CN208691015U - 一种车载无线充电装置及无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载无线充电装置及无线充电系统，所述车载无线充电装置设于一车辆内并由所述车辆内的电源供电，包括：光源，将电能转换为光能并照射至外部；光路调节装置，与所述光源相对应布设，用于改变所述光源发出的光的传播方向；摄像头，用于探测所述车载无线充电装置附近的待充电设备；控制器，与所述光源、摄像头及光路调节装置连接；所述控制器根据所述摄像头探测到的一待充电设备的位置调整所述光路调节装置，使得所述光源发出的光照射到所述待充电设备表面的光伏电池板上，向所述待充电设备充电。采用上述技术方案后，使得无线充电的实现不受距离约束，兼顾用户使用需求；自动追踪待充电设备，智能化充电。

Description

一种车载无线充电装置及无线充电系统

技术领域

本实用新型涉及无线充电领域，尤其涉及一种用于车载无线充电装置及无线充电系统。

背景技术

目前，车载无线充电技术领域正在飞速发展，通过线圈之间电磁感应实现电能量的传输，方便用户在车辆内实现对智能手机等待充电设备的无线充电，省去了繁杂的充电线路，节省了车内空间，还解决了不同厂商的手机充电接口不兼容的问题。

然而，现有的车载无线充电技术仍存在以下问题：

1.通过电磁感应传递能量，需要使无线充电装置和待充电设备距离足够近，一般的无线充电装置都会做成一个平台状的形状，而后把待充电设备放在平台上进行充电，这种情况下用户无法使用待充电设备，若用户拿起待充电设备进行使用，会使待充电设备远离无线充电装置，无法保持充电状态；

2.需要在待充电设备上设置相应的线圈，工艺复杂，且容易发热。

因此，需要考虑设计一种新的车载无线充电装置，能够使得待充电设备在距离无线充电装置较远的距离仍能保持充电状态，方便用户使用。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种车载无线充电装置及无线充电系统，解决了待充电设备的远距离无线充电问题。

本实用新型公开了一种车载无线充电装置，设于一车辆内并由所述车辆内的电源供电，所述车载无线充电装置包括：光源，将电能转换为光能并照射至外部；光路调节装置，与所述光源相对应布设，用于改变所述光源发出的光的传播方向；摄像头，用于探测所述车载无线充电装置附近的待充电设备；控制器，与所述光源、摄像头及光路调节装置连接；所述控制器根据所述摄像头探测到的一待充电设备的位置调整所述光路调节装置，使得所述光源发出的光照射到所述待充电设备表面的光伏电池板上，向所述待充电设备充电。

优选地，所述车载无线充电装置还包括一辅助光源，与所述摄像头配合工作。

优选地，所述辅助光源为红外LED。

优选地，所述光路调节装置为一万向镜模组，其一面朝向所述光源；所述万向镜模组接受所述控制器的控制改变朝向方向，从而改变所述光源发出的光的传播方向。

优选地，所述光源为垂直腔面发射激光器，发出红外光。

本实用新型还公开了一种无线充电系统，上述的车载无线充电装置，以及待充电设备，其表面设有光伏电池板，所述光伏电池板接收所述光源发出的光能，将光能转换为电能。

优选地，所述待充电设备为移动终端，所述光伏电池板围绕所述移动终端表面而设并与所述移动终端的电池连接。

优选地，所述移动终端包括充电检测模块及第一通讯模块；所述车载无线充电装置包括第二通讯模块，与所述第一通讯模块及控制器连接；所述充电检测模块检测所述移动终端的无线充电状态是否有效，并由所述第一通讯模块将所述无线充电状态发送至所述第二通讯模块，所述控制器从所述第二通讯模块获取所述无线充电状态并根据所述无线充电状态调整所述光路调节装置，直至所述移动终端接收无线充电。

优选地，所述移动终端的无线充电状态为有效的条件为：所述光伏电池板上接收的光的最小照射面积为50mm*10mm，或所述光伏电池板的输出电压大于或等于5V。

优选地，所述光源的发射功率可调节；所述控制器调节所述光源的发射功率以使所述移动终端的无线充电状态有效。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.使得无线充电的实现不受距离约束，兼顾用户使用需求；

2.自动追踪待充电设备，智能化充电。

附图说明

图1为符合本实用新型一优选实施例中无线充电系统的结构示意图。

附图标记：

100-车载无线充电装置、110-光源、120-光路调节装置、130-摄像头、140-控制器、150-辅助光源、160-第二通讯模块、200-待充电设备、210-光伏电池板、220-第一通讯模块、230-充电检测模块。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

