一種汽車無線充電對準(zhǔn)匹配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用光敏傳感器及磁傳感器的汽車無線充電對準(zhǔn)匹配系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的采用無線充電方式的電動汽車在進入無線充電站充電時，需要將車載底部無線充電接收板與地面的無線充電發(fā)射板對準(zhǔn)才能保證充電效率的最大化，現(xiàn)有的對準(zhǔn)方式一般是司機控制汽車根據(jù)充電站的定位標(biāo)志來定位對準(zhǔn)，或者是根據(jù)車載電子指示系統(tǒng)的定位指令移動汽車或控制充電接收板對準(zhǔn)無線充電發(fā)射板，無論采用上述哪種方式都是需要駕駛員的人工控制來實現(xiàn)無線發(fā)送、接收板的對準(zhǔn)，這個過程緩慢而低效。
[0003]為此，一篇申請?zhí)枮?01110276928.9的發(fā)明專利，公開了一種強電磁耦合式電動汽車無線充電裝置，其包括市電電源，初級整流濾波器，初級變換器，可分離電磁耦合器的原邊線圈，可活動原邊線圈支架，可分離電磁耦合器副邊線圈，聚磁鐵芯，可活動副邊線圈支架，次級整流濾波器，充電控制器，蓄電池，電動汽車。把工頻交流電輸入到初級整流濾波器，從初級整流濾波器輸出穩(wěn)定的直流電，經(jīng)初級變換器進行高頻逆變變換后的高頻交流電，該交流電輸送至可分離電磁耦合器的原邊線圈，可分離電磁耦合器的原邊線圈內(nèi)有聚磁鐵芯，分離電磁耦合器的原邊線圈通過可活動原邊線圈支架可以上下移動與可分離電磁耦合器副邊線圈通過可活動副邊線圈支架上下移動發(fā)生強電磁耦合，這樣實現(xiàn)高磁密度的能量傳輸。該專利采用的是分別能夠上下移動的原邊線圈裝置和副邊線圈裝置，在移動汽車使車上的副邊線圈正好對準(zhǔn)到原邊線圈上方后，兩裝置上下移動并將原副邊線圈貼近來實現(xiàn)提供電能轉(zhuǎn)換效率的目的；該專利方案的缺點是需要司機移動汽車以實現(xiàn)副邊線圈正好對準(zhǔn)在原邊線圈上才能滿足實現(xiàn)該專利目標(biāo)的前提條件，并且該裝置是上下移動，在充電結(jié)束后，需要一個時間來保證原邊線圈和副邊線圈回收到初始位置后汽車才可駛離，增加了汽車整個充電的過程程序和時間，并容易由于司機提早移動汽車而導(dǎo)致原副邊線圈裝置被刮蹭而損壞。
[0004]另有一篇申請?zhí)枮?01080058025.7的發(fā)明專利，公開了一種電動汽車用無線充電系統(tǒng)及充電方法，其充電系統(tǒng)包括:電力控制裝置，其設(shè)置于無線充電所并控制所有無線電力傳輸裝置;設(shè)置于停車區(qū)域的無線電力傳輸裝置及地面近距離無線通訊模塊;無線電力傳輸裝置，其以多個數(shù)量設(shè)置于停車區(qū)域的地面、選擇運行隨電動汽車的充電信息對向的一部分無線傳輸面板；以及，在電動汽車的底部安裝能夠升降的多個無線傳輸面板，在電動汽車內(nèi)具備無線電力接收機和無線充電終端及近距離無線通信模塊和充電控制器，通過無線充電終端駕駛員的選擇實現(xiàn)無線充電的最優(yōu)化。該專利在車底部布置有多個接收線圈，當(dāng)車停在充電車位上后由司機選擇最優(yōu)效果的接收板來實現(xiàn)最優(yōu)化無線充電，該專利在發(fā)射機收裝置最優(yōu)定位實現(xiàn)上有以下確定，一是需要司機來人工選擇合適的接收板來工作，二是在車底布置多個接收板成本昂貴。
[0005]另外一篇申請?zhí)枮?01310043965.4的發(fā)明專利，公開了一種電動汽車無線充電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的原邊線圈與副邊線圈對接匹配難的問題。該電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括無線發(fā)射板和無線接收板，還包括供電動汽車停泊的支撐平臺和用于支撐無線發(fā)射板的支撐組件;無線接收板設(shè)置于電動汽車的底部且其接收面朝下底面;支撐組件和支撐平臺之間至少設(shè)有能調(diào)節(jié)無線發(fā)射板高度的位置調(diào)節(jié)機構(gòu)?？筛鶕?jù)車輛位置快速調(diào)整無線發(fā)射板的高度，縮短無線發(fā)射板與無線接收板的距離，有效降低了由于車輛及無線發(fā)射板的位置引起的電量傳輸損耗，提升了能量傳輸效率，輻射也相應(yīng)降低。該專利采用可移動的無線充電發(fā)射板來實現(xiàn)發(fā)射板與接收板的對準(zhǔn)定位以實現(xiàn)提高無線充電傳輸效能，該專利的缺點是可移動的發(fā)射板需要在車位地面進行較大工作量的地面破土工程，并需要挖掘出足夠其裝置預(yù)埋的空間，如采用金屬架結(jié)構(gòu)作為支撐面則增加了整個系統(tǒng)的成本，且金屬架結(jié)構(gòu)支撐面也存在著金屬對電磁波吸收發(fā)熱的危險可能。