与电动车辆和充电站的导引和对准有关的系统、方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上设及无线电力传递，且更具体地说，设及用于导引和对准的裝置、系 统和方法。
【背景技术】
[0002] 已经引入了包含从例如电池等能量储存装置接收的电导出的运动动力的远程系 统，例如车辆。举例来说，混合动力电动车辆包含机载充电器，所述机载充电器使用来自车 辆制动和传统电动机的电力给车辆充电。纯电动车辆一般从其它来源接收电来为电池充 电。常常提议通过例如家用或商用AC供应源等某种类型的有线交流电(AC)给电池电动车辆 (电动车辆)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器。 电缆和类似连接器有时可能不方便或笨重，且具有其它缺点。能够在自由空间中（例如，经 由无线场)传送电力W便用于给电动车辆充电的无线充电系统可W克服有线充电解决方案 的一些不足。
[0003] 用于电动车辆的无线充电系统可要求发射和接收禪合器在某一程度内对准。电动 车辆无线充电系统内的发射和接收禪合器的充分对准可要求电动车辆在停放位内恰当定 位，W及在所述电动车辆已定位在停放位内之后，禪合器位置的精细对准。需要与电动车辆 导引系统有关的系统、裝置和方法。此外，需要用于电动车辆无线充电系统内的禪合器的精 细对准的裝置、系统和方法。
【发明内容】
[0004] 在所附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方 面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书 的范围的情况下，本文描述一些显要特征。
[0005] 在附图和W下描述中陈述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。 其它特征、方面和优点将从描述、图式和所附权利要求书变得显而易见。注意，W下各图的 相对尺寸可能未按比例绘制。
[0006] 本发明中描述的标的物的一个方面提供一种用于导引电动车辆的装置。所述装置 包括传感器，其经配置W相对于电动车辆的充电禪合器来确定关联到充电基座的充电点的 位置。所述装置进一步包括处理器，其经配置W在=维透视图中显示所述充电点的位置的 指示符。显示充电点的位置是为了导引电动车辆的用户在容差范围内将电动车辆的充电禪 合器定位在充电基座上方。所述装置处理器进一步经配置W基于确定参照点与地面上与充 电点的位置有关的点之间的角度满足阔值，而转变为在二维自上向下视图中显示充电点的 位置的指示符。
[0007] 本发明中描述的标的物的另一方面提供一种用于导引电动车辆的方法。所述方法 包含相对于电动车辆的充电禪合器确定关联到充电基座的充电点的位置。所述方法进一步 包含在=维透视图中显示充电点的位置的指示符。显示充电点的位置是为了导引电动车辆 的用户在容差区域内将电动车辆的充电禪合器定位在充电基座上方。所述方法进一步包含 基于确定参照点与地面上与充电点的位置有关的点之间的角度满足阔值，而转变为在二维 自上向下视图中显示充电点的位置的指示符。
[0008] 本发明中描述的标的物的另一方面提供一种用于导引电动车辆的设备。所述设备 包含用于相对于电动车辆的充电禪合器确定关联到充电基座的充电点的位置的装置。所述 设备进一步包含用于在=维透视图中显示充电点的位置的指示符的装置。显示充电点的位 置是为了导引电动车辆的用户在容差区域内将电动车辆的充电禪合器定位在充电基座上 方。所述设备进一步包括用于基于确定参照点与地面上与充电点的位置有关的点之间的角 度满足阔值而转变为在二维自上向下视图中显示充电点的位置的指示符的装置。
[0009] 本发明中描述的标的物的另一方面提供一种用于导引电动车辆的设备。所述设备 包括传感器系统，其经配置W相对于电动车辆的充电禪合器来确定关联到充电基座的充电 点的位置。所述设备进一步包括处理器，其经配置W在二维自上向下的视图中显示充电点 的位置的指示符、表示电动车辆的图标，W及从电动车辆到所述指示符的轨迹，所述图标在 相对于指示符的固定位置中显示，显示充电点的位置和所述轨迹是为了导引电动车辆的用 户，W在容差区域内将电动车辆的充电禪合器定位在充电基座上方。所述处理器进一步经 配置W基于确定参照点与地面上与充电点的位置有关的点之间的角度满足阔值，而转变为 在二维自上向下视图中显示充电点的位置的指示符W及十字线图标，所述十字线图标表示 电动车辆的充电禪合器的中屯、位置，且在相对于指示符的固定位置中显示。
【附图说明】
[0010] 图1说明根据本发明的示范性实施例的用于为电动车辆充电的示范性无线电力传 送系统。
