CN206264803U - 汽车无线充电定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种汽车无线充电定位装置，在无线能量接收线圈的安装板上按照多边形分布有多个磁感应定位模块，每个磁感应定位模块包括电感L1、电感L2和电感L3，所述电感L1、电感L2和电感L3的线圈朝向按照三维立体坐标方向分别摆放，每一个电感与一路整流滤波电路相连，每一路整流滤波电路分别连接在一个滤波电容上，三个滤波电容串联后与处理器的输入端连接；本发明采用电感线圈从不同的方向与无线能量接收线圈的电磁场进行互感，并基于相对无线能量发射线圈不同位置的互感值不同，判断电感线圈的位置，从而进一步对无线能量接收线圈的位置进行判断，这种定位方法简单易操作，且定位准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种汽车无线充电定位装置。
背景技术
在现代社会中，人们对环保和节约石化能源的意识不断加强，电动汽车逐步替代传统能源汽车的趋势也愈加明显。由于电动汽车的充电时间较长，一般慢充需要6-8个小时，并且需要驾驶人员自己操作充电的过程。由于电动汽车充电过程中存在高压和大电流，对人身安全本身存在潜在的危险性。在阴雨天的户外充电中，由于漏电可能导致的安全性问题则更加突出。另外，由于电动汽车的电池巡航里程还有限，因此充电的频率较高，每次开始充电和充电完成都需要人为插拔充电插头，这些都会使用户感觉非常不方便。随着电能无线传输技术的不断发展成熟，无线充电系统能够输出的功率不断提升，无线供电的效率也在不断提高，相对于传统有线供电来说，其便利性和安全性等优势表现的越来越突出。因此，无线充电在电动汽车上的应用将会是未来的必然发展潮流和趋势。
目前现有的电动汽车无线充电方案基本上都采用电磁感应方式，一般具有一个电能发射线圈和一个电能接收线圈。在能量传输过程中，发射线圈和接收线圈的相对距离和偏移都会对系统的传输效率产生一定的影响。电动汽车接收电能的线圈一般安装在汽车的底部。且因不同车型地盘高度不一样，接收线圈和发射线圈的相对位置也会存在偏差。当发射线圈和接收线圈中心位置相对对准时，整个无线电能传输系统可以获得最大效率，这一点对于电动汽车等大功率无线电能传输系统的能效要求非常重要。
为了解决无线充电的对准问题，行业一般采用两种方法：一是采用驾驶员通过泊车系统的帮助，使车上的接收线圈和地上的发射线圈对准。这种方法需要特殊的视觉对准系统，并且司机每次充电进行对准的行为也十分繁琐，使用非常不方便，并且也增加了车辆本身的成本；另一种方法是增加发射端线圈的个数，发射端的线圈是多个线圈构成的线圈组，系统可以根据电动汽车的泊车位置，让最靠近接收线圈的发射线圈工作，从而实现一定程度的对准。但是，这种方法需要大幅度增加线圈的个数，会导致成本急剧增加，并且由于线圈没有覆盖到的地方，还会有盲区存在，这种方法也存在相当的局限性。且上述两种对准方式均是将设置于车体底部的无线接收线圈与设置于地面上的无线发射线圈进行定位对准，通过控制无线发射线圈移动或无线发射线圈移动进行对向定位，该设置方式和对准方法亦是行业中惯用的手段。
如中国专利号CN104977944公开一种电动汽车无线充电发射接收自动对准系统，该对准系统的无线接收装置设于电动汽车下部，无线发射装置设于停车区域的地面，通过视觉图像采集来进行定位，电机驱动装置控制无线接收装置左右移动，实现无线充电定位。但是，图像采集定位方法需要有固定的参考点，对于电动汽车等车型尺寸和停放位置不固定的应用，这种方法在实现上还是具有很大的局限性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种汽车无线充电定位装置，用于快速准确地确定无线能量接收线圈相对无线能量发射线圈的位置，。
一种汽车无线充电定位装置，其关键在于：在无线能量接收线圈的安装板上按照多边形分布有多个磁感应定位模块，每个磁感应定位模块包括电感L1、电感L2和电感L3，所述电感L1、电感L2和电感L3的线圈朝向按照三维立体坐标方向分别摆放，每一个电感与一路整流滤波电路相连，每一路整流滤波电路分别连接在一个滤波电容上，三个滤波电容串联后与处理器的输入端连接。
