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CN106541844B - 无线充电线圈对准方法、装置及系统 - Google Patents

无线充电线圈对准方法、装置及系统 Download PDF

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CN106541844B
CN106541844B CN201610951641.4A CN201610951641A CN106541844B CN 106541844 B CN106541844 B CN 106541844B CN 201610951641 A CN201610951641 A CN 201610951641A CN 106541844 B CN106541844 B CN 106541844B
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China
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end coil
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周诚智
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Shenzhen Woer New Energy Electric Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Woer Heat Shrinkable Material Co Ltd
Changzhou Woer Heat Shrinkable Material Co Ltd
Huizhou LTK Electronic Cable Co Ltd
LTK Electric Wire Huizhou Co Ltd
Shenzhen Woer Special Cable Co Ltd
Shenzhen Woer New Energy Electric Technology Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种无线充电线圈对准方法、装置及系统,其中无线充电线圈对准方法包括以下步骤:获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数;根据电气参数,调整供电端线圈在水平方向上的位置;判断电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值时,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。本发明技术方案加快了无线充电线圈对准速度,提高了充电效率。

Description

无线充电线圈对准方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域,特别涉及一种无线充电线圈对准方法、装置及系统。
背景技术
现有的采用无线充电方式的电动汽车在进入无线充电站充电时,需要将车载底部无线充电接收线圈与位于地面的无线充电发射线圈对准才能保证充电效率的最大化。
现有的对准方式一般是司机控制电动汽车根据充电站的定位标志来定位对准无线充电发射线圈,这需要驾驶员的人工控制来实现无线充电发送线圈与无线充电接收线圈的对准,这一对准过程缓慢,同时效率低下。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无线充电线圈对准方法,旨在加快无线充电线圈对准速度,提高充电效率。
为实现上述目的,本发明提出一种无线充电线圈对准方法,所述无线充电线圈对准方法包括以下步骤:
获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数;
根据所述电气参数,调整所述供电端线圈在水平方向上的位置;
判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。
优选地,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
采样车载电池的充电电流和充电电压;
计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
优选地,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
计算得到所述供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
计算得到所述供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
优选地,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
获取所述供电端线圈的充电电流。
优选地,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场;
计算得到所述供电端线圈需要移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取所述供电端线圈的充电电流,并将此时的所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场,计算得到所述供电端线圈需要移动的位移;
控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
优选地,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
采样车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
优选地,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取充电效率、耦合系数充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
本发明提出一种无线充电原边装置,包括供电端线圈、供电管理模块、第一驱动装置及第二驱动装置;其中,
所述供电管理模块,获取供电端线圈充电相关的电气参数,根据所述电气参数,分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
并判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值时,若是,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置停止驱动,若否,则所述第一驱动装置和所述第二驱动装置继续调整线圈在水平方向上的位置。
优选地,所述供电管理模块获取供电端线圈的充电电流。
优选地,所述供电管理模块将所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
优选地,所述车辆管理模块获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
优选地,所述供电管理模块将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
