用于无线充电系统的方法和设备的制造方法
【技术领域】
[0002] 本发明总体上设及一种无线充电系统，并且更具体地设及一种方法和设备，该方 法和设备用于该无线充电系统与其所充电的装置之间的无线通信并且用于对准该无线充 电系统的多个充电板并且用于关联和确认运些充电板之间的关系。
【背景技术】
[0003] 包括通过电力进行供电的推进系统的可运输系统（如电动车辆巧V))已经变得更 普遍。用于EV的蓄电池或能量储存通常通过某种类型的有线交流（AC)或直流值C)(如家 用或商用能量源）来进行充电。运些有线充电系统可能会不方便和/或要求相当数量的人 工干预来进行利用。能够跨自由空间传递电力的用于电动车辆的无线充电系统可W克服有 线充电解决方案的某些缺陷。
【发明内容】
根据本公开的一个方面，提供了一种无线充电系统，包括： 禪合至主能量源的充电装置，所述主能量源被配置为用于W电力信号来驱动通电充电 板，所述充电装置进一步包括禪合至所述通电充电板的第一化C(电力线通信）节点；化及 电子装置，所述电子装置包括： 接收器充电板，所述接收器充电板被配置为用于从所述通电充电板接收所述电力信号 的至少一部分； 禪合至所述接收器充电板的第二PLC节点，所述第一PLC节点被配置为用于通过所述 通电充电板和所述接收器充电板与所述第二PLC节点通信PLC信号；W及 禪合至所述接收器充电板的电力转换器，所述电力转换器被配置为用于将所接收到的 电力信号转换为用于所述电子装置的充电能量。 根据本公开的另一方面，提供了一种系统，包括： 禪合至无线充电系统和能量源的第一无线充电板，所述第一无线充电板被配置为用于 通过磁场来传输能量； 禪合至第二系统的第二无线充电板，所述第二无线充电板被配置为用于接收来自所述 第一无线充电系统的所述能量的至少一部分用于操作所述第二系统；W及 至少一个电子罗盘，所述至少一个电子罗盘被配置为用于提供所述第一和第二无线充 电板的对准数据。 根据本公开的又一方面，提供了一种用于无线充电的方法，所述方法包括： 从充电器的通电充电板向正在被充电的装置的接收器充电板传递能量；化及 使用化C(电力线通信）进行在所述充电器与所述正在被充电的装置之间的通信。 根据本公开的又一方面，提供了一种用于无线充电的方法，所述方法包括： 使用来自一个或多个电子罗盘的对准数据来将第一无线充电板与第二无线充电板对 准；化及 将所述第一无线充电板通电W向所述第二无线充电板传递能量。
【附图说明】
[0004] 现在参考下面的说明并结合附图，W更完整地理解本发明及其优点，其中： 阳0化]图IA-B展示了一种现有技术有线充电过程流程图，每一个化mePlugGreenPHY vl. 1和IS0/IEC15118-3包括SLAC过程和确认过程；
[0006] 图2展示了现有技术有线充电系统的架构；
[0007] 图3展示了现有技术有线充电系统的框图； 阳00引图4展示了现有技术无线充电系统的框图；
[0009] 图5展示了根据一些实施例的无线充电系统的框图；
[0010] 图6展示了根据一些实施例的无线充电系统的无线充电器的框图；
[0011] 图7是过程流程图，展示了根据一些实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0012] 图8是过程流程图，展示了根据另一个实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0013] 图9是过程流程图，展示了根据一些实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0014] 图IOA-B展示了根据一些实施例使用电力线通信（PLC)信号来对准无线充电系统 的多个线圈；
[0015] 图IlA-C展示了根据一些实施例与多线圈充电板相关联的磁场强度；
[0016] 图12展示了根据一些实施例在一维上的与充电板之间的相对位置相关的能量禪 合效率；
[0017] 图13展示了根据一些实施例的带有嵌入在充电板组件中的多个电子罗盘的电动 车辆巧V)拟及
[001引图14展示了根据一些实施例的磁体的磁极定向。
[0019] 除非另外指出，在不同图中相应的数字和符号通常指代相应的部分。绘制附图W 清楚地展示本发明的实施例的相关方面而不一定按比例绘制。为了更清晰地展示某些实施 例，指示相同结构、材料或处理步骤的变化的字母可W跟在附图数字后面。
【具体实施方式】
[0020] 下面详细讨论实施例的制造和使用。然而，应当理解，本发明提供了可W在各种具 体上下文中实现的许多可应用的发明概念。例如，本披露可W应用于但不限于汽车行业W 及如移动电话等的消费者电子装置。所讨论的具体实施例仅说明制造和使用所披露的主题 的特定方式，而并不限制不同实施例的范围。
[0021] 将关于具体上下文中的实施例来描述实施例，即无线充电系统W及操作无线充电 系统的方法。在此所描述的各个实施例中的一些实施例包括一种用于对准、关联、和/或确 认无线充电系统中的多个充电板的方法和设备。在一些实施例中，无线充电系统可用于对 电动车辆巧V)(如汽车、船舶、摩托车、基于空间的车辆等）进行充电/供电。在其他实施 例中，各个方面还可W应用于设及根据现有技术中已知的任何方式（如医疗装置和系统、 消费者电子产品等）的任何类型的无线充电系统的其他应用。
