电能发送装置、电能接收装置及电动汽车无线充电系统的制作方法

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电动汽车充电装置，具体来说就是一种电能发送装置、电能接收装置及电动汽车无线充电系统。

背景技术：

近年来，在燃油价格越来越高以及汽车排放标准越来越严格的背景下，大力推送电动汽车已是大势所趋，随着电动汽车的日益普及，充电基础设施的发展也逐渐成为人们关心的问题。在电动汽车的推广应用过程中，电动汽车无线充电技术以其便捷性及友好的用户体验逐渐成为未来电动车发展的关键技术之一。

目前使用的电动汽车无线充电装置可分为两个部分，车载的电能接收装置(包含接收线圈)及位于地面的电能发送装置(包含发送线圈)，两者分别固定于汽车底盘及地面(或其他表面)，接收线圈与发送线圈之间的距离固定并不可调节。因此，电动汽车充电时，必须保证接收线圈与发送线圈上下垂直对应，而且接收线圈与发送线圈的尺寸大小相等、接收线圈与发送线圈的距离足够近，才能保证电动汽车无线充电装置工作效率最高，充电时间最短。然而，实际应用中，汽车司机很难将将接收线圈与发送线圈上下垂直对应，并且由于汽车厂家以及汽车型号多种多样，欲充电汽车上的接收线圈可能与地面上的发送线圈在尺寸上不相等，汽车全底盘距离地面的高度不一，这些都会造成充电效率低下，充电时间长，造成用户体验差的问题。

因此，本领域技术人员亟需研发一种新型电动汽车无线充电装置，实现电能发送线圈及电能接收线圈相对位置可调节，尺寸可调整，以达到提高现有无线充电装置电力传输的效率，从而缩短充电时间，提高用户体验度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电能发送装置、电能接收装置及电动汽车无线充电系统，解决了现有技术中电动汽车无线充电装置操作复杂，充电 效率低下，充电时间长的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的一具体实施方式提供一种用于给电动汽车充电的电能发送装置，包括：电能发送线圈，用于向电动汽车提供充电电能；多个伸缩杆，垂直设置于地面上，用于支承所述电能发送线圈并调节所述电能发送线圈的高度及倾斜角度。

本发明的另一具体实施方式提供一种用于给电动汽车充电的电能接收装置，包括：电能接收线圈，用于接收电能以便电动汽车蓄电；多个车载伸缩杆，垂直设置于电动汽车底盘上，用于支承所述电能接收线圈并调节所述电能接收线圈的高度及倾斜角度。

本发明的另一具体实施方式提供一种用于给电动汽车充电的无线充电系统，包括电能发送装置和电能接收装置。其中，所述电能发送装置包括：电能发送线圈，用于向电动汽车提供充电电能；多个伸缩杆，垂直设置于地面上，用于支承所述电能发送线圈并调节所述电能发送线圈的高度及倾斜角度。所述电能接收装置包括：电能接收线圈，用于接收电能以便电动汽车蓄电；多个车载伸缩杆，垂直设置于电动汽车底盘上，用于支承所述电能接收线圈并调节所述电能接收线圈的高度及倾斜角度。

根据本发明的上述具体实施方式，可以得到电能发送装置、电能接收装置及电动汽车无线充电系统至少具有以下有益效果或特点：通过调整电能发送线圈或电能接收线圈位置及尺寸，或者同时调整发送线圈或电能接收线圈位置及尺寸，让电能发送线圈或电能接收线圈在位置上垂直对应，距离上无限接近但不连接，尺寸上相互配合，从而降低用户的操作复杂度，提高充电效率，减小充电时间。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的所附附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例一的结构示意图；

图2为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的 具体实施例二的结构示意图；

图3为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例三的俯视图；

图4为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例四的俯视图；

图5为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例五的结构示意图；

图6为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例一的结构示意图；

图7为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例二的仰视图；

图8为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例三的仰视图；

图9为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的实施例一的结构示意图；

图10为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的实施例二的结构示意图；

图11为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的具体应用示例示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将以附图及详细叙述清楚说明本发明所揭示内容的精神，任何所属技术领域技术人员在了解本发明内容的实施例后，当可由本发明内容所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明内容的精神与范围。

本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。

关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意 思，也非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。

关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等，用以修饰任何可以微变化的数量或误差，但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言，此类用语所修饰的微变化或误差的范围在部分实施例中可为20％，在部分实施例中可为10％，在部分实施例中可为5％或是其他数值。本领域技术人员应当了解，前述提及的数值可依实际需求而调整，并不以此为限。