[0011] 图2为图1的无线电力传送系统的示范性核屯、组件的示意图。
[0012] 图3为展示图1的无线电力传送系统的示范性核屯、组件和辅助组件的功能框图。
[0013] 图4说明根据本发明的示范性实施例的安置于电动车辆中的可更换非接触式电池 的概念。
[0014] 图5A是显示根据本发明的示范性实施例的可用于电动车辆的无线充电的示范性 频率的频谱的图表。
[0015] 图5B为显示根据本发明的示范性实施例可用于电动车辆的无线充电且用于提供 磁性信息/信标信号的示范性频率的频谱的图表。
[0016] 图6是显示根据本发明的示范性实施例的可用于电动车辆的无线充电中的示范性 频率和发射距离的图表。
[0017] 图7A说明进入配备有充电基座的停车位的电动车辆，还显示基于地面和基于车辆 的坐标系，因为需要其来界定位置关系。
[0018] 图7B说明进入配备有充电基座的停车位的电动车辆，还显示基于车辆的坐标系， 因为可需要其来描述简化位置关系。
[0019] 图7C是停车坪中的车辆的图片，显示可用于定位和对准车辆得结构和停车坪标 记。
[0020] 图8A显示实例城市的道路地图的摘录，指示到停车场的路线和车辆的位置。
[0021] 图SB是驾驶员接口的示范性显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图8A中所示的 情形。
[0022] 图9A是示范性停车场的楼层平面图的摘录，指示车辆到停车位的路线W及车辆的 位置。
[0023] 图9B是驾驶员接口的示范性显示器的对应于图9A中所示的情形的代表性截屏。
[0024] 图IOA说明电动车辆接近配备有充电基座的停车位的情形，还指示车辆的轨迹。
[0025] 图IOB是用于将电动车辆停在充电基座上的停车辅助模式的示范性显示器的代表 性截屏，所述截屏对应于图IOA的情形。
[0026] 图IOC是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，其展示"夜间"显示模式，所述截 屏对应于图10A。
[0027] 图IOD是替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图IOA的情形。
[0028] 图IlA是说明在图IlA中所示的情形中可如何使用虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0029] 图IlB说明在图IOA中所示的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映射驾驶 员眼睛视图。
[0030] 图IlC是替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图IOA的情形。
[0031] 图IlD是另一替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图IOA的情 形。
[0032] 图12A说明电动车辆接近充电基座的情形，还指示车辆的轨迹。
[0033] 图12B显示示范性驾驶员接口显示器和话音命令的代表性截屏，所述截屏对应于 图12A的情形。
[0034] 图13A是说明可如何使用图12A中所示的情形中的虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0035] 图13B说明在图12A中所示的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映射驾驶 员眼睛视图。
[0036] 图13C是替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图12A的情形。
[0037] 图13D是另一替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图12A的情 形。
[0038] 图14A说明电动车辆进入充电基座的最有效点的情形。
[0039] 图14B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图14A的情形。
[0040] 图14C是说明在图14A中所示的情形中可如何使用虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0041] 图14D说明在图14A中所示的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映射驾驶 员眼睛视图。
[0042] 图15A说明电动车辆离开充电基座的最有效点的情形。