本发明原理：当无线能量发射线圈由交变的电场产生交变的磁场，从而向外发射电磁波后，磁感应定位模块通过电感线圈分别从不同的方向与电磁波互感，而产生交流感应电压，感应电压经过二极管整流及滤波电容滤波后输出稳定的直流电压。处理器将接收的稳定电压与相应的设定电压值进行比较，根据每个磁感应定位模块输出电压值间接确定安装板相对无线能量接收线圈的位置，从而判断无线能量接收线圈相对无线能量接收线圈的位置。
为更好实现本发明，可进一步为：所述电感L1、电感L2和电感L3均为条形线圈。
可选的：所述整流滤波电路包括一个二极管和一个电阻元件，电感的一端与二极管的正极连接，二极管的负极接滤波电容的一端，电感的另一端与滤波电容的另一端连接，在滤波电容的两端跨接所述电阻元件。
可选的：所述电感L1和电感L2的线圈平卧设置在所述安装板上，所述电感L3的线圈竖立设置在所述安装板上，这样使，磁感应定位模块通过电感线圈分别从水平方向和垂直方向与电磁波互感，这种结构对相对位置的判断更准确。
可选的：所述磁感应定位模块设置在集电板上，所述电感L1和电感L2的线圈平卧设置在所述集电板上，所述电感L3的线圈竖立设置在所述集电板上，所述集电板贴附在所述安装板上。
可选的：所述集电板固设在所述安装板上，且靠近无线能量接收线圈的最外一匝绕线，这种结构使本发明确定的无线能量接收线圈和无线能量发射线圈的相对位置更准确。
可选的：所述安装板为矩形，在所述安装板的任意三个角上分别安装有一个所述磁感应定位模块，这种结构成本低且定位效果好。
本发明的有益效果：本发明采用电感线圈从不同的方向与无线能量接收线圈的电磁场进行互感，并基于相对无线能量发射线圈不同位置的互感值不同，判断电感线圈的位置，从而进一步对无线能量接收线圈的位置进行判断，这种定位方法简单易操作，且定位准确度高；磁感应定位模块中电子元件使用较少，集电板的面积小，使得本发明占用空间小，安装方便。
附图说明
图1示出了本发明的实施效果示意图；
图2示出了本发明中集电板和电感的安装结构示意图；
图3示出了本发明中磁感应定位模块中的电路图。
附图中，1为磁感应定位模块；2为无线能量发射线圈；3为安装板；4为无线能量发射线圈安装板；5为无线能量发射线圈；1-1为集电板；1-11为电感L1的线圈；1-12为电感L2的线圈；1-13为电感L3的线圈。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至图3所示：一种汽车无线充电定位装置，在无线能量接收线圈的矩形安装板上按照三角形分布有三个磁感应定位模块，即在安装板的任意三个角上分别安装有一个磁感应定位模块，每个磁感应定位模块包括电感L1、电感L2和电感L3，电感L1、电感L2和电感L3的线圈朝向按照三维立体坐标方向分别摆放，每一个电感与一路整流滤波电路相连，每一路整流滤波电路分别连接在一个滤波电容上，三个滤波电容串联后与处理器的输入端连接。
其中，磁感应定位模块中的电路为，电容C1的第一端为第一接口端，电容C1的第二端与电容C2的第一端相连，电容C2的第二端与电容C3的第一端相连，电容C3的第二端为第二接口端，磁感应定位模块的信号输出端包括第一接口端和第二接口端；
电容C1的第一端与二极管D1的负极相连，二极管D1的正极串联电感L1后与电容C1的第二端相连，在电容C1的两端还跨接有电阻R1；电容C2的第一端还与二极管D2的负极相连，二极管D2的正极串联电感L2后与电容C2的第二端相连，在电容C2的两端还跨接有电阻R2；电容C3的第一端还与二极管D3的负极相连，二极管D3的正极串联电感L3后与电容C3的第二端相连，在电容C3的两端还跨接有电阻R3。
