CN105564265A - 一种电动汽车的无线充电方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电动汽车的无线充电方法及***，其充电方法包括以下过程：过程1：准备工作：在停车区域的地面上设置无线发射装置，且停车区域两侧设有电动汽车导轨，两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列；在电动汽车的底部设置无线接收装置，该无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；过程2：通过压力传感器阵列进行电动汽车充电位置对准；过程3：电动汽车执行充电操作：无线接收装置驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，使其靠近无线发射装置，实现能量传输最大化。

Description

一种电动汽车的无线充电方法及***
技术领域
本发明涉及电动汽车无线充电领域，尤其涉及的是一种电动汽车的无线充电方法及充电***。
背景技术
电动汽车的充电方式主要是有线充电方式，但有线充电方式存在如下不足之处：有线充电费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦，同时，由于有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生。相比于有线充电方式，无线传能以其独到的优势备受关注，无线充电技术在一定程度上解决了有线充电接口的诸多弊端，但是充电效率远远达不到有线充电，目前现有的无线充电装置中无法判断以及自动调整无线发射装置和无线接收装置的之间的位置，降低了充电效率，因此，如何寻找一种更加方便，更加安全，更加智能且效率更好的充电方式是值得关注的问题。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电动汽车的无线充电方法及充电***，解决现有技术有线充电方式存在的费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦的问题，避免有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生。而且本发明通过智能控制，实现无线发射装置与无线接收装置的准确定位，缩短了无线发射装置与无线接收装置的无线能量传输距离，大大提高了充电效率。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种电动汽车的无线充电方法，包括以下过程：
过程1：准备工作：在停车区域的地面上设置无线发射装置，且停车区域两侧设有电动汽车导轨，两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列；在电动汽车的底部设置无线接收装置，该无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；
过程2：电动汽车充电位置对准：充电时，电动汽车沿着两侧的电动汽车导轨开进上述停车区域，当电动汽车的前两个车轮各自进入压力传感器阵列的感应区域时，压力传感器阵列采集前车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置；当电动汽车的后两个车轮各自进入压力传感器阵列区域时，压力传感器阵列采集后车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置，进而完成无线发射装置与无线接收装置的对准；
过程3：电动汽车执行充电操作：无线接收装置驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，使其靠近无线发射装置，实现能量传输最大化。
作为一个优选的方案，上述过程3还包括用于实时监控无线接收装置和无线发射装置的距离的过程：具体的，所述无线接收装置的下表面还设有一层缓冲区，该缓冲区内还设有一红外测距传感器；无线接收装置驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，使其靠近无线发射装置，同时，红外测距传感器实时监控下降距离，当无线接收装置和无线发射装置之间的距离到达预设值时，则停止继续下降无线接收装置，即可完成无线接收装置与无线发射装置近距离对准。
为了实现无线发射装置和无线接收装置的准确定位，减少电动汽车停车时由于惯性造成的距离误差，提高无线充电效率，作为一个具体方案，所述压力传感器阵列分别对应设于距离无线发射装置前端（无线发射装置后端和前端是以沿汽车行进方向来区分）20-50cm位置处。
为了解决现有技术有线充电方式存在的费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦的问题，避免有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生；以及目前无线充电装置中无法实现无线发射装置和无线接收装置的准确定位且充电效率低的难题，作为一个具体的技术方案，本发明还提出一种电动汽车的无线充电***，包括：无线接收装置和无线发射装置，无线接收装置和无线发射装置在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；无线发射装置设于停车区域的地面上，且停车区域两侧设有电动汽车导轨（还可设置行车方向标志等），两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列。其中的升降装置可以是由伸缩杆和驱动电机实现，驱动电机的输出轴与伸缩杆连接，驱动伸缩杆上下伸缩，进而实现无线接收装置的上下伸缩。压力传感器阵列至少包括一个压力传感器。