本发明还提出一种无线充电系统,包括供电端线圈、供电管理模块、车辆端线圈、车辆管理模块、第一驱动装置及第二驱动装置;其中,
所述车辆管理模块,获取所述车辆端线圈充电相关的电气参数,并将相关电气参数无线发射至所述供电管理模块;
所述供电管理模块根据所述电气参数,分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;并判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值时,若是,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置停止驱动,若否,则所述第一驱动装置和所述第二驱动装置继续调整线圈在水平方向上的位置。
优选地,所述车辆管理模块获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
优选地,所述供电管理模块将所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场;计算得到所述供电端线圈需要移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取供电端线圈的充电电流,并将此时的所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场,计算得到供电端线圈需要移动的位移;控制供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
优选地,所述车辆管理模块获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
优选地,所述供电管理模块将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
本发明技术方案通过获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数,根据所述电气参数调整供电端线圈在水平方向上的位置,达到设定的调整次数或达到设定电气阈值后,即供电端线圈和车辆端线圈对准达到设定的最优充电状态,则对准过程结束。在供电端线圈与车辆端线圈对准过程中,只需将电动汽车驶入指定充电位置,其后再无需人工干预,完全实现了自动对准,显著提高了线圈对准的速度和精确度,本发明技术方案具有线圈对准速度快,充电效率高的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明无线充电线圈对准方法一实施例的流程图;
图2为图1中步骤S100的第一实施例进一步的流程图;
图3为图1中步骤S200的第一实施例进一步的流程图;
图4为本发明无线充电线圈对准方法第一实施例的具体流程图;
图5为图1中步骤S200的第二实施例进一步的流程图;
图6为本发明无线充电线圈对准方法第二实施例的具体流程图;
图7为图1中步骤S200的第三实施例进一步的流程图
图8为本发明无线充电原边装置的功能模块图;
图9为本发明无线充电系统的功能模块图;
图10为图9中无线充电系统的充电电路等效原理图;
图11为供电端线圈中心在水平位置坐标与所对应充电耦合系数的示意图;
图12为供电端线圈中心在水平位置坐标与所对应充电电效率的示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
10 供电端电源变换模块 40 充电端线圈
20 供电端线圈 50 充电端电源变换模块
30 供电管理模块 60 车辆管理模块
本发明目的的实现、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
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种无线充电线圈对准方法。该无线充电线圈对准方法应用于汽车无线充电系统上,参照图9。该系统包括供电端线圈20、车辆端线圈40、供电管理模块30、车辆管理模块60、用于驱动供电端线圈20和车辆端线圈40移动的驱动装置,本实施例中,该驱动装置采用电机实现。其中,供电管理模块30和车辆管理模块60之间采用无线通信。供电管理模块30用于获取供电端线圈20的电气参数,例如电流、电压等,车辆管理模块60则用于获取车载电池的充电电流及电压。供电管理模块30和车辆管理模块60共同控制无线充电系统的充电。
参照图1,在本发明实施例中,该无线充电线圈对准方法,所述无线充电线圈对准方法包括以下步骤:
S100、获取供电端线圈20和/或车辆端线圈40充电相关的电气参数。该电气参数可以是电流、充电效率、耦合系数等电气参数。
S200、根据所述电气参数,调整供电端线圈20在水平方向上的位置。应当说明的是,在供电端线圈20和车辆端线圈40高度差不改变的前提下,无线充电线圈的充电效率或供电端线圈20和车辆端线圈40的耦合系数与供电端线圈20和车辆端线圈40的中心距离成负相关。因此,实际充电过程中,需要调整供电端线圈20的位置,使得两线圈之间的中心距离在设定范围内。
S300、判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或循环次数是否达到预设最大值时,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。
参照图11和图12,通过预先的实验数据,得到电流值、充电效率或耦合系数与供电端线圈20在设定范围内水平位置上的对应关系数据。将这些数据存入供电管理模块30中,在无线充电线圈对准过程中,根据这些数据,即可知道供电端线圈20的需要调整的方向和距离,在通过多次的矫正,即可得到理想的充电效率值。图11及图12中左侧为水平位置xy的坐标,图11及图12右侧则分别对应是耦合系数和充电效率。由图中可知,左侧位置坐标颜色较浅的位置则对应右侧颜色较浅的耦合系数值和充电效率值。因此,本发明技术方案就是使得供电端线圈的中心位置无限接近图11及图12中的零点坐标,使得充电状态处于最优。
本发明技术方案通过获取供电端线圈20和/或车辆端线圈40充电相关的电气参数,根据所述电气参数调整供电端线圈20在水平方向上的位置,达到设定的调整次数或达到设定电气阈值后,即供电端线圈20和车辆端线圈40对准达到设定的最优充电状态,则对准过程结束。在供电端线圈20与车辆端线圈40对准过程中,只需将电动汽车驶入指定充电位置,其后再无需人工干预,完全实现了自动对准,显著提高了线圈对准的速度和精确度,本发明技术方案具有线圈对准速度快,充电效率高的优点。
参照图2,实施例一,所述步骤“获取供电端线圈20和/或车辆端线圈40充电相关的电气参数”包括:
S110a、采样车载电池的充电电流和充电电压;
S120a、计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
其中,已知供电端线圈20的电流和电压,根据采样到的车载电池的充电电流及充电电压,即可计算出无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
具体地,参照图3,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈20在水平方向上的位置”具体包括:
S210a、将所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