[0043] 图15B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图15A的情形。
[0044] 图15C是替代驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图15A的情形。
[0045] 图16A是说明在对应于图15A的情形中可如何使用虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0046] 图16B说明在对应于图15A的情形的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映 射驾驶员眼睛视图。
[0047] 图17A说明电动车辆从充电基座离开的情形。
[0048] 图17B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图17A的情形。
[0049] 图17C是替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图17A的情形。
[0050] 图17D是说明在图17A中所示的情形中可如何使用虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0051] 图17E说明在图17A中所示的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映射驾驶 员眼睛视图。
[0052] 图18A说明电动车辆已离开停车位的情形。
[0053] 图18B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图18A的情形。
[0054] 图18C是替代驾驶员接口显示模式的代表性截屏，所述截屏对应于图18A的情形。
[0055] 图18D是说明在对应于图18A的情形中可如何使用虚拟相机来实现驾驶员眼睛视 图投影的图。
[0056] 图18E说明在图18A中所示的情形中如何在示范性驾驶员接口显示器上映射驾驶 员眼睛视图。
[0057] 图19A是说明可如何W图IOA中所示的情形的替代方式使用虚拟相机来实现驾驶 员眼睛视图投影的图。
[0058] 图19B说明如何W图15A中所示的情形的替代方式在示范性驾驶员接口显示器上 映射驾驶员眼睛视图。
[0059] 图20A是说明可如何W图12A中所示的情形的替代方式使用虚拟相机来实现驾驶 员眼睛视图投影的图。
[0060] 图20B说明如何W图12A中所示的情形的替代方式在示范性驾驶员接口显示器上 映射驾驶员眼睛视图。
[0061] 图21A是说明可如何W图14A中所示的情形的替代方式使用虚拟相机来实现驾驶 员眼睛视图投影的图。
[0062] 图21B说明如何W图14A中所示的情形的替代方式在示范性驾驶员接口显示器上 映射驾驶员眼睛视图。
[0063] 图22A是说明可如何W图15A中所示的情形的替代方式使用虚拟相机来实现驾驶 员眼睛视图投影的图。
[0064] 图22B说明如何W图15A中所示的情形的替代方式在示范性驾驶员接口显示器上 映射驾驶员眼睛视图。
[0065] 图23A是说明可如何W图17A中所示的情形的替代方式使用虚拟相机来实现驾驶 员眼睛视图投影的图。
[0066] 图23B说明如何W图17A中所示的情形的替代方式在示范性驾驶员接口显示器上 映射驾驶员眼睛视图。
[0067] 图24A说明在具有多个充电基座的情形中，电动车辆进入停车位。
[0068] 图24B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图24A的情形。
[0069] 图25A说明在具有多个充电基座的情形中，电动车辆接近充电基座。
[0070] 图25B是示范性驾驶员接口显示器的代表性截屏，所述截屏对应于图25A的情形。
[0071] 图25C说明在具有多个充电基座的情形中电动车辆快要到达充电点，W及示范性 驾驶员接口显示器的对应截屏。
[0072] 图26A是根据各种实施方案的与示范性多停车充电系统中的通信有关的功能框 图。
[0073] 图26B示意性地说明根据本文所述的某些实施例的基座公用通信(BCC)/基座控制 器单元(BCU)和车辆之间的通信的实例序列。
[0074] 图27说明根据本文所述的某些实施例导引电动车辆的示范性方法的流程图。
[0075] 图28是根据本文所述的某些实施例的用于导引电动车辆的设备的功能框图。