作为一个可行的方案，所述无线接收装置包括相互连接的无线接收板和第一蓝牙通讯模块，无线接收板上设有接收线圈；对应的，所述无线发射装置包括相互连接的无线发射板和第二蓝牙通讯模块；所述无线发射板设有发射线圈。
为了实现实时检测车载电池的电量，保证智能控制充电过程，作为一个优选方案，所述无线接收板上还设有检测电量的检测单元。具体使用时，检测单元检测车载电池的电量，并通过第一蓝牙通讯模块发送给无线发射装置。
为了实现实时测量无线接收装置和无线发射装置的距离，保证无线接收装置和无线发射装置可以实现近距离无线能量传输，避免由于所述升降装置升降时导致无线发射装置与无线接收装置碰撞损坏，作为一个优选方案，所述无线接收装置的下表面还设有一层缓冲区；该缓冲区内还设有一红外测距传感器，用于实时测量无线接收装置和无线发射装置的距离。
本发明采用上述方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明采用无线充电方式实现能量传输，解决现有技术有线充电方式存在的费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦的问题，避免有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生；
2、本发明通过在电动汽车两侧导轨上各设有一组压力传感器阵列及行车方向标志，实现无线发射装置和无线接收装置的准确定位，提高无线充电效率；
3、本发明采用蓝牙通讯模块结合红外测距传感器，智能控制升降装置的升降，实现无线发射装置和无线接收装置近距离无线能量传输，进一步提高无线充电效率，解决充电效率低的难题；
4、本发明所采用的技术方案简单，成本低，易于大规模应用，具有很好的实用性。
附图说明
图1为本发明无线充电***充电时结构框图；
图2为本发明无线充电***停车区域的地面结构图；
图中标记如下：1、电动汽车，2、无线发射装置，3、无线接收装置，4、缓冲区，5、伸缩杆，6、导轨，61，行车方向标志，62，压力传感器阵列。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
为了解决现有技术有线充电方式存在的费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦的问题，避免有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生；以及目前无线充电装置中无法实现无线发射装置和无线接收装置的准确定位且充电效率低的难题，本发明提出一种电动汽车的无线充电***，如图1和图2所示，该无线充电***包括：设于电动汽车1下部的无线接收装置3、设于停车区域的地面上的无线发射装置2，无线接收装置3和无线发射装置2在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输。
无线接收装置3包括无线接收板和第一蓝牙通讯模块；无线接收板上设有接收线圈和检测单元；无线接收装置2上表面与电动汽车下部设有两个伸缩杆5，用于实现无线接收装置垂直地面升降。
无线发射装置包括无线发射板和第二蓝牙通讯模块；无线发射板设有发射线圈；无线发射装置所处地面的两侧设有电动汽车导轨6及行车方向标志61，电动汽车两侧导轨上各设有一组压力传感器阵列62。
为了实现实时测量无线接收装置和无线发射装置的距离，保证无线接收装置和无线发射装置可以实现近距离无线能量传输，避免由于伸缩杆升降时导致无线发射装置与无线接收装置碰撞损坏，无线接收装置的下表面设置了一层缓冲区4；该缓冲区4内设有一红外测距传感器，用于实时测量无线接收装置和无线发射装置的距离。
为了实现无线发射装置和无线接收装置的准确定位，减少电动汽车停车时由于惯性造成的距离误差，提高无线充电效率，压力传感器阵列分别对应设于无线发射装置前端h处，根据大量试验可知，h为20-50cm，整个***的效率更高。
本发明还提出一种电动汽车的无线充电方法，包括以下过程:
过程1：准备工作：在停车区域的地面上设置无线发射装置，且停车区域两侧设有电动汽车导轨，两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列；在电动汽车的底部设置无线接收装置，该无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；压力传感器阵列至少包括一个压力传感器；
过程2：电动汽车充电位置对准：充电时，电动汽车沿着两侧的电动汽车导轨开进上述停车区域，当电动汽车的前两个车轮各自进入压力传感器阵列的感应区域时，压力传感器阵列采集前车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置；当电动汽车的后两个车轮各自进入压力传感器阵列区域时，压力传感器阵列采集后车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置，进而完成无线发射装置与无线接收装置的对准；