S220a、计算得到供电端线圈20需移动的位移,控制供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;单位行程是供电端线圈20能够移动的最小单位距离。
S230a、再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
S240a、计算得到供电端线圈20需移动的位移,控制供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。本实施例中,第一方向和第二方向即为供电端线圈在水平坐标系上的x轴方向和y轴方向。
需要说明的是,获得到的所述充电效率或所述耦合系数本身是个标量,不能提供供电端线圈20应该移动的方向。但是根据得到的充电效率,将其代入效率场,再对效率场进行求导,就能知道最优充电效率值所对应供电端线圈20所在的方位。而求导的过程就是改变供电端线圈20的位置,并获取充电效率值。对于通过耦合系数来控制供电端线圈20移动的技术原理亦是如此。其中充电效率的求导公式可表达为:
Figure BDA0001141604990000081
其中,e表示充电效率,x、y表示供电端线圈20在第一方向和第二方向上的位置。
求导后的方向就是供电端线圈20要移动的方向。每个电机的移动可以是简单的,只是前进或者后退的移动,也可以是更高级的预设好距离的移动。移动指定距离(这个距离是有关
Figure BDA0001141604990000093
的方程,例如
Figure BDA0001141604990000094
越大意味着离中心越远,因此指定距离可以越大)后,求导过程再次发生,并对移动方向做出矫正。这个过程一直循环进行,直到求导结果的绝对值(
Figure BDA0001141604990000095
)很小,或者达到预设的循环次数,则对准过程判定完成。
参照图4,现结合具体实施例对本技术方案作进一步说明的:
S10a、开始正常充电,或是用于专门对准过程的小电流充电;
S20a、车辆管理模块60将电池充电电压和充电电流反馈至供电端;
S30a、供电管理模块30计算并记录充电效率e或耦合系数k;
S40a、供电管理模块30控制供电端线圈20移动沿x轴方向移动一段距离,例如5毫米;
S50a、车辆管理模块60将电池充电电压和充电电流反馈至供电端;
S60a、供电管理模块30计算并记录充电效率ex或耦合系数kx;
S70a、供电管理模块30控制供电端线圈20移动沿y轴方向移动一段距离,例如5毫米;
S80a、车辆管理模块60将电池充电电压和充电电流反馈至供电端;
S90a、供电管理模块30计算并记录充电效率ey或耦合系数ky;
S100a、判断循环次数是否达到设定最大值或充电效率达到设定值或耦合系数值达到设定值,若是,则结束;若否,则循环步骤S2~S9。
实施例二,本实施例与实施例一的区别在于,本实施例只需获取供电端线圈20的电流,其控制过程更为简单。
根据现有理论,可以将充电系统的充电电路模型简化为图10所示的电路图。供电端线圈20和车辆端线圈40的之间的耦合松紧程度M可以表示为
Figure BDA0001141604990000091
其中L1和L2分别为供电端线圈20和充电端线圈的自感系数,k为耦合系数。
供电端线圈20电流iS和车辆端线圈40电流iL表达式可表示为
Figure BDA0001141604990000092
其中VL为电池电压,VS为电源电压,
因此可见,当电池充电属性VL和IL不变时,M值越大,供电端线圈20流过电流越小。为在供电线圈与车辆线圈轴距离(即高度差)不改变的前提下,充电效率(以及耦合系数)与线圈的中心距离成负相关。因此,只需获取供电端线圈20的电流即可。
具体地,所述步骤“获取供电端线圈20和/或车辆端线圈40充电相关的电气参数”包括:
获取供电端线圈20的充电电流。
参照图5,具体地,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈20在水平方向上的位置”具体包括:
S210b、将所述供电端线圈20的充电电流,代入预设的电流场;
S220b、计算得到供电端线圈20需要移动的位移,控制供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
S230b、再次获取供电端线圈20的充电电流,并将此时的所述供电端线圈20的充电电流,代入预设的电流场,计算得到供电端线圈20需要移动的位移;
S240b、控制供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
需要说明的是,供电端线圈20在水平面(即正交平面)的对准过程就是寻找在电池状态不改变的前提下,寻找供电端线圈20电流最小位置的过程。因为对准过程需要的时间较短,所以可以假设对准过程中电池状态不会改变。
虽然电流本身只是一个标量,并不能提供供电端线圈20应该移动的方向,但是通过对电流场的求导,可以得知最大值的方位。求导的过程就是通过改变线圈的位置,并记录供电端线圈20电流的变化量。对供电端线圈20电流的求导公式为:
Figure BDA0001141604990000101
其中x、y分别为供电端线圈20在第一方向和第二方向上的位置。
求导后的方向就供电端线圈20移动的方向。供电端线圈20的移动可以是简单的,只是前进或者后退的移动,也可以是更高级的预设好距离的移动。移动指定距离(这个距离可以是有关
Figure BDA0001141604990000102
的方程,例如
Figure BDA0001141604990000103
越大意味着离中心越远,因此指定距离可以越大)后,求导过程再次发生,并对供电端线圈20的移动方向做出矫正。这个过程一直循环进行,直到求导结果的绝对值(即
Figure BDA0001141604990000111
)很小,或者达到预设的循环次数,此时则对准过程判定完成。
参照图6,现结合具体实施例对本技术方案作进一步说明的:
S10b、开始正常充电,或是用于专门对准过程的小电流充电;
S20b、车辆管理模块60获取供电端线圈20电流;
S30b、供电管理模块30控制供电端线圈20移动沿x轴方向移动一段距离,例如5毫米;
S40b、供电管理模块30记录供电端线圈20电流ix,
S50b、供电管理模块30控制供电端线圈20移动沿y轴方向移动一段距离,例如5毫米;
S60b、供电管理模块30记录供电端线圈20电流iy;
S70b、供电管理模块30计算供电端线圈20电流的变化量;
S80b、判断循环次数是否达到设定最大值或充电电流达到设定值,若是,则结束;若否,则循环步骤S2~S7。
实施例三,参照图7,具体地,所述步骤“获取供电端线圈20和/或车辆端线圈充40电相关的电气参数”包括:
采样车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈20的充电电流。
具体地,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈20在水平方向上的位置”具体包括:
S210c、将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
S2210c、计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