某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。

图1为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例一的结构示意图，如图1所示，电能发送装置的多个伸缩杆可以带动电能发送线圈上下移动，从而让电能发送装置上的电能发送线圈与电能接收装置上的电能接收线圈相对应，并让电能发送线圈与电能接收线圈相靠近，从而提高充电效率。

该附图的具体实施方式中，所述电能发送装置包括电能发送线圈10、多个伸缩杆20，其中，电能发送线圈10用于向电动汽车提供充电电能；多个伸缩杆20垂直设置于地面上，用于支承所述电能发送线圈10并调节所述电能发送线圈10的高度及倾斜角度。电能发送线圈10可以与伸缩杆20铰接，即伸缩杆20与电能发送线圈10的连接点位置不变，但伸缩杆20相对于电能发送线圈10可以随意转动。

参见图1，即使司机停车充电时，电能发送线圈与电能接收线圈没有完全对应，在竖直方向上出现了一点偏差，利用驱动装置(例如电机、液压马达等)驱动相应的伸缩杆20做伸缩运动，让电能发送线圈10倾斜一定角度，从而让电能发送线圈与电能接收线圈相对应，提高充电效率，并且这样做同时也可以将电能发送线圈10上的障碍物(例如树枝、铁丝、猫、狗等物体)清除，防止充电过程中发生意外，或者充电效率低下的情形发生，减少充电时间，提高用户体验度。

图2为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的 具体实施例二的结构示意图，如图2所示，当电动汽车上的电能接收线圈没有与地面上的电能发送线圈在竖直方向完全对应时，驱动装置驱动相应的伸缩杆20做伸缩运动，从而让电能发送线圈倾斜一定角度，进而提高了充电效率。当然如果当电动汽车上的电能接收线圈与地面上的电能发送线圈在竖直方向完全对应时，驱动装置驱动所有伸缩杆20同时做伸缩运动，从而让电能发送线圈靠近电能接收线圈，如图1所示，从而提高了充电效率，减少充电时间。

图3为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例三的俯视图，如图3所示，电能发送线圈可以伸缩，即尺寸大小可以变化，伸缩杆在驱动装置的驱动下沿轨道运动，从而引起电能发送线圈尺寸的改变。

该附图的具体实施方式中，所述电能发送线圈10为伸缩线圈，所述电能发送装置还包括轨道30，轨道30用于承载所述伸缩杆20并让所述伸缩杆20在驱动装置的驱动下沿所述轨道30移动，以调节所述电能发送线圈10的尺寸。

本发明的一具体实施例中，电能发送装置具有多个与伸缩杆20一一对应的轨道，并且轨道设置在电能发送线圈10中心与伸缩杆20连线方向上，所有伸缩杆20同时做同步运动(即同时向远离电能发送线圈10中心的方向移动，或者同时向靠近电能发送线圈10中心的方向移动)，从而引起电能发送线圈10尺寸的变化，并且电能发送线圈10尺寸变化过程中，电能发送线圈10中心在地面上的投影始终不变。电能发送线圈10可以为方形、菱形或者圆形等形状，如果电能发送线圈10为方形，轨道30或者其延长线必定通过方形中心，如果电能发送线圈10为圆形，轨道30或者其延长线必定通过圆形圆心。

参见图3，电能发送线圈10的尺寸变化时，其中心点在水平方向上不会发生偏移，因此需要多个伸缩杆20同步移动，图中虚线所示为电能发送线圈10处于自然伸缩状态，实现所示为电能发送线圈10的尺寸变大后的状态，当然，为了适应电动汽车上电能接收线圈的尺寸，电能发送线圈10的尺寸也可以变小，这样使本发明可以对不再型号的电动汽车进行充电，不论电动汽车底盘的高低，或者电动汽车电能接收线圈的尺寸大小，本发明的电能发送装置均可以对其进行充电。

图4为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例四的俯视图，如图4所示，导轨为铺设在地面上的螺旋导轨，伸缩杆20在驱动装置的驱动下沿螺旋导轨运动，从而引起电能发送线圈10尺寸的变化，并且 电能发送线圈10尺寸变化过程中，电能发送线圈10中心在地面上的投影始终不变。伸缩杆20沿图中箭头所示方向做螺旋运动，从而引起电能发送线圈10尺寸的变化，图中虚线圈为电能发送线圈10的原始状态，实线圈为电能发送线圈10的尺寸变大后的状态。