[0076] 图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可任意扩大或减 小各种特征的尺寸。此外，图式中的一些图式可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组 件。最后，可能贯穿说明书和图式使用相似参考标号来表示相似特征。
【具体实施方式】
[0077] 下文结合附图陈述的【具体实施方式】意图作为对示范性实施例的描述，且无意表示 其中可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述所使用的术语"示范性"表示"充当实例、例子 或说明"，且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。具体描述包含出于提供对示范 性实施例的透彻理解的目的的具体细节。在一些情况下，W框图形式展示一些装置。
[0078] 无线地传送电力可指将与电场、磁场、电磁场或其它相关联的任何形式的能量从 发射器传送到接收器，而不使用物理电导体(例如，可通过自由空间来传送电力）。输出到无 线场(例如，磁场）中的电力可由"接收线圈"接收、俘获或禪合W实现电力传送。
[0079] 电动车辆在本文中用W描述远程系统，远程系统的实例为包含从可充电能量储存 装置(例如，一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)导出的电力作为其运动能力 的部分的车辆。作为非限制性实例，一些电动车辆可W是除了电动机W外还包含用于直接 运转或用W给车辆的电池充电的传统内燃机的混合动力电动车辆。其它电动车辆可从电力 汲取所有运转能力。电动车辆不限于汽车，且可包含摩托车、手推车、小型摩托车等。作为实 例而非限制，本文描述呈电动车辆巧V)形式的远程系统。此外，还预期可使用可充电能量储 存装置来至少部分地供电的其它远程系统(例如，例如个人计算装置等电子装置及其类似 者)。
[0080] 图1是根据示范性实施例的用于为电动车辆充电的示范性无线电力传递系统100 的图。无线电力传送系统100在电动车辆112停放W便与基座无线充电系统102a高效禪合 时，实现电动车辆112的充电。在将在对应基座无线充电系统102a和10化上方停放的停车区 域中说明了用于两个电动车辆的空间。在一些实施例中，本地分配中屯、130可连接到电力主 干132,且经配置W通过电力链路110将交流电(AC)或直流电化C)供应提供到基座无线充电 系统102a和10化。基座无线充电系统102a和102b中的每一者还分别包含基座禪合器104a和 104b，用于无线传送(发射或接收）电力。在一些其他实施例（图1中未图示）中，基座禪合器 104a或104b可为单独物理单元，且不是基座无线充电系统102a或102b的一部分。
[0081] 电动车辆112可包含电池单元118、电动车辆禪合器116和电动车辆无线充电单元 114。电动车辆无线充电单元114和电动车辆禪合器116构成电动车辆无线充电系统。在本文 所示的某一图式中，电动车辆无线充电单元114还被称作车辆充电单元(VCU)。电动车辆禪 合器116可例如经由基座禪合器104a所产生的电磁场的区与基座禪合器104a交互。
[0082]在一些示范性实施例中，当电动车辆禪合器116位于基座禪合器104a所产生的能 量场中时，电动车辆禪合器116可接收电力。所述场可对应于基座禪合器104a所输出的能量 可由电动车辆禪合器116捕获的区。举例来说，基座禪合器104a所输出的能量可处于足W为 电动车辆112充电或供电的电平。在一些情况下，所述场可对应于基座禪合器104a的"近 场"。近场可对应于其中存在由基座禪合器104a中的并不福射电力远离基座禪合器104a的 电流和电荷产生的强反应性场的区。在一些情况下，近场可对应于在基座禪合器104a的波 长的约1/化内的区（且对于电动车辆禪合器116,反之亦然），如下文将进一步描述。
[0083 ] 本地分配中屯、130可经配置W经由通信回程134与外部源(例如电力网）通信，且经 由通信链路108与基座无线充电系统102a通信。如本文某一图式中示出的基座公用通信单 元(BCC)可为本地分配中屯、130的一部分。
[0084] 在一些实施例中，仅通过电动车辆操作者定位电动车辆112,使得电动车辆禪合器 116相对于基座禪合器104a充分对准，电动车辆禪合器116可与基座禪合器104a对准，且因 此安置在近场区内。当对准误差已降为低于可容许值时，对准可称为充分的。在其它实施例 中，可给予操作者视觉反馈/听觉反馈或其组合，W确定电动车辆112何时恰当地放置在无 线电力传递的容差区域内。在另外其它实施例中，电动车辆112可由自动驾驶系统定位，自 动驾驶系统可移动电动车辆112,直到实现充分对准为止。运可由电动车辆112自动和自主 地执行，而