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種應(yīng)用光敏傳感器及磁傳感器的汽車無線充電對準(zhǔn)匹配方法及系統(tǒng)，基于光敏傳感器和磁傳感器的檢測定位方法，不僅方便、高效，而且成本低廉，無需人工干預(yù)，解決現(xiàn)有技術(shù)之不足。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的思路是，基于光敏傳感器和磁傳感器進行檢測，通過控制驅(qū)動裝置(步進電機定位系統(tǒng))驅(qū)動地面無線充電發(fā)射板對準(zhǔn)車載無線充電接收板。采用光敏傳感器芯片周期性定時檢測，可自動檢測到是否汽車?？吭跓o線充電板上方。采用磁傳感器檢測定位方法，實現(xiàn)地面無線充電發(fā)射板與車載無線充電接收板的自動、快速定位對準(zhǔn)，提高無線充電速度，讓電動汽車無線充電過程更加智能、方便和尚效。
[0008]具體的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種汽車無線充電對準(zhǔn)匹配系統(tǒng)，包括設(shè)于電動汽車下部的無線充電接收裝置、設(shè)于停車區(qū)域地面上的無線充電發(fā)射裝置，無線充電接收裝置和無線充電發(fā)射裝置在一定距離內(nèi)建立通訊連接，并自動開始無線電力傳輸；
[0009]所述無線充電接收裝置包括無線接收板和檢測對準(zhǔn)模塊;無線接收板上設(shè)有接收線圈，檢測對準(zhǔn)模塊包括多個磁傳感器芯片組成的第一磁傳感器芯片陣列和產(chǎn)生磁場的多個螺線管組成的第一螺線管組，第一磁傳感器芯片陣列的各磁傳感器芯片和第一螺線管組的各螺線管圍繞接收線圈而設(shè)置；
[0010]所述無線充電發(fā)射裝置包括無線發(fā)射板以及驅(qū)動無線發(fā)射板進行移動的驅(qū)動裝置，其中，無線發(fā)射板設(shè)有發(fā)射線圈，檢測匹配模塊包括多個光敏傳感器芯片組成的光敏傳感器芯片陣列、多個磁傳感器芯片組成的第二磁傳感器芯片陣列和產(chǎn)生磁場的多個螺線管組成的第二螺線管組;所述無線發(fā)射板設(shè)于驅(qū)動裝置上，并在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下進行移動，例如前后左右移動及順時針十五度、逆時針十五度轉(zhuǎn)動。第一磁傳感器芯片陣列和第二磁傳感器芯片陣列的各磁傳感器芯片均設(shè)置為只允許垂直方向磁力線通過;光敏傳感器芯片陣列的各光敏傳感器芯片設(shè)置為只接收垂直方向光線通過。
[0011]作為一種簡單可行的方案，所述驅(qū)動裝置包括橫縱軌道，無線發(fā)射板可移動的設(shè)于該縱橫軌道上，并在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下在橫縱軌道做縱橫移動。
[0012]作為一種簡單可行的方案，所述驅(qū)動裝置包括分別安裝于無線發(fā)射板四周的多個驅(qū)動電機。優(yōu)選的，所述驅(qū)動裝置是采用驅(qū)動電機實現(xiàn)，驅(qū)動電機設(shè)有多個，驅(qū)動電機中至少有一個是微調(diào)驅(qū)動電機。
[0013]為了方便檢測，檢測對準(zhǔn)模塊中，所述第一磁傳感器芯片陣列至少包括四個磁傳感器芯片，分別記為第一磁傳感器芯片、第二磁傳感器芯片、第三磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片，第一磁傳感器芯片、第二磁傳感器芯片、第三磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片順時針圍繞接收線圈而設(shè)置;第一螺線管組至少包括四個螺線管，記為第一螺線管、第二螺線管、第三螺線管和第四螺線管，第一螺線管、第二螺線管、第三螺線管、第四螺線管分別與第一磁傳感器芯片、第二磁傳感器芯片、第三磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片間隔設(shè)置。
[0014]上述檢測對準(zhǔn)模塊中，第一磁傳感器芯片、第二磁傳感器芯片、第三磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片可以是單個芯片實現(xiàn)，也可以是多個芯片組成的芯片陣列。理論上，單個芯片即可完成本實用新型所述功能，但是為了更好的對準(zhǔn)以及更快速的對準(zhǔn)，實際應(yīng)用時第一磁傳感器芯片、第二磁傳感器芯片、第三磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片均采用芯片陣列實現(xiàn)。
[0015]為了更方便更精確的檢測，所述第一螺線管和第三螺線管產(chǎn)生相同極的磁場(例如，同為N極)，第二螺線管和第四螺線管產(chǎn)生相同極的磁場(例如，同為S極)，且第一螺線管和第二螺線管產(chǎn)生不同極的磁場；同時，第一磁傳感器芯片和第三磁傳感器芯片用來檢測同一極的磁場(例如S極的磁場)；第二磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片用來檢測同一極的磁場