图5为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能发送装置的具体实施例五的结构示意图，伸缩杆可以有多个，以便实现电能发送线圈10向不同方向倾斜，以适应电动汽车上的电能接收线圈与地面上的电能发送线圈10前后左右不对应的情形。本发明的优先实施例中，伸缩杆20的个数为四个，即可以实现电能发送线圈10左右倾斜，又可以实现电能发送线圈10的前后倾斜，同时电能发送线圈10整体还可以上下平移。例如，汽车前后移动比较方便，而左右移动需要反复前进后退数次后才能够实现，如果电能发送线圈10在汽车左右方向上与电能接收线圈存在水平上位移(或偏差)，此时用户不用反复倒车，电能发送线圈10稍微倾斜就能与电能接收线圈相对应，从而提高充电效率。

参见图5，当前后伸缩杆20做伸缩运动时，电能发送线圈10可以前后倾斜；当左右伸缩杆20做伸缩运动时，电能发送线圈10可以左右倾斜，当四个伸缩杆同时同步做伸缩运动时，电能发送线圈10可以上下平移运动。

图6为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例一的结构示意图，如图6所示，电能接收装置设置于汽车底盘上，电能接收装置中的电能接收线圈用于从电能发送线圈接收电能，从而对电动汽车蓄电池充电。

该附图的具体实施方式中，所述电能接收装置包括电能接收线圈100、多个车载伸缩杆200，其中，电能接收线圈100用于接收电能以便电动汽车蓄电；多个车载伸缩杆200垂直设置于电动汽车底盘上，车载伸缩杆200用于支承所述电能接收线圈100并调节所述电能接收线圈100的高度及倾斜角度。电能接收线圈100可以与车载伸缩杆200相铰接，即车载伸缩杆200与电能接收线圈100的连接点位置不变，但车载伸缩杆200相对于电能接收线圈100可以随意转动。

参见图6，即使司机停车充电时，电能发送线圈与电能接收线圈没有完全对应，在竖直方向上出现了一点偏差，利用驱动装置(例如电机、液压马达等)驱动相应车载伸缩杆200做伸缩运动，让电能接收线圈100倾斜一定角度，从而让电能发送线圈 与电能接收线圈相对应，提高了充电效率，减少充电时间，提高用户体验度。

图7为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例二的仰视图，如图7所示，为了适应不同尺寸的电能发送线圈，电能接收线圈可以伸缩，从而实现电能发送线圈与电能接收线圈的匹配，提高充电效率。

该附图的具体实施方式中，所述电能接收线圈100为伸缩线圈，所述电能接收装置还包括车载轨道300，其中，车载轨道300用于承载所述车载伸缩杆200，并让所述车载伸缩杆200在驱动装置的驱动下沿所述车载轨道300移动，以调节所述电能接收线圈100的尺寸。

参见图7，为本发明的一具体实施例，电能接收装置具有多个与车载伸缩杆200一一对应的车载轨道300，并且车载轨道300设置在电能接收线圈100中心与车载伸缩杆200连线方向上，所有车载伸缩杆200同时做同步运动(即同时向远离电能接收线圈100中心的方向移动，或者同时向靠近电能接收线圈100中心的方向移动)，从而引起电能接收线圈100尺寸的变化，电能接收线圈100的尺寸变化时，电能接收线圈100的中心点在汽车底盘上的投影点不会发生变化，因此所有车载伸缩杆200同时同步运动。为了适应尺寸不同的电能发送线圈，电能接收线圈100的尺寸可以变化，从而扩大了电能接收装置的适用范围，提高充电效率。图中虚线是电能接收线圈100原始状态的尺寸，实线是电能接收线圈100变大后的尺寸。

本发明另一具体实施例中，车载导轨300为铺设在汽车底盘上的螺旋导轨，车载伸缩杆200在驱动装置的驱动下沿螺旋导轨运动，从而引起电能接收线圈100尺寸的变化，并且电能接收线圈100尺寸变化过程中，电能接收线圈100中心在底盘上的投影始终不变。

图8为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的电能接收装置的具体实施例三的仰视图，如图8所示，所述车载伸缩杆200的个数为四个，所述车载伸缩杆200与所述电能接收线圈100铰接。四个车载伸缩杆200即可以实现电能接收线圈100的前后倾斜，又可以实现电能接收线圈100的左右倾斜，且不需要过多的车载伸缩杆200，节省成本、功能强大、控制简单，进一步提高了本发明的应用范围。图中虚线是电能接收线圈100原始状态的尺寸，实线是电能接收线圈100缩小后的尺寸。

图9为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的 实施例一的结构示意图，电能发送装置的电能发送线圈可以上下及倾斜运动，电能接收装置的电能接收线圈也可以上下及倾斜运动，可以始终保证电能发送线圈所在的平面，与电能接收线圈所在的平面平行，进一步提高电动汽车的充电效率。

