一種汽車(chē)無(wú)線充電對(duì)準(zhǔn)匹配系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)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(chē)無(wú)線充電對(duì)準(zhǔn)匹配系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的采用無(wú)線充電方式的電動(dòng)汽車(chē)在進(jìn)入無(wú)線充電站充電時(shí)，需要將車(chē)載底部無(wú)線充電接收板與地面的無(wú)線充電發(fā)射板對(duì)準(zhǔn)才能保證充電效率的最大化，現(xiàn)有的對(duì)準(zhǔn)方式一般是司機(jī)控制汽車(chē)根據(jù)充電站的定位標(biāo)志來(lái)定位對(duì)準(zhǔn)，或者是根據(jù)車(chē)載電子指示系統(tǒng)的定位指令移動(dòng)汽車(chē)或控制充電接收板對(duì)準(zhǔn)無(wú)線充電發(fā)射板，無(wú)論采用上述哪種方式都是需要駕駛員的人工控制來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線發(fā)送、接收板的對(duì)準(zhǔn)，這個(gè)過(guò)程緩慢而低效。
[0003]為此，一篇申請(qǐng)?zhí)枮?01110276928.9的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種強(qiáng)電磁耦合式電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電裝置，其包括市電電源，初級(jí)整流濾波器，初級(jí)變換器，可分離電磁耦合器的原邊線圈，可活動(dòng)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(dòng)副邊線圈支架，次級(jí)整流濾波器，充電控制器，蓄電池，電動(dòng)汽車(chē)。把工頻交流電輸入到初級(jí)整流濾波器，從初級(jí)整流濾波器輸出穩(wěn)定的直流電，經(jīng)初級(jí)變換器進(jìn)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(guò)可活動(dòng)原邊線圈支架可以上下移動(dòng)與可分離電磁耦合器副邊線圈通過(guò)可活動(dòng)副邊線圈支架上下移動(dòng)發(fā)生強(qiáng)電磁耦合，這樣實(shí)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(dòng)的原邊線圈裝置和副邊線圈裝置，在移動(dòng)汽車(chē)使車(chē)上的副邊線圈正好對(duì)準(zhǔn)到原邊線圈上方后，兩裝置上下移動(dòng)并將原副邊線圈貼近來(lái)實(shí)現(xiàn)提供電能轉(zhuǎn)換效率的目的；該專利方案的缺點(diǎn)是需要司機(jī)移動(dòng)汽車(chē)以實(shí)現(xiàn)副邊線圈正好對(duì)準(zhǔn)在原邊線圈上才能滿足實(shí)現(xiàn)該專利目標(biāo)的前提條件，并且該裝置是上下移動(dòng)，在充電結(jié)束后，需要一個(gè)時(shí)間來(lái)保證原邊線圈和副邊線圈回收到初始位置后汽車(chē)才可駛離，增加了汽車(chē)整個(gè)充電的過(guò)程程序和時(shí)間，并容易由于司機(jī)提早移動(dòng)汽車(chē)而導(dǎo)致原副邊線圈裝置被刮蹭而損壞。
[0004]另有一篇申請(qǐng)?zhí)枮?01080058025.7的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)用無(wú)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(wú)線充電所并控制所有無(wú)線電力傳輸裝置;設(shè)置于停車(chē)區(qū)域的無(wú)線電力傳輸裝置及地面近距離無(wú)線通訊模塊;無(wú)線電力傳輸裝置，其以多個(gè)數(shù)量設(shè)置于停車(chē)區(qū)域的地面、選擇運(yùn)行隨電動(dòng)汽車(chē)的充電信息對(duì)向的一部分無(wú)線傳輸面板；以及，在電動(dòng)汽車(chē)的底部安裝能夠升降的多個(gè)無(wú)線傳輸面板，在電動(dòng)汽車(chē)內(nèi)具備無(wú)線電力接收機(jī)和無(wú)線充電終端及近距離無(wú)線通信模塊和充電控制器，通過(guò)無(wú)線充電終端駕駛員的選擇實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電的最優(yōu)化。該專利在車(chē)底部布置有多個(gè)接收線圈，當(dāng)車(chē)停在充電車(chē)位上后由司機(jī)選擇最優(yōu)效果的接收板來(lái)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化無(wú)線充電，該專利在發(fā)射機(jī)收裝置最優(yōu)定位實(shí)現(xiàn)上有以下確定，一是需要司機(jī)來(lái)人工選擇合適的接收板來(lái)工作，二是在車(chē)底布置多個(gè)接收板成本昂貴。
[0005]另外一篇申請(qǐng)?zhí)枮?01310043965.4的發(fā)明專利，公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的原邊線圈與副邊線圈對(duì)接匹配難的問(wèn)題。該電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電系統(tǒng)，包括無(wú)線發(fā)射板和無(wú)線接收板，還包括供電動(dòng)汽車(chē)停泊的支撐平臺(tái)和用于支撐無(wú)線發(fā)射板的支撐組件;無(wú)線接收板設(shè)置于電動(dòng)汽車(chē)的底部且其接收面朝下底面;支撐組件和支撐平臺(tái)之間至少設(shè)有能調(diào)節(jié)無(wú)線發(fā)射板高度的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)?？