CN105591436B - 一种多车位移动式汽车无线充电装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多车位移动式汽车无线充电装置及其控制方法，该装置用于自动为停靠在多个充电位置上的电动汽车进行充电，电动汽车包括车辆控制器和接收线圈，多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器、导轨、无线充电模块、拖链电缆以及多个车辆定位模块，导轨设置在多个充电位置上，多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置上，充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，无线充电模块可在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，车辆控制器与充电服务器无线连接，充电服务器分别与无线充电模块和车辆定位模块连接。本发明自动化程度高、操作难度低，且利用效率高，可广泛应用于电动汽车的充电控制行业中。

Description

一种多车位移动式汽车无线充电装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车充电控制领域，特别是涉及一种多车位移动式汽车无线充电装置及其控制方法。

背景技术

一般情况下，电能的传输都是通过导线进行的，这种传统的输送方式需要有相应的电流电压变换控制电路，插头、插座之类的接口等硬件。但这种输电方式不是百分百安全的，在大功率传输的情况下，特别是一些环境恶劣的场合，比如采矿、建筑工地、化工厂等等条件恶劣的场所，很容易出现漏电触电的危险。所以，近年来很多国家和地区的十分重视无线充电技术的研发，无线充电技术的发展能有效解决大功率电能输送的安全问题。

随着汽车无线充电技术的飞速发展，国内外一些大型汽车企业已经在汽车无线充电技术的研发上有所成果，目前的无线充电技术需要驾驶车辆与充电发射线圈对齐，基本上只能一对一充电，利用效率低。而且目前无线充电的方式主要采用电磁感应式或者磁共振式，这两种方式都需要接收线圈和发射线圈需要对齐，才能保证充电效率，所以需要驾驶者精确的将车辆停在目标位置才可以高效的充电，大大提高了操作难度，导致充电操作时间延长，降低了充电装置的利用效率。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种多车位移动式汽车无线充电装置，本发明的另一目的是提供一种多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多车位移动式汽车无线充电装置，用于自动为停靠在多个充电位置上的电动汽车进行充电，所述电动汽车包括车辆控制器和接收线圈，所述多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器、导轨、无线充电模块、拖链电缆以及多个车辆定位模块，所述导轨设置在多个充电位置上，所述多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置上，所述充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，所述无线充电模块可在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，所述车辆控制器与充电服务器无线连接，所述充电服务器分别与无线充电模块和车辆定位模块连接。

进一步，所述无线充电模块包括发射线圈、伺服电机和对齐传感器，所述充电服务器通过拖链电缆为发射线圈供电，所述伺服电机用于驱动发射线圈在导轨上自动移动并将发射线圈移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，所述对齐传感器安装在发射线圈上，所述伺服电机和对齐传感器均与充电服务器连接。

进一步，所述车辆定位模块包括两个车轮限位块和两个车轮限位传感器，所述车轮限位传感器与充电服务器连接。

进一步，所述对齐传感器用于接收电动汽车的接收线圈所发射的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器。

进一步，所述接收线圈上安装有用于发出对齐信号的激光发射器，所述对齐传感器采用光电传感器。

本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是：

一种多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法，包括：

S1、多个车辆定位模块实时检测对应充电位置的定位信号并发送到充电服务器；

S2、充电服务器实时接收多个车辆定位模块发送的定位信号后，判断是否有电动汽车进入对应的充电位置，若有，则与该电动汽车的车辆控制器握手；

S3、充电服务器根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序获得当前的待充电的电动汽车的信息，并控制无线充电模块在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置；

S4、充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，使得无线充电模块为接收线圈进行无线充电；

S5、车辆控制器获取电动汽车的充电信息，当判断充电完成后，发送充电完成信息到充电服务器；

S6、充电服务器接收到充电完成信息后，停止为无线充电模块供电，并返回执行步骤S4。

进一步，所述无线充电模块包括发射线圈、伺服电机和对齐传感器，所述步骤S3，包括：

S31、充电服务器根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序，获得当前的待充电的电动汽车的信息，并控制无线充电模块的伺服电机驱动发射线圈在导轨上自动移动到待充电的电动汽车的下方；

S32、移动过程中采用对齐传感器检测待充电的接收线圈发送的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器；