参阅图1，为符合本实用新型一优选实施例中无线充电系统的结构示意图，所述无线充电系统包括车载无线充电装置100及待充电设备200。

其中，所述车载无线充电装置100设于一车辆内，并由所述车辆内的电源供电，如通过所述车辆内的电池供电或发电机供电。所述车载无线充电装置100包括：

-光源110

所述光源110将电能转换为光能并照射至外部。所述光源110可以是LED、荧光灯、白炽灯等以电能为输入能源并产生光能的灯具。具体地，所述光源110还可以是垂直腔面发射激光器，发出红外光。所述垂直腔面发射激光器英文名称为Vertical Cavity SurfaceEmitting Laser，简称VCSEL，是一种能够发出高能量密度光的设备。

-光路调节装置120

所述光路调节装置120与所述光源110相对应布设，用于改变所述光源110发出的光的传播方向。具体地，所述光路调节装置120为一万向镜模组，其一面朝向所述光源110。所述万向镜模组接受所述控制器140的控制改变朝向方向，从而改变所述光源110发出的光的传播方向。相应地，所述万向镜模组配置有执行机构，所述控制器140向所述执行机构发送控制信号以改变所述万向镜模组的朝向。

-摄像头130

所述摄像头130用于探测所述车载无线充电装置100附近的待充电设备200。如今，通过摄像头实现图像识别已是成熟的现有技术，本实施例中，可在控制器140中预设带充电设备200的图片特征，所述摄像头130采集图像信息后反馈至所述控制器140，由所述控制器140进行特征对比，从而判断出待充电设备200的位置。由于所述摄像头130的拍摄角度较广，能够拍到所述车载无线充电装置100附近大范围内的空间情况的图片，若有待充电设备200出现在空间内，可由所述控制器140识别出带充电设备200在图片中的位置。

-辅助光源150

所述辅助光源150可以是红外LED，与所述摄像头130配合工作，为所述摄像头130提供对外的红外光光照，所述摄像头130能够识别外部物体反馈回来的红外光。这样，即便没有自然光，所述摄像头130也能实现对外部信息的识别，且所述辅助光源150的红外光不会被人察觉，对人的影响较小。

-控制器140

所述控制器140与所述光源110、摄像头130及光路调节装置120连接。所述控制器140根据所述摄像头130探测到的一待充电设备200的位置调整所述光路调节装置120，使得所述光源110发出的光照射到所述待充电设备200表面的光伏电池板210上，向所述待充电设备200充电。具体地，所述控制器140获取所述待充电设备200在所述摄像头130拍摄的图像中的位置后，可根据预设的参数控制所述光路调节装置120将所述光源110发出的光照射到图像中的同一位置，使得所述待充电设备200能够接收所述光源110发出的光能。因此，所述控制器140内可通过试验、校准等手段预先存储所述光路调节装置120的调节参数与光源110发出的光在图像中的位置的对应关系，从而可以根据所述待充电设备200在图像中的位置反推知如何调节所述光路调节装置120，实现对所述待充电设备200的跟踪照射。

上述车载无线充电装置100可实现对待充电设备200的远距离充电，这里的远距离是相对电磁感应式无线充电方式而言的，使得用户可以在一定空间范围内使用待充电设备200，且不会中断无线充电，十分方便。

相应地，对于待充电设备200，可以是移动终端，也就是手机或其他移动设备。所述待充电设备200的表面设有光伏电池板210，所述光伏电池板210既可以只设在所述移动终端的一个表面上，如背面，也可以围绕所述移动终端的多个表面而设，以提供更多的可接收无线充电的面积。所述光伏电池板210能够将接收的光能转换为电能，并与所述移动终端的电池连接，向所述电池充电。

作为所述无线充电系统的进一步改进，所述移动终端包括充电检测模块230及第一通讯模块220。相应地，所述车载无线充电装置100包括第二通讯模块160，与所述第一通讯模块220及控制器140连接。所述第一通讯模块220及第二通讯模块160可以是无线射频模块，如蓝牙模块，可实现无线通信连接。