S230c、再次获取充电效率、耦合系数充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
S240c、计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
需要说明的是,实施例三中通过获取多个电气参数,分别代入对应的场中,将得到的位移求平均值,再基于该平均值,调整供电端线圈20的位置。该实施例相对实施例一和实施例二,具有调整精确度高的优点。
参照图8,本发明提出一种无线充电原边装置,包括供电端线圈20、供电管理模块30、第一驱动装置(未示出)及第二驱动装置(未示出);其中,本实施例中,第一驱动装置和第二驱动装置均采用马达实现。两马达分别驱动供电端线圈20沿x轴或y轴方向移动。此外该无线充电原边装置还包括供电端电源变换模块10,供电端电源变换模块10用于将电源输出的交流电进行整流、滤波、调压、逆变等变换后后输出至车辆端线圈,在经车辆端电源变换模块50进行整流、滤波、调压等变换后给车载电池进行充电。
所述供电管理模块30,获取供电端线圈20充电相关的电气参数,根据所述电气参数,分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈20在水平方向上的位置;判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或循环次数是否达到预设最大值时,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。
进一步地,所述供电管理模块30获取供电端线圈20的充电电流。
进一步地,所述供电管理模块30将所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到线圈需移动的位移,控制供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块30再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到线圈需移动的位移,控制供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
进一步地,所述车辆管理模块60获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈20的充电电流。
具体地,所述供电管理模块30将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块30再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
参照图9,本发明还提出一种无线充电系统,包括供电端线圈20、供电管理模块30、车辆端线圈40、车辆管理模块60、第一驱动装置及第二驱动装置;其中,此外该无线充电原边装置还包括供电端电源变换模块10及车辆端电源变换模块50,供电端电源变换模块10用于将电源输出的交流电进行整流、滤波、调压、逆变等变换后后输出至车辆端线圈,在经车辆端电源变换模块50进行整流、滤波、调压等变换后给车载电池进行充电。
车辆管理模块60,获取车辆端线圈40充电相关的电气参数,并将相关电气参数无线发射至供电管理模块30;
供电管理模块30根据所述电气参数,分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈20在水平方向上的位置;判断所述电气参数值是否达到预设电气阈值和/或循环次数是否达到预设最大值时,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。
进一步地,所述车辆管理模块60获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
进一步地,所述供电管理模块30将所述供电端线圈20的充电电流,代入预设的电流场;计算得到供电端线圈20需要移动的位移,控制供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块30再次获取供电端线圈20的充电电流,并将此时的所述供电端线圈20的充电电流,代入预设的电流场,计算得到供电端线圈20需要移动的位移;控制供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
具体地,所述车辆管理模块60获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈20的充电电流。
具体地,所述供电管理模块30将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块30再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈20需移动的平均位移,控制所述供电端线圈20沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述无线充电线圈对准方法包括以下步骤:
获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数;
根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置;
将充电效率代入效率场,并通过效率场求导公式对所述效率场进行求导,根据求导结果调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述效率场求导公式为:
Figure 94462DEST_PATH_IMAGE001
其中,e为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;
或,将充电电流代入电流场,并通过电流场求导公式对所述电流场进行求导,根据求导结果调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述电流场求导公式为:
Figure 27783DEST_PATH_IMAGE002
其中,is为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;
判断电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值,若是,充电线圈对准完毕,若否,则循环上述步骤。
2.如权利要求1所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
采样车载电池的充电电流和充电电压;
计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
3.如权利要求2所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
计算得到所述供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;
计算得到所述供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
4.如权利要求1所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
获取所述供电端线圈的充电电流。
