所述显示装置与所述线圈偏移检测装置电连接，用于显示获取的所述充电线圈位置检测装置的各霍尔磁场传感器100的电信号强度的分布图，和显示计算的所述充电线圈位置检测装置的各个霍尔磁场传感器100的电信号的取值范围分布图。当然，在一下实施例中，为了使用户直观的知晓当前停车位置与预设位置的偏差，显示装置也可以用于显示待检测充电线圈的当前位置和预设位置，即显示汽车的当前位置和预设位置。

具体地，本实施例中，将各个霍尔磁场传感器100的电流或电压的取值范围通过图像的形式显示在显示装置上，或者说将各个霍尔磁场传感器100的电流或电压的取值范围显示在显示装置上以形成图像范围；将检测到的当前的电信号强度也显示在显示装置上，各霍尔磁场传感器100当前的电信号强度所形成的当前图像与图像范围进行比对，当前图像在图像范围内时，待检测充电线圈没有发生偏移。

本实施例中，通过将电信号强度转化为图像，使用户可以直观的知晓待 检测充电线圈的当前位置是否合适，有利于用户更加准确、快捷的调整待检测充电线圈位置。

当然，在一些实施例中，显示装置也可以属于上述实施例中的线圈偏移检测装置、车载端或者基建端。显示装置在线圈偏移检测装置、车载端或者基建端的作用与无线充电系统中的作用相同，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种充电线圈位置检测装置，其特征在于，包括检测单元，所述检测单元包括位于圆心处的k个霍尔磁场传感器和位于与该圆心对应的圆周上的n个霍尔磁场传感器，n+k个霍尔磁场传感器形成电磁感应区域；

当对所述电磁感应区域加载磁场时，每一所述霍尔磁场传感器生成电信号，以供计算待检测充电线圈的位置使用；

其中，k和n的取值为正整数。

2.如权利要求1所述的充电线圈位置检测装置，其特征在于，位于圆周上的n个霍尔磁场传感器沿所述圆周均匀排列。

3.如权利要求1所述的充电线圈位置检测装置，其特征在于，所述检测单元包括m个由霍尔磁场传感器所围成的同心圆周，m的取值为大于或等于2的正整数。

4.如权利要求3所述的充电线圈位置检测装置，其特征在于，相邻圆周上的相邻霍尔磁场传感器之间的距离，与同一圆周上相邻霍尔磁场传感器之间的距离相当。

5.一种基于如权利要求1-4任一项所述的充电线圈位置检测装置的线圈偏移检测装置，其特征在于，所述线圈偏移检测装置包括：

获取模块，用于获取所述充电线圈位置检测装置置于磁场中时各个霍尔磁场传感器的电信号；

确定模块，用于根据各个霍尔磁场传感器的电信号与各个霍尔磁场传感器的电信号对应的设定电信号的取值范围，确定电信号不在其相应的取值范围内的霍尔磁场传感器；

判断模块，用于在确定出的霍尔磁场传感器的个数大于0时，确定待检测充电线圈的位置偏移预设位置，否则，确定待检测充电线圈处于预设位置。

6.如权利要求5所述的线圈偏移检测装置，其特征在于，所述确定模块包括：

计算单元，用于根据待检测充电线圈的预设位置、电磁感应区域的位置以及磁场的强度计算出，各个霍尔磁场传感器的电信号的取值范围；

比较单元，用于将获取的各个霍尔磁场传感器的电信号分别与对应的取值范围的最大值和最小值进行比较；

确定单元，用于当获取的各个霍尔磁场传感器的电信号大于对应取值范围的最大值或小于最小值时，确定该霍尔磁场传感器的电信号不在其相应的取值范围。

7.一种基建端，其特征在于，包括发射线圈、如权利要求1-4中任意一项所述的充电线圈位置检测装置，和如权利要求5或6所述的线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述发射线圈表面。

8.如权利要求7所述的基建端，其特征在于，所述基建端还包括显示装置，所述显示装置与所述线圈偏移检测装置电连接，用于显示待检测充电线圈的当前位置和预设位置。

9.一种车载端，其特征在于，包括接收线圈、如权利要求1-4中任意一项所述的充电线圈位置检测装置，和如权利要求5或6所述的线圈偏移检测装置；所述充电线圈位置检测装置设置在所述接收线圈的接收侧。