磁感应定位模块设置在集电板1-1上，在集电板1-1上安装有接线端子，第一接口端和第二接口端分别与接线端子的两个引脚电性连接；电感L1、电感L2和电感L3的线圈均为条形线圈，电感L1的线圈1-11和电感L2的线圈1-12平卧设置在集电板1-1上，电感L3的线圈1-13竖立设置在集电板1-1上；集电板1-1固设在安装板3上且与安装板3平行，并且靠近无线能量接收线圈2的最外一匝绕线，这里，无线能量接收线圈2固定设在安装板3上后，其线圈盘面与安装板3平行，从图1中可以看到，安装板3、无线能量接收线圈2、无线能量发射线圈5及用于安装无线能量发射线圈5的固定座4相互平行设置。
本发明是这样工作的：接通无线能量发射线圈5，对本发明进行调试，移动安装板3使无线能量接收线圈2正对无线能量发射线圈5，处理器采集并保存此时每个磁感应整流滤波模块1的输出电压，作为相应磁感应定位模块1的定位电压设定值；正常工作时，移动安装板3时，当磁感应定位模块1靠近无线能量发射线圈5时，每个磁感应定位模块1的输出电压随着位置的改变而变化，操作人根据电压值的变化趋势调整无线能量接收线圈2的位置，直到每个磁感应定位模块1的输出电压值与其定位电压值相同或者相近时，表示无线能量接收线圈2已经和无线能量发射线圈5处于正对的位置。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.一种汽车无线充电定位装置，其特征在于：在无线能量接收线圈的安装板上按照多边形分布有多个磁感应定位模块，每个磁感应定位模块包括电感L1、电感L2和电感L3，所述电感L1、电感L2和电感L3的线圈朝向按照三维立体坐标方向分别摆放，每一个电感与一路整流滤波电路相连，每一路整流滤波电路分别连接在一个滤波电容上，三个滤波电容串联后与处理器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述电感L1、电感L2和电感L3均为条形线圈。
3.根据权利要求1或2所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述整流滤波电路包括一个二极管和一个电阻元件，电感的一端与二极管的正极连接，二极管的负极接滤波电容的一端，电感的另一端与滤波电容的另一端连接，在滤波电容的两端跨接所述电阻元件。
4.根据权利要求1所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述电感L1和电感L2的线圈平卧设置在所述安装板上，所述电感L3的线圈竖立设置在所述安装板上。
5.根据权利要求3所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述磁感应定位模块设置在集电板上，所述电感L1和电感L2的线圈平卧设置在所述集电板上，所述电感L3的线圈竖立设置在所述集电板上，所述集电板贴附在所述安装板上。
6.根据权利要求5所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述集电板固设在所述安装板上，且靠近无线能量接收线圈的最外一匝绕线。
7.根据权利要求1所述的汽车无线充电定位装置，其特征在于：所述安装板为矩形，在所述安装板的任意三个角上分别安装有一个所述磁感应定位模块。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107370244A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-11-21 | 西安电子科技大学 | 一种用于电磁感应式无线充电的磁性线圈位置检测装置及位置检测方法 |
| CN108511174A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-09-07 | 宁波微鹅电子科技有限公司 | 一种线圈模组、无线电能发射电路及接收电路 |
| CN114523859A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-24 | 上海万暨电子科技有限公司 | 一种无线车载充电机 |
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