S33、充电服务器接收对齐信号并进行解析判断，当判断无线充电模块与接收线圈对齐时，控制伺服电机停止工作。

本发明的有益效果是：本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置，用于自动为停靠在多个充电位置上的电动汽车进行充电，电动汽车包括车辆控制器和接收线圈，多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器、导轨、无线充电模块、拖链电缆以及多个车辆定位模块，导轨设置在多个充电位置上，多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置上，充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，无线充电模块可在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，车辆控制器与充电服务器无线连接，充电服务器分别与无线充电模块和车辆定位模块连接。本装置可同时容纳多辆自动汽车排队进行无线充电，省去了传统充电的接口插拔过程，可以实现无人看守，无线充电模块可以自动切换充电对象，自动化程度高、操作难度低，且利用效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置的电子框图；

图2是本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置的第一结构示意图；

图3是本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置的第二结构示意图；

图4是本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置的车辆定位模块的使用状态示意图；

图5是本发明的一种多车位移动式汽车无线充电装置的对齐传感器的使用状态示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明提供了一种多车位移动式汽车无线充电装置，用于自动为停靠在多个充电位置5上的电动汽车1进行充电，所述电动汽车1包括车辆控制器和接收线圈11，所述多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器2、导轨3、无线充电模块、拖链电缆4以及多个车辆定位模块，所述导轨3设置在多个充电位置5上，所述多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置5上，所述充电服务器2通过拖链电缆4为无线充电模块供电，所述无线充电模块可在导轨3上自动移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置，所述车辆控制器与充电服务器2无线连接，所述充电服务器2分别与无线充电模块和车辆定位模块连接。

进一步作为优选的实施方式，参照图2和图3，所述无线充电模块包括发射线圈6、伺服电机和对齐传感器7，所述充电服务器2通过拖链电缆4为发射线圈6供电，所述伺服电机用于驱动发射线圈6在导轨3上自动移动并将发射线圈6移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置，所述对齐传感器7安装在发射线圈6上，所述伺服电机和对齐传感器7均与充电服务器2连接。

进一步作为优选的实施方式，参照图2和图4，所述车辆定位模块包括两个车轮限位块8和两个车轮限位传感器9，所述车轮限位传感器9与充电服务器2连接。

进一步作为优选的实施方式，所述对齐传感器7用于接收电动汽车1的接收线圈11所发射的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器2。

进一步作为优选的实施方式，参照图5，所述接收线圈11上安装有用于发出对齐信号的激光发射器10，所述对齐传感器7采用光电传感器。

本发明还提供了一种多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法，包括：

S1、多个车辆定位模块实时检测对应充电位置5的定位信号并发送到充电服务器2；

S2、充电服务器2实时接收多个车辆定位模块发送的定位信号后，判断是否有电动汽车1进入对应的充电位置5，若有，则与该电动汽车1的车辆控制器握手；

S3、充电服务器2根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序获得当前的待充电的电动汽车1的信息，并控制无线充电模块在导轨3上自动移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置；

S4、充电服务器2通过拖链电缆4为无线充电模块供电，使得无线充电模块为接收线圈11进行无线充电；

S5、车辆控制器获取电动汽车1的充电信息，当判断充电完成后，发送充电完成信息到充电服务器2；

S6、充电服务器2接收到充电完成信息后，停止为无线充电模块供电，并返回执行步骤S4。

进一步作为优选的实施方式，所述无线充电模块包括发射线圈6、伺服电机和对齐传感器7，所述步骤S3，包括：

S31、充电服务器2根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序，获得当前的待充电的电动汽车1的信息，并控制无线充电模块的伺服电机驱动发射线圈6在导轨3上自动移动到待充电的电动汽车1的下方；

S32、移动过程中采用对齐传感器7检测待充电的接收线圈11发送的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器2；

S33、充电服务器2接收对齐信号并进行解析判断，当判断无线充电模块与接收线圈11对齐时，控制伺服电机停止工作。

以下结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例一

参照图1~图5，本发明提供了一种多车位移动式汽车无线充电装置，用于自动为停靠在多个充电位置5上的电动汽车1进行充电，电动汽车1包括车辆控制器和接收线圈11，多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器2、导轨3、无线充电模块、拖链电缆4以及多个车辆定位模块，导轨3设置在多个充电位置5上，多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置5上，充电服务器2通过拖链电缆4为无线充电模块供电，无线充电模块可在导轨3上自动移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置，车辆控制器与充电服务器2无线连接，充电服务器2分别与无线充电模块和车辆定位模块连接。