该附图的具体实施方式中，所述无线充电系统包括电能发送装置和电能接收装置，其中，所述电能发送装置包括电能发送线圈10、多个伸缩杆20，其中电能发送线圈10用于向电动汽车提供充电电能；伸缩杆20垂直设置于地面上，伸缩杆20用于支承所述电能发送线圈10并调节所述电能发送线圈10的高度及倾斜角度。所述电能接收装置包括电能接收线圈100、多个车载伸缩杆200，其中，电能接收线圈100用于接收电能以便电动汽车蓄电；车载伸缩杆200垂直设置于电动汽车底盘上，车载伸缩杆200用于支承所述电能接收线圈100并调节所述电能接收线圈100的高度及倾斜角度。

参见图9，由于电能发送线圈与电能接收线圈均能够上下及倾斜运动，可以保证电能发送线圈所在的平面与电能接收线圈所在的平面平行，且电能发送线圈与电能接收线圈相对应，提高了无线充电系统的充电效率。

本发明的一具体实施例中，所述电能发送线圈10和所述电能接收线圈100均为伸缩线圈，所述无线充电系统还包括轨道30、车载轨道300，其中，轨道30用于承载所述伸缩杆20，并让所述伸缩杆20在驱动装置的驱动下沿所述轨道30移动，以调节所述电能发送线圈10的尺寸；车载轨道300用于承载所述车载伸缩杆200，并让所述车载伸缩杆200在驱动装置的驱动下沿所述车载轨道300移动，以调节所述电能接收线圈100的尺寸。电能发送线圈10和所述电能接收线圈100的尺寸均可以变化，可以根据电动汽车充电电池的状态，调整电能发送线圈10和所述电能接收线圈100的尺寸，例如，快速充电时，电能发送线圈10和所述电能接收线圈100的尺寸最大，充电将要完成时，电能发送线圈10和所述电能接收线圈100的尺寸变化，缓缓充电，即可以充满电，又能延长电池的使用寿命。

本发明的一具体实施例中，所述伸缩杆20的个数为四个，所述伸缩杆20与所述电能发送线圈10铰接；所述车载伸缩杆200的个数为四个，所述车载伸缩杆200与所述电能接收线圈100铰接。在满足电能发送线圈10和电能接收线圈100能够前后左右倾斜的情况下，降低成本和控制复杂度。

图10为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的 实施例二的结构示意图，如图10所示，电能发送线圈和所述电能接收线圈的形状可以为圆形、方形、三角形、菱形等，可以根据汽车底盘的可利用面积合理配置。

该附图的具体实施方式中，所述电能发送线圈10和所述电能接收线圈100均为圆形；或者所述电能发送线圈10和所述电能接收线圈100均为方形。为了充电效率最大化，充电时，电能发送线圈10和所述电能接收线圈100的形状、大小相同。

图11为本发明具体实施方式提供的一种用于给电动汽车充电的无线充电系统的具体应用示例示意图，如图11所示，电动汽车上装配有电能接收装置，停车场地面上装有电能发送装置，电能发送装置具有电能发送线圈、伸缩杆、驱动马达、轨道、传感器等设备，电能接收装置具有电能接收线圈、车载伸缩杆、车载轨道、驱动马达、控制器、传感器等设备，电动汽车驾驶室内设有触摸显示屏，驾驶员通过操作触摸显示屏可以控制电能发送线圈及电能接收线圈的位置及尺寸，增加电能发送线圈及电能接收线圈的耦合系数，从而实现最佳的状态。

本发明提供一种用于给电动汽车充电的电能发送装置、电能接收装置及电动汽车无线充电系统至少具有以下有益效果或特点：通过调整电能发送线圈或电能接收线圈位置及尺寸，或者同时调整发送线圈或电能接收线圈位置及尺寸，让电能发送线圈或电能接收线圈在位置上垂直对应，距离上无限接近但不连接，尺寸上相互配合，从而降低用户的操作复杂度，提高充电效率，减小充电时间。

本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明可以对无线充电系统的电能接收装置与电能发送装置的相对高度及位置进行调解，以达到提高无线充电系统的效率，减小无线充电系统的体积、重量的目的。

2、本发明可以提高无线充电系统的充电效率，减少充电时间，避免充电故障发生，延长电池使用寿命，不用反复倒车以对应电能发送线圈与电能接收线圈，提高用户体验度。

上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)中执行的执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机 器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为了不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。