5.如权利要求4所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场;
计算得到所述供电端线圈需要移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取所述供电端线圈的充电电流,并将此时的所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场,计算得到所述供电端线圈需要移动的位移;
控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
6.如权利要求1所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数”包括:
采样车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
7.如权利要求6所述的无线充电线圈对准方法,其特征在于,所述步骤“根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置”具体包括:
将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
再次获取充电效率、耦合系数、充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
8.一种无线充电原边装置,其特征在于,包括供电端线圈、供电管理模块、第一驱动装置及第二驱动装置;其中,
所述供电管理模块,获取供电端线圈充电相关的电气参数;根据所述电气参数,按照预设单位行程调整供电端线圈在水平方向上的位置;
将充电效率代入效率场,并通过效率场求导公式对所述效率场进行求导,根据求导结果分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述效率场求导公式为:
Figure 227820DEST_PATH_IMAGE003
其中,e为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;或,将充电电流代入电流场,并通过电流场求导公式对所述电流场进行求导,根据求导结果分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述电流场求导公式为:
Figure 768654DEST_PATH_IMAGE004
其中,is为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;
并判断电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值时,若是,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置停止驱动,若否,则所述第一驱动装置和所述第二驱动装置继续调整线圈在水平方向上的位置。
9.如权利要求8所述的无线充电原边装置,其特征在于,所述供电管理模块获取供电端线圈的充电电流。
10.如权利要求9所述的无线充电原边装置,其特征在于,
所述供电管理模块将所述充电效率或耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到供电端线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率或耦合系数,并将此时的所述充电效率或所述耦合系数,代入预设的效率场或耦合系数场;计算得到线圈需移动的位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
11.如权利要求8所述的无线充电原边装置,其特征在于,所述供电管理模块接收车辆管理模块获取到的车载电池的充电电流和充电电压,及所述车辆管理模块计算得到的无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
12.如权利要求11所述的无线充电原边装置,其特征在于,所述供电管理模块将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
13.一种无线充电系统,其特征在于,包括供电端线圈、供电管理模块、车辆端线圈、车辆管理模块、第一驱动装置及第二驱动装置;其中,
所述车辆管理模块,获取供电端线圈和/或车辆端线圈充电相关的电气参数,并将相关电气参数无线发射至所述供电管理模块;
所述供电管理模块根据电气参数及预设场生成位置调整参数,根据位置调整参数调分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述供电管理模块将充电效率代入效率场,并通过效率场求导公式对所述效率场进行求导,根据求导结果分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述效率场求导公式为:
Figure 257404DEST_PATH_IMAGE001
其中,e为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;
或,所述供电管理模块将充电电流代入电流场,并通过电流场求导公式对所述电流场进行求导,根据求导结果分别控制所述第一驱动装置和所述第二驱动装置调整供电端线圈在水平方向上的位置;
所述电流场求导公式为:
Figure 791154DEST_PATH_IMAGE002
其中,is为充电效率,x、y表示所述供电端线圈在第一方向和第二方向上的位置;
并判断电气参数值是否达到预设电气阈值和/或调整次数是否达到预设最大值时,若是,所述第一驱动装置和所述第二驱动装置停止驱动,若否,则所述第一驱动装置和所述第二驱动装置继续调整线圈在水平方向上的位置。
14.如权利要求13所述的无线充电系统,其特征在于,所述车辆管理模块获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数。
15.如权利要求14所述的无线充电系统,其特征在于,所述供电管理模块将所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场;计算得到所述供电端线圈需要移动的位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取供电端线圈的充电电流,并将此时的所述供电端线圈的充电电流,代入预设的电流场,计算得到供电端线圈需要移动的位移;控制供电端线圈沿第二方向移动若干个预设单位行程,其中第二方向与第一方向垂直。
16.如权利要求13所述的无线充电系统,其特征在于,所述车辆管理模块获取车载电池的充电电流和充电电压,计算无线充电线圈的充电效率或耦合系数;并获取所述供电端线圈的充电电流。
17.如权利要求16所述的无线充电系统,其特征在于,所述供电管理模块将所述充电效率、所述耦合系数及充电电流中的至少任意两者,分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
计算得到所述供电端线圈需移动的平均位移,控制所述供电端线圈沿第一方向移动若干个预设单位行程;
所述供电管理模块再次获取充电效率、耦合系数或充电电流中的至少任意两者,并分别代入对应预设的效率场、耦合系数场或电流场;
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