本实施例中，无线充电模块包括发射线圈6、伺服电机和对齐传感器7，充电服务器2通过拖链电缆4为发射线圈6供电，伺服电机用于驱动发射线圈6在导轨3上自动移动并将发射线圈6移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置，对齐传感器7安装在发射线圈6上，伺服电机和对齐传感器7均与充电服务器2连接。对齐传感器7用于接收电动汽车1的接收线圈11所发射的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器2。拖链电缆4随着发射线圈6的移动而移动，保证发射线圈6的供电稳定正常。

详细的，车辆定位模块包括两个车轮限位块8和两个车轮限位传感器9，车轮限位传感器9与充电服务器2连接，车轮限位传感器9安装在车轮限位块8前面。电动汽车1倒车进入充电位置5时车轮限位块8用于协助驾驶员控制车辆前后方向对齐，当车轮顶住车轮限位块8，驾驶员停车。此时车轮限位传感器9可用于检测车辆是否正确入位，若检测到左右车轮均压住车轮限位传感器9则表示电动汽车1已经正确入位，因此车辆控制器与充电服务器2交互信息，开始排队等待充电。车轮限位传感器9可以采用压力传感器，充电服务器2根据压力传感器的压力值来判断电动汽车是否已经正确入位。或者采用红外传感器，根据红外检测值来判断，若根据红外检测值判断红外传感器被遮挡，则可判断电动汽车已经正确入位。

本实施例中，如图5所示，接收线圈11上安装有用于发出对齐信号的激光发射器10，激光发射器10与对齐传感器7相对应安装，对齐传感器7采用光电传感器。当充电服务器2根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序，获得当前的待充电的电动汽车1的信息，通知该电动汽车1，并控制无线充电模块的伺服电机驱动发射线圈6在导轨3上自动移动到待充电的电动汽车1的下方，此时，电动汽车1开启激光发射器10，当对齐传感器7感应到激光束，表示发射线圈6与接收线圈11对齐，因此，充电服务器2控制伺服电机停止工作，并准备对电动汽车充电。充电服务器2与车辆控制器交互信息，并通过拖链电缆4为发射线圈6供电，控制发射线圈6工作，对接收线圈11进行无线充电。车辆控制器检测到充电完成后，上传充电完成信息至充电服务器2，充电服务器2停止对发射线圈6供电，然后控制伺服电机将发射线圈6移动到其它充电位置5进行充电。

充电服务器2负责与电动汽车1通过无线通信方式进行信息交互，并采集各种传感器信号，控制电动汽车1的充电过程，主要有以下功能：

1、当电动汽车1进入充电位置5即停车区域，车辆控制器与充电服务器2握手，确认电动汽车1的状态是否可以充电；

2、检查电动汽车1是否入位，电动汽车1入位后控制发射线圈6与接收线圈11对齐，然后与电动汽车1交互信息启动充电。

3、充电过程中与电动汽车1交互控制充电功率，充电完成后结算并停止充电。

本装置通过车轮限位块8辅助驾驶员控制电动汽车1的前后位置，并通过车轮限位传感器9检测车辆是否已经到位，可以轻松简单地解决发射线圈6和接收线圈11的前后对齐问题。而且不需要驾驶员精确控制车辆的左右位置，通过驱动发射线圈6在导轨3上自动移动可以完成发射线圈6和接收线圈11的左右对齐问题。最后，采用本装置后，可以实现自动依次为多个充电位置5即多车位的电动汽车1充电，多个充电位置5共用一个发射线圈6，当充电位置5充电完成或者空闲时，发射线圈6可以自动移动至下一充电位置5，自动为下一辆电动汽车1充电，提高了充电过程中发射线圈6的利用率。

本装置降低了对电动汽车1的停车要求，可同时容纳多辆自动汽车1排队进行无线充电，省去了传统充电的接口插拔过程，可以实现无人看守，无线充电模块可以自动切换充电对象，自动化程度高、操作难度低，且利用效率高。

实施例二

实施例一的多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法，包括：

S1、多个车辆定位模块实时检测对应充电位置5的定位信号并发送到充电服务器2；

S2、充电服务器2实时接收多个车辆定位模块发送的定位信号后，判断是否有电动汽车1进入对应的充电位置5，若有，则与该电动汽车1的车辆控制器握手；

S3、充电服务器2根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序获得当前的待充电的电动汽车1的信息，并控制无线充电模块在导轨3上自动移动到与待充电的电动汽车1的接收线圈11对齐的位置；