本改进实施例中，所述充电检测模块230检测所述移动终端的无线充电状态是否有效，具体的实现手段是通过电流检测电路检测所述光伏电池板210对电池的充电电流是否大于一预设电流阈值，若大于所述电流阈值，则所述移动终端处于无线充电状态。所述第一通讯模块220从所述充电检测模块获取到无线充电状态后，将所述无线充电状态发送至所述第二通讯模块160。在其他实施方式中，所述充电检测模块230也可将无线充电状态上报至所述移动终端的中央处理模块，再由中央处理模块将相关信息发送给第一通讯模块220。所述控制器140从所述第二通讯模块160获取所述无线充电状态并根据所述无线充电状态调整所述光路调节装置120，直至所述移动终端接收无线充电。具体地，在某些情况下所述移动终端的光伏电池板210可能只接收了一部分光源110发出的光能，导致无法满足无线充电状态的要求，就需要将这一信息反馈给所述控制器140，以便所述控制器140调整所述光路调节装置120，改变光的传播方向，以使得更多的光能被所述光伏电池板210接收。所述控制器140可采用类似路径最优的搜索方法来调整所述光路调节装置120，可先确定一调整方向，然后及时查看所述移动终端反馈的无线充电状态，并不断地进行调整，直到所述移动终端很好地接收光能。

进一步地，所述移动终端的无线充电状态为有效的条件为：所述光伏电池板210上接收的光的最小照射面积为50mm*10mm，或所述光伏电池板210的输出电压大于或等于5V。对于光伏电池板210而言，其由多个串联的微元组件构成，当接收光能的面积越大，所述光伏电池板210的输出电压就越高，在本实施例中，所述光伏电池板210的输出电压应当达到5V以上才能实现较好的充电效果。相应地，经过试验验证，达到上述充电效果所需的最小照射面积为50mm*10mm。

作为所述无线充电系统的进一步改进，所述光源110的发射功率可调节。所述控制器140调节所述光源110的发射功率以使所述移动终端的无线充电状态有效。具体来说，当所述光伏电池板210的输出电压较小时，除了调节所述光路调节装置120，还可以通过增加所述光源110的输出功率来实现对无线充电状态的提升；相反地，若所述光伏电池板210的输出电压较大时，为了保护所述电池不受高电压影响，可相应地减小所述光源110的发射功率，以降低所述光伏电池板210的输出电压。本改进实施例提供了更加丰富的调节方式。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种车载无线充电装置，设于一车辆内并由所述车辆内的电源供电，其特征在于，所述车载无线充电装置包括：

光源，将电能转换为光能并照射至外部；

光路调节装置，与所述光源相对应布设，用于改变所述光源发出的光的传播方向；

摄像头，用于探测所述车载无线充电装置附近的待充电设备；

控制器，与所述光源、摄像头及光路调节装置连接；

所述控制器根据所述摄像头探测到的一待充电设备的位置调整所述光路调节装置，使得所述光源发出的光照射到所述待充电设备表面的光伏电池板上，向所述待充电设备充电。

2.如权利要求1所述的车载无线充电装置，其特征在于，

所述车载无线充电装置还包括一辅助光源，与所述摄像头配合工作。

3.如权利要求2所述的车载无线充电装置，其特征在于，

所述辅助光源为红外LED。

4.如权利要求1-3任一项所述的车载无线充电装置，其特征在于，

所述光路调节装置为一万向镜模组，其一面朝向所述光源；

所述万向镜模组接受所述控制器的控制改变朝向方向，从而改变所述光源发出的光的传播方向。

5.如权利要求1-3任一项所述的车载无线充电装置，其特征在于，

所述光源为垂直腔面发射激光器，发出红外光。

6.一种无线充电系统，其特征在于，包括权利要求1所述的车载无线充电装置，以及，

待充电设备，其表面设有光伏电池板，所述光伏电池板接收所述光源发出的光能，将光能转换为电能。

7.如权利要求6所述的无线充电系统，其特征在于，

所述待充电设备为移动终端，所述光伏电池板围绕所述移动终端表面而设并与所述移动终端的电池连接。

8.如权利要求7所述的无线充电系统，其特征在于，

所述移动终端包括充电检测模块及第一通讯模块；

所述车载无线充电装置包括第二通讯模块，与所述第一通讯模块及控制器连接；

所述充电检测模块检测所述移动终端的无线充电状态是否有效，并由所述第一通讯模块将所述无线充电状态发送至所述第二通讯模块，所述控制器从所述第二通讯模块获取所述无线充电状态并根据所述无线充电状态调整所述光路调节装置，直至所述移动终端接收无线充电。

9.如权利要求8所述的无线充电系统，其特征在于，

所述移动终端的无线充电状态为有效的条件为：

所述光伏电池板上接收的光的最小照射面积为50mm*10mm，或

所述光伏电池板的输出电压大于或等于5V。

10.如权利要求8或9所述的无线充电系统，其特征在于，

所述光源的发射功率可调节；

所述控制器调节所述光源的发射功率以使所述移动终端的无线充电状态有效。