[0022] 一般而言，本披露的实施例包括一种无线充电系统，该无线充电系统利用在用于 对待充电的装置进行充电的相同充电板之上的PLC通信。具体地，PLC通信是通过无线充 电器上的通电充电板与待充电装置上的接收器充电板之间的电磁场来传输的。在充电过程 期间，利用PLC通信来在正在被充电的装置与无线充电器之间传递信息。此信息可W包括 充电状态、计费信息、W及需要针对适当操作和有用应用交换的许多其他消息。此外，运些 充电板之间的PLC通信链路还可W用于对准运些充电板。例如，PLC通信链路可W利用编 码数据的正交频分复用（(FDM)方法，并且运些充电板可W至少部分地基于(FDM通信链路 的信道估计来进行对准。在一些实施例中，对准至少部分地基于PLC通信的信噪比。因为 PLC通信被施加到整个通电充电板（其可W包括较小充电板和/或线圈的阵列）上，PLC通 信的信道估计和/或信噪比基于整个充电板提供了对准度量而不需要运些充电板内的特 定对准结构。运种技术允许对运些充电板的对准进行精细调整，而不需要在运些充电板上 的或与其相邻的额外的对准结构。
[0023] 另外，本披露的实施例包括一种无线充电系统，该无线充电系统被配置为用于优 化运些充电板的磁场对准W便实现运些充电板之间的最大能量传递而同时还确保适当的 关联和确认。具体地，该无线充电系统利用电子罗盘来提供无线充电板对准、关联和/或确 认信息。该电子罗盘可W是1-0(1维）、2-D、3-D、6-D或9-D(罗盘的1轴、2轴、3轴、6轴 或9轴信息）电子罗盘。该电子罗盘可W利用磁力计、加速度计、巧螺仪、电力线通信（PLC) 信号特性、固定磁体、电磁体或其组合。I-DJ-D或3-D电子罗盘可W利用磁力计、巧螺仪、 加速度计等中的任何一种。6-D电子罗盘可W利用磁力计、巧螺仪、加速度计等中的任何两 种。9-D电子罗盘可W利用磁力计、巧螺仪、加速度计等中的任何S种。在电子罗盘包括 磁力计的实施例中，该磁力计用于感测通电充电板的磁场并且找到接收充电板的最佳位置 W允许其从通电充电板接收最大能量传递。另外，无线充电系统可W使用电子罗盘数据或 HomePlugGreenPHYvl. 1规范中所规定的信号电平衰减表征（SLAC)协议W进一步增强关 联过程和确认过程。无线充电板对准信息可W被提供给接口，该接口提供用于控制运些充 电板的移动使得运些充电板被对准的数据。例如，该接口可W被连接至能够向图形显示器、 文本显示器、音频接口等或其组合提供信息的处理装置。此外，该接口可W被连接至自动地 (无需人工干预）对准运些无线充电板的控制系统。
[0024] 在详细论述本披露的说明性实施例之前，提供对有线充电实施例的简要论述W帮 助提供随后所描述的实施例的上下文。 阳0巧]将使用EV系统作为示例，但是解决方案和应用不限于EV。插入式电动车辆（PEV) 包含多个蓄电池，运些蓄电池包括对驱动车轮的电动机进行通电的那些蓄电池（通常称为 "牵引蓄电池"）。运些蓄电池通过连接到包括电源设备充电控制器（SECC)的通常称为电 动车辆电源设备巧VS巧的充电站来进行充电。EVSE的电源线被插入到PEV的电力和通信 插孔（通常被称为入口）中。线缆的PEV插头通常被称为"禪合器"，但是不应当将其与用 于将电力线通信任LC)调制解调器与金属布线（即，电力线）接口连接的电禪合器相混淆。 通常，术语"EV"指示（在其"驱动链"中）使用电能进行推进的任何车辆。"PEV"是若干类 型的EV中的一种，并且通常表示使用插入式充电线缆对其蓄电池进行充电的EV。其他的类 型包括混合EV，其可W像PEV-样并且还通过车载引擎、太阳能电池板、反应堆或其他能量 产生器进行再充电。在本披露中，PEV指示有线插入式EV，并且EV用于指示无线地充电的 EV。
[0026] 通过若干标准、规范、报告和指南（包括在欧洲的IS015118-1、-2和-3W及在北 美的SAEJ1772、J2847/l、/2&/3、J2931/l&/4W及IEC61851-1)来定义EV沈和PEV连接、 电特性、通信方法、通信消息和控制方法。
[0027] 当使用非车载充电器来对阳V的蓄电池进行充电时（正如直流充电的情况那样）， 阳V和EVSE必须进行通信W便适当地对阳V的蓄电池进行充电并且对所消耗的能量进行计 费。先前所引用的文献（具体地，SAEJ2931/4和IS0/IEC15118-3)明确了用于EVSE与 PEV之间通过充电线缆进行通信的电力线通信（PLC)。运些引用规范地引用HomePIug⑩ GreenPHYVl. 1作为物理层（PHY)和媒体接入层（MAC)规范，其通过引用W其全文结合在 此（包括其修订版）。在其中有多个相互靠近的充电站或一个EVSE同时控制多条充电线缆 的停车库和停车场中，需要确保EVSE与EV之间的串扰、或故意欺骗不会造成EVSE对错误 的PEV进行充电（通