S4、充电服务器2通过拖链电缆4为无线充电模块供电，使得无线充电模块为接收线圈11进行无线充电；

S5、车辆控制器获取电动汽车1的充电信息，当判断充电完成后，发送充电完成信息到充电服务器2；

S6、充电服务器2接收到充电完成信息后，停止为无线充电模块供电，并返回执行步骤S4。

步骤S3详细包括步骤S31~S33：

S31、充电服务器2根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序，获得当前的待充电的电动汽车1的信息，并控制无线充电模块的伺服电机驱动发射线圈6在导轨3上自动移动到待充电的电动汽车1的下方；

S32、移动过程中采用对齐传感器7检测待充电的接收线圈11发送的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器2；

S33、充电服务器2接收对齐信号并进行解析判断，当判断无线充电模块与接收线圈11对齐时，控制伺服电机停止工作。

本控制方法可快速自动地对电动汽车1进行自动充电，自动化程度高、操作难度低，且利用效率高。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种多车位移动式汽车无线充电装置，用于自动为停靠在多个充电位置上的电动汽车进行充电，其特征在于，所述电动汽车包括车辆控制器和接收线圈，所述多车位移动式汽车无线充电装置包括充电服务器、导轨、无线充电模块、拖链电缆以及多个车辆定位模块，所述导轨设置在多个充电位置上，所述多个车辆定位模块分别安装在多个充电位置上，所述充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，所述无线充电模块可在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，所述车辆控制器与充电服务器无线连接，所述充电服务器分别与无线充电模块和车辆定位模块连接；

所述充电服务器用于：

实时接收多个车辆定位模块发送的定位信号后，判断是否有电动汽车进入对应的充电位置，若有，则与该电动汽车的车辆控制器握手；

根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序获得当前的待充电的电动汽车的信息，并控制无线充电模块在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置；

所述无线充电模块包括发射线圈、伺服电机和对齐传感器，所述充电服务器通过拖链电缆为发射线圈供电，所述拖链电缆随着发射线圈的移动而移动，所述多个充电位置共用一个发射线圈，所述伺服电机用于驱动发射线圈在导轨上自动移动并将发射线圈移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置，所述对齐传感器安装在发射线圈上，所述伺服电机和对齐传感器均与充电服务器连接。

2.根据权利要求1所述的一种多车位移动式汽车无线充电装置，其特征在于，所述车辆定位模块包括两个车轮限位块和两个车轮限位传感器，所述车轮限位传感器与充电服务器连接。

3.根据权利要求1所述的一种多车位移动式汽车无线充电装置，其特征在于，所述对齐传感器用于接收电动汽车的接收线圈所发射的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器。

4.根据权利要求1所述的一种多车位移动式汽车无线充电装置，其特征在于，所述接收线圈上安装有用于发出对齐信号的激光发射器，所述对齐传感器采用光电传感器。

5.一种多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法，其特征在于，包括：

S1、多个车辆定位模块实时检测对应充电位置的定位信号并发送到充电服务器；

S2、充电服务器实时接收多个车辆定位模块发送的定位信号后，判断是否有电动汽车进入对应的充电位置，若有，则与该电动汽车的车辆控制器握手；

S3、充电服务器根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序获得当前的待充电的电动汽车的信息，并控制无线充电模块在导轨上自动移动到与待充电的电动汽车的接收线圈对齐的位置；

S4、充电服务器通过拖链电缆为无线充电模块供电，使得无线充电模块为接收线圈进行无线充电；

S5、车辆控制器获取电动汽车的充电信息，当判断充电完成后，发送充电完成信息到充电服务器；

S6、充电服务器接收到充电完成信息后，停止为无线充电模块供电，并返回执行步骤S3；

所述无线充电模块包括发射线圈、伺服电机和对齐传感器，所述步骤S4中，所述拖链电缆随着无线充电模块的发射线圈的移动而移动。

6.根据权利要求5所述的一种多车位移动式汽车无线充电装置的控制方法，其特征在于，所述步骤S3，包括：

S31、充电服务器根据与车辆控制器建立握手连接的先后顺序，获得当前的待充电的电动汽车的信息，并控制无线充电模块的伺服电机驱动发射线圈在导轨上自动移动到待充电的电动汽车的下方；

S32、移动过程中采用对齐传感器检测待充电的接收线圈发送的对齐信号并将对齐信号发送到充电服务器；

S33、充电服务器接收对齐信号并进行解析判断，当判断无线充电模块与接收线圈对齐时，控制伺服电机停止工作。