CN105262168A - 一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置及其控制方法，包括电能发射端和与电能发射端连接的电能接收端，电能发射端包括控制器B和与控制器B相连的对象识别传感器、充电控制电路B、无线通信模块B和机械驱动***，充电控制电路B连接到发射体感应线圈和交流充电电源，电能接收端包括控制器A和与控制器A相连的充电控制电路A、无线通信模块A和GUI交互界面，充电控制电路A连接到接收体感应线圈和充电电池组。本发明通过无线连接的电能发射端和接收端通过控制器控制机械驱动***进行位置调整，完成充电模块感应线圈的正对匹配，能有效消除匹配不佳导致的漏感，大大提高了充电效率，并具有控制方法简单精确可靠的特点。
Description
技术领域
本发明属于新能源汽车工程领域，具体涉及一种电动汽车用具有自适应匹配功能的非接触式充电匹配控制装置，还涉及一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置的控制方法。
背景技术
采用传统方式对电动汽车进行充电时，带电的导体部分长时间暴露在外，由于受潮而容易被侵蚀、老化，具有较大的安全隐患。在恶劣及特殊环境下的电动车辆，由于受天气状况限制，无法进行传统的导线方式充电。此外，传统方式充电需要人工手动进行充电线的拔插，对于大量的推广电动汽车导线方式充电十分不便。对于感应非接触式充电技术，不需要导线与车辆直接连接就可以进行充电，无导线直接暴露在外，可以实现自动充电，随停随充，极大地增加电动汽车的续航里程，具有传统充电方式不可替代的优势，但是在充电过程中，充电模块相对应的位置不会完全进行正对匹配，因而充电效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置及其控制方法，可以自主进行非接触式充电的接通与断开，能有效克服因不可避免的人为停车误差而导致的充电桩发射体感应线圈与车载接收体感应线圈匹配不佳，而致使充电效率急剧降低的现象，提供高效率的电能感应传输，控制方法简单精确可靠，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，包括电能发射端和与所述电能发射端通过无线模块连接的电能接收端，所述电能发射端包括控制器B和与所述控制器B通过导线相连的对象识别传感器、充电控制电路B、无线通信模块B和机械驱动***，所述充电控制电路B连接到发射体感应线圈和交流充电电源，所述电能接收端包括控制器A和与所述控制器A通过导线相连的充电控制电路A、无线通信模块A和GUI交互界面，所述充电控制电路A连接到接收体感应线圈和充电电池组，所述对象识别传感器用于识别接收体感应线圈位置，所述发射体感应线圈和接收体感应线圈可正对。
优选的，上述机械驱动***包括X向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构和Y向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构。
优选的，上述无线通信模块采用GPRS或GSM模块。
优选的，上述控制器A采用ECU，所述控制器B采用PLC。
一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置的控制方法，包括以下步骤：
（1）将待充电电动汽车驶入特定充电位置停止后；
（2）用户通过GUI交互界面发出充电需求，该需求会被车载控制器A接收，并通过无线通信模块A向电能发射端发送充电请求信号；
（3）电能发射端的无线通信模块B接收到来自车载的通信充电请求信号后，将信号传输至电能发射端控制器B，控制器A发出控制指令；
（4）控制指令传输至与控制器B相连的对象识别传感器，对象识别传感器会自动检测电动汽车车载接收体感应线圈位置，并将信号传到电能发射端充电控制器B中，由控制器B计算出发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY；
（5）根据垂向位移差ΔX与ΔY再由控制器B发出控制指令，控制机械驱动***中的X向驱动电机与Y向驱动电机转动特定转数，带动与之相连的丝杠丝母副，进而驱动发射体感应线圈X向和Y向移动；
（6）当对象识别传感器检测发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY变为0后，机械驱动***停止工作，发射体感应线圈与车载接收体感应线圈的自适应匹配完成，由控制器B发出指令控制充电控制电路B和控制器A发出指令控制充电电路A，进行感应充电；
（7）充电电池电量大小信号传递到车载端控制器A，充电充满后，由车载端控制器A发出充电完成指令，通过无线通信模块A将指令传输至电能发射端无线通信模块B，无线通信模块B再将指令发送至充电控制器B，接收指令后，充电控制器B自动终止充电，并通过无线通信模块B向车载端控制器A及GUI界面反馈充电完成提示，同时控制机械驱动***的各驱动电机，使发射端感应线圈回到预设默认位置，完成充电服务。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明有如下效果：
（1）本发明通过无线连接的电能发射端和电能接收端通过控制器控制机械驱动***进行位置的调整，从而完成充电模块感应线圈的的正对匹配，达到发射体感应线圈与车载接收体感应线圈精确匹配的目的，能有效消除匹配不佳导致的漏感，大大提高了充电效率；
（2）通过此控制方法，能安全方便地进行非接触式的充电与终止充电服务，同时保证充电过程的安全性与稳定性，有效提高车载电池的使用安全与寿命；
（3）本发明还具有控制装置结构简单和控制方法简单精确可靠的特点。
附图说明
图1本发明的控制结构示意图；
图2为本发明的控制装置整体结构及安装位置示意图；
图3为本发明的机械驱动***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图3所示，一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，包括电能发射端和与所述电能发射端通过无线模块连接的电能接收端，所述电能发射端包括控制器B和与所述控制器B通过导线相连的对象识别传感器、充电控制电路B、无线通信模块B和机械驱动***，所述充电控制电路B连接到发射体感应线圈和交流充电电源，所述电能接收端包括控制器A和与所述控制器A通过导线相连的充电控制电路A、无线通信模块A和GUI交互界面，所述充电控制电路A连接到接收体感应线圈和充电电池组，所述对象识别传感器用于识别接收体感应线圈位置，所述发射体感应线圈和接收体感应线圈可正对。