筛鶕?jù)車(chē)輛位置快速調(diào)整無(wú)線發(fā)射板的高度，縮短無(wú)線發(fā)射板與無(wú)線接收板的距離，有效降低了由于車(chē)輛及無(wú)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(dòng)的無(wú)線充電發(fā)射板來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)射板與接收板的對(duì)準(zhǔn)定位以實(shí)現(xiàn)提高無(wú)線充電傳輸效能，該專利的缺點(diǎn)是可移動(dòng)的發(fā)射板需要在車(chē)位地面進(jìn)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(gè)系統(tǒng)的成本，且金屬架結(jié)構(gòu)支撐面也存在著金屬對(duì)電磁波吸收發(fā)熱的危險(xiǎn)可能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]因此，針對(duì)上述的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種應(yīng)用光敏傳感器及磁傳感器的汽車(chē)無(wú)線充電對(duì)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(cè)定位方法，不僅方便、高效，而且成本低廉，無(wú)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(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的思路是，基于光敏傳感器和磁傳感器進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)裝置(步進(jìn)電機(jī)定位系統(tǒng))驅(qū)動(dòng)地面無(wú)線充電發(fā)射板對(duì)準(zhǔn)車(chē)載無(wú)線充電接收板。采用光敏傳感器芯片周期性定時(shí)檢測(cè)，可自動(dòng)檢測(cè)到是否汽車(chē)?？吭跓o(wú)線充電板上方。采用磁傳感器檢測(cè)定位方法，實(shí)現(xiàn)地面無(wú)線充電發(fā)射板與車(chē)載無(wú)線充電接收板的自動(dòng)、快速定位對(duì)準(zhǔn)，提高無(wú)線充電速度，讓電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線充電過(guò)程更加智能、方便和尚效。
[0008]具體的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種汽車(chē)無(wú)線充電對(duì)準(zhǔn)匹配系統(tǒng)，包括設(shè)于電動(dòng)汽車(chē)下部的無(wú)線充電接收裝置、設(shè)于停車(chē)區(qū)域地面上的無(wú)線充電發(fā)射裝置，無(wú)線充電接收裝置和無(wú)線充電發(fā)射裝置在一定距離內(nèi)建立通訊連接，并自動(dòng)開(kāi)始無(wú)線電力傳輸；
[0009]所述無(wú)線充電接收裝置包括無(wú)線接收板和檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)模塊;無(wú)線接收板上設(shè)有接收線圈，檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)模塊包括多個(gè)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(chǎng)的多個(gè)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?chē)@接收線圈而設(shè)置；
[0010]所述無(wú)線充電發(fā)射裝置包括無(wú)線發(fā)射板以及驅(qū)動(dòng)無(wú)線發(fā)射板進(jìn)行移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，其中，無(wú)線發(fā)射板設(shè)有發(fā)射線圈，檢測(cè)匹配模塊包括多個(gè)光敏傳感器芯片組成的光敏傳感器芯片陣列、多個(gè)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(chǎng)的多個(gè)螺線管組成的第二螺線管組;所述無(wú)線發(fā)射板設(shè)于驅(qū)動(dòng)裝置上，并在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行移動(dòng)，例如前后左右移動(dòng)及順時(shí)針十五度、逆時(shí)針十五度轉(zhuǎn)動(dòng)。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(guò);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(guò)。
[0011]作為一種簡(jiǎn)單可行的方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括橫縱軌道，無(wú)線發(fā)射板可移動(dòng)的設(shè)于該縱橫軌道上，并在驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下在橫縱軌道做縱橫移動(dòng)。
[0012]作為一種簡(jiǎn)單可行的方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括分別安裝于無(wú)線發(fā)射板四周的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)裝置是采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)有多個(gè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)中至少有一個(gè)是微調(diào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0013]為了方便檢測(cè)，檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)模塊中，所述第一磁傳感器芯片陣列至少包括四個(gè)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(shí)針圍繞接收線圈而設(shè)置;第一螺線管組至少包括四個(gè)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(cè)對(duì)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(gè)芯片實(shí)現(xiàn)，也可以是多個(gè)芯片組成的芯片陣列。理論上，單個(gè)芯片即可完成本實(shí)用新型所述功能，但是為了更好的對(duì)準(zhǔn)以及更快速的對(duì)準(zhǔn)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shí)現(xiàn)。
[0015]為了更方便更精確的檢測(cè)，所述第一螺線管和第三螺線管產(chǎn)生相同極的磁場(chǎng)(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(chǎng)(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(chǎng)；同時(shí)，第一磁傳感器芯片和第三磁傳感器芯片用來(lái)檢測(cè)同一極的磁場(chǎng)(例如S極的磁場(chǎng))；第二磁傳感器芯片和第四磁傳感器芯片用來(lái)檢測(cè)同一極的磁場(chǎng)