过程3：电动汽车执行充电操作：电动汽车充电位置对准后，无线接收装置启动检测单元实时检测车载电池的电量信息，并将车载电池的电量信息通过第一蓝牙通讯模块和第二蓝牙通讯模块发送给无线发射装置，若车载电池电量已满，则提示电量已满，不启动或停止启动无线发射装置；若电量没有达到100%，则启动无线发射装置，进行无线能量传输，并将启动信号通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块发送给无线接收装置；
过程4：当无线接收装置收到无线发射装置发送的启动信号后，无线接收装置立即驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，并通过红外测距传感器实时监控下降距离，当无线接收装置即将接触无线发射装置时，即红外测距传感器测得结果显示为接近0距离时，停止继续下降无线接收装置，即完成无线接收装置与无线发射装置近距离对准，实现能量传输最大化；
过程5：当车载电池充满或驾驶员自动停止充电时，无线发射装置停止无线能量传输，并发出停止信号；
过程6：无线接收装置收到无线发射装置发送的停止信号时，无线接收装置通过升降装置将无线接收装置恢复至原位，即完成无线充电。
综上，采用本发明的无线充电方法及充电***，不仅可以解决现有技术有线充电方式存在的费时费力，需要连接有线电缆，布线麻烦的问题，避免有线充电时因接触问题容易引起高压漏电，导致危险发生。而且本发明通过智能控制，实现无线发射装置与无线接收装置的准确定位，缩短了无线发射装置与无线接收装置的无线能量传输距离，大大提高了充电效率，解决了现有无线充电装置中无法判断以及自动调整无线发射装置和无线接收装置之间的位置及充电效率低的难题。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车的无线充电方法，包括以下过程：
过程1：准备工作：在停车区域的地面上设置无线发射装置，且停车区域两侧设有电动汽车导轨，两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列；在电动汽车的底部设置无线接收装置，该无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；
过程2：电动汽车充电位置对准：充电时，电动汽车沿着两侧的电动汽车导轨开进上述停车区域，当电动汽车的前两个车轮各自进入压力传感器阵列的感应区域时，压力传感器阵列采集前车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置；当电动汽车的后两个车轮各自进入压力传感器阵列区域时，压力传感器阵列采集后车轮数据，并通过第二蓝牙通讯模块和第一蓝牙通讯模块实时反馈给无线接收装置，进而完成无线发射装置与无线接收装置的对准；
过程3：电动汽车执行充电操作：无线接收装置驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，使其靠近无线发射装置，实现能量传输最大化。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车的无线充电方法，其特征在于：所述过程3还包括用于实时监控无线接收装置和无线发射装置的距离的过程：具体的，所述无线接收装置的下表面还设有一层缓冲区，该缓冲区内还设有一红外测距传感器；无线接收装置驱动升降装置将无线接收装置朝无线发射装置方向下降，使其靠近无线发射装置，同时，红外测距传感器实时监控下降距离，当无线接收装置和无线发射装置之间的距离到达预设值时，则停止继续下降无线接收装置，即可完成无线接收装置与无线发射装置近距离对准。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车的无线充电方法，其特征在于：所述过程3还包括用于实施监控车载电池电量信息的步骤，具体过程如下：所述无线接收装置包括检测单元，电动汽车充电位置对准后，无线接收装置启动检测单元实时检测车载电池的电量信息，并将车载电池的电量信息发送给无线发射装置，若车载电池电量已满，则提示电量已满，不启动或停止启动无线发射装置；若电量没有达到100%，则启动无线发射装置，进行无线能量传输。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车的无线充电***，其特征在于：所述压力传感器阵列分别对应设于所述无线发射装置前端20-50cm处。
5.一种电动汽车的无线充电***，包括：无线接收装置和无线发射装置，无线接收装置和无线发射装置在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；
无线接收装置通过升降装置可升降的设于电动汽车的底部；
无线发射装置设于停车区域的地面上，且停车区域两侧设有电动汽车导轨，两侧的电动汽车导轨上均设有一组压力传感器阵列。
6.根据权利要求5所述的一种电动汽车的无线充电***，其特征在于：所述无线接收装置的下表面还设有一层缓冲区；该缓冲区内还设有一红外测距传感器，用于实时测量无线接收装置和无线发射装置的距离。
7.根据权利要求5或6所述的一种电动汽车的无线充电***，其特征在于：所述无线接收装置包括检测单元。
8.根据权利要求5或6所述的一种电动汽车的无线充电***，其特征在于：所述无线接收装置包括相互连接的无线接收板和第一蓝牙通讯模块，无线接收板上设有接收线圈；对应的，所述无线发射装置包括相互连接的无线发射板和第二蓝牙通讯模块；所述无线发射板设有发射线圈。
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