优选的，上述机械驱动***包括X向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构和Y向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构；上述无线通信模块采用GPRS或GSM模块；上述控制器A采用ECU，所述控制器B采用PLC。
优选的，上述电能发射端固定连接在框架上，通过框架上的机械驱动***实现X向和Y向位置的调整，实现发射体感应线圈与接收体感应线圈的位置正确匹配，提高充电效率。
一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置的控制方法，包括以下步骤：
（1）将待充电电动汽车驶入特定充电位置停止后；
（2）用户通过GUI交互界面发出充电需求，该需求会被车载控制器A接收，并通过无线通信模块A向电能发射端发送充电请求信号；
（3）电能发射端的无线通信模块B接收到来自车载的通信充电请求信号后，将信号传输至电能发射端控制器B，控制器A发出控制指令；
（4）控制指令传输至与控制器B相连的对象识别传感器，对象识别传感器会自动检测电动汽车车载接收体感应线圈位置，并将信号传到电能发射端充电控制器B中，由控制器B计算出发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY；
（5）根据垂向位移差ΔX与ΔY再由控制器B发出控制指令，控制机械驱动***中的X向驱动电机与Y向驱动电机转动特定转数，带动与之相连的丝杠丝母副，进而驱动发射体感应线圈X向和Y向移动；
（6）当对象识别传感器检测发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY变为0后，机械驱动***停止工作，发射体感应线圈与车载接收体感应线圈的自适应匹配完成，由控制器B发出指令控制充电控制电路B和控制器A发出指令控制充电电路A，进行感应充电；
（7）充电电池电量大小信号传递到车载端控制器A，充电充满后，由车载端控制器A发出充电完成指令，通过无线通信模块A将指令传输至电能发射端无线通信模块B，无线通信模块B再将指令发送至充电控制器B，接收指令后，充电控制器B自动终止充电，并通过无线通信模块B向车载端控制器A及GUI界面反馈充电完成提示，同时控制机械驱动***的各驱动电机，使发射端感应线圈回到预设默认位置，完成充电服务。
若用户要求中途中断充电服务，只需通过GUI交互界面发出中断充电请求，此时车载端控制器A发出充电中断指令，通过无线通信模块A将指令传输至电能发射端无线通信模块B，无线通信模块B再将指令发送至充电控制器B，接收指令后，充电控制器B立刻控制终止充电，同时控制机械驱动***的各驱动电机，使发射体感应线圈回到预设默认位置，完成中断请求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，其特征在于：包括电能发射端和与所述电能发射端通过无线模块连接的电能接收端，所述电能发射端包括控制器B和与所述控制器B通过导线相连的对象识别传感器、充电控制电路B、无线通信模块B和机械驱动***，所述充电控制电路B连接到发射体感应线圈和交流充电电源，所述电能接收端包括控制器A和与所述控制器A通过导线相连的充电控制电路A、无线通信模块A和GUI交互界面，所述充电控制电路A连接到接收体感应线圈和充电电池组，所述对象识别传感器用于识别接收体感应线圈位置，所述发射体感应线圈和接收体感应线圈可正对。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，其特征在于：所述机械驱动***包括X向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构和Y向驱动电机带动丝杠移动的驱动机构。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，其特征在于：所述无线通信模块采用GPRS或GSM模块。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置，其特征在于：所述控制器A采用ECU，所述控制器B采用PLC。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种电动汽车非接触式充电匹配控制装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将待充电电动汽车驶入特定充电位置停止后；
（2）用户通过GUI交互界面发出充电需求，该需求会被车载控制器A接收，并通过无线通信模块A向电能发射端发送充电请求信号；
（3）电能发射端的无线通信模块B接收到来自车载的通信充电请求信号后，将信号传输至电能发射端控制器B，控制器A发出控制指令；
（4）控制指令传输至与控制器B相连的对象识别传感器，对象识别传感器会自动检测电动汽车车载接收体感应线圈位置，并将信号传到电能发射端充电控制器B中，由控制器B计算出发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY；
（5）根据垂向位移差ΔX与ΔY再由控制器B发出控制指令，控制机械驱动***中的X向驱动电机与Y向驱动电机转动特定转数，带动与之相连的丝杠丝母副，进而驱动发射体感应线圈X向和Y向移动；
（6）当对象识别传感器检测发射体感应线圈中心位置与车载接收体感应线圈中心位置的垂向位移差ΔX与ΔY变为0后，机械驱动***停止工作，发射体感应线圈与车载接收体感应线圈的自适应匹配完成，由控制器B发出指令控制充电控制电路B和控制器A发出指令控制充电电路A，进行感应充电；
（7）充电电池电量大小信号传递到车载端控制器A，充电充满后，由车载端控制器A发出充电完成指令，通过无线通信模块A将指令传输至电能发射端无线通信模块B，无线通信模块B再将指令发送至充电控制器B，接收指令后，充电控制器B自动终止充电，并通过无线通信模块B向车载端控制器A及GUI界面反馈充电完成提示，同时控制机械驱动***的各驱动电机，使发射端感应线圈回到预设默认位置，完成充电服务。
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