向电动或混合式电动车辆的储能系统充电的系统及方法
【专利说明】向电动或混合式电动车辆的储能系统充电的系统及方法
[0001 ] 本申请是于2011年3月9日提交的专利申请(申请号为201110063580.5，发明名称“向电动或混合式电动车辆的储能系统充电的系统及方法”)的分案申请。
技术领域
[0002]本发明的实施例主要涉及充电系统，并且更具体地涉及用于向电动车辆或混合式电动车辆的储能系统充电的系统及方法。
【背景技术】
[0003]电动车辆和混合式电动车辆通常由单独的或与内燃发动机相结合的一个或多个储能装置提供动力。在纯电动车辆中，一个或多个储能装置向整个驱动系统提供动力，从而消除了对内燃发动机的需求。另一方面，混合式电动车辆包括储能装置动力以补充由内燃发动机提供的动力，这极大地提高了内燃发动机和车辆的燃料效率。
[0004]传统上，电动车辆或混合式电动车辆中的储能装置包括至少一个电池(或蓄电池，battery)，其能够从常规电插座(outlet)经由120V或240V的电力进行充电。电缆线可人工地连接在储能装置与电插座之间以启动再充电循环，优选为在非高峰用电时间期间。然而，该充电技术可能会相当耗时，且例如可能需要长达12小时来对储能装置完全充电。此外，储能装置与电插座之间的传导性接合趋于限制充电站点的位置，因为诸如雨、雪和雾等的环境条件可能会降低充电性能。
[0005]对电动车辆或混合式电动车辆中的储能装置充电的另一方法公知为感应充电。感应充电使用第一感应线圈来从位于车辆外部的充电站点内产生交变电磁场。该第一感应线圈通常定位在"桨叶(paddle)"或其它装置内以形成电力变压器的一半。第二感应线圈定位在车辆内，以及当包含第一感应线圈的"桨叶"或其它装置安放成紧邻车辆内的第二感应线圈时，这两个感应线圈便形成电力变压器，该电力变压器通过电磁场传输功率，且将其转变成电流来对车辆的储能装置充电。不同于常规传导充电，感应充电不涉及露出的导体，且因此，诸如雨、雪和雾的环境条件便不会极大地影响充电性能。然而，使用者仍然必须人工地将两条感应线圈安放成彼此邻近。因此，为了启动充电循环，使用者必须离开车辆，从而变为处在环境条件下。
[0006]因此，期望的是提供一种用于电动和/或混合式电动车辆的充电站点，其具有在充电站点与车辆之间启动充电操作的备选的“免于用手”模式。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例提供了一种充电系统，该充电系统包括第一充电线圈和联接到第一充电线圈上的至少一个储能装置。该能量充填系统还包括能量充填站点，该站点包括设置在可动式定位器(posit1ner)上的第二充电线圈，其中，第二充电线圈可联接到电源上；构造成用以使可动式定位器平移的至少一个驱动机构；以及系统控制器。系统控制器构造成用以检测表示第一充电线圈邻近能量充填站点的事件，平移可动式定位器而使得第二充电线圈与第一充电线圈大致对准且接近地间隔开以形成电力变压器，以及启动充电循环，该充电循环构造成用以将电能通过电力变压器传输至该至少一个储能装置。
[0008]根据本发明的另一方面，示出了一种对车辆充电的方法，该方法包括检测与能量充填站点邻近的车辆，其中，车辆包括第一充电线圈，而能量充填站点包括设置在可动式电枢(armature)上的第二充电线圈；以及基于对车辆的检测来启动充电循环请求。该方法还包括操纵可动式电枢，使得第二充电线圈沿第一充电线圈的方向移动;通过确定第一充电线圈与第二充电线圈之间的能量传递水平和检测从第一充电线圈附近的位置所发出的超声波信号中的至少一个来检测第一充电线圈的位置。此外，该方法包括操纵可动式电枢来使第二充电线圈与第一充电线圈对准以形成电力变压器，以及通过电力变压器的方式来对车辆的储能装置充电。
[0009]根据本发明的另一方面，描述了一种能量充填设备。该能量充填设备包括定位在可动式电枢上的初级充电线圈，其中，该初级充电线圈电性地连接到电源上;构造成用以使可动式电枢沿至少两个维度平移的至少一个驱动机构；以及系统控制器。该系统控制器构造成用以检测定位在能量充填设备外部的次级充电线圈的存在，检测次级充电线圈的位置，以及使可动式电枢和初级充电线圈沿次级充电线圈的方向平移，以便初级充电线圈与次级充电线圈大致对准且接近地间隔开。该系统控制器还构造成用以启动充电循环来对至少一个储能装置充电，其中，该至少一个储能装置通过由初级充电线圈和次级充电线圈所形成的电力变压器和传导性电联接器(或导电联接器)中的至少一个进行充电。
[0010]根据以下详细描述和附图中，将会清楚各种其它特征和优点。
【附图说明】
[0011]附图示出了当前构思出的用于实施本发明的优选实施例。
[0012]在附图中:
图1为根据本发明实施例的感应充电构造的截面视图。
[0013]图2为根据本发明实施例的磁芯和充电线圈的前视图。
[0014]图3为根据本发明实施例的充电线圈定位系统的透视图。
[0015]图4为根据本发明实施例的感应充电系统的简图。
[0016]图5A至图5C示出了根据本发明另一实施例的感应充电系统的简图。
[0017]图6为关于根据本发明实施例的感应充电方法的流程图。
[0018]零件清单
100无接触器式充电接口(interface)
102磁芯 104磁芯 106充电线圈 108电枢 110充电线圈 112非导电阻隔物 114空气间隙 116充电组件壳体 120电动或混合式电动车辆
300定位装置
302步进马达
304导引螺杆
402车辆
404充电站点
406电池
408车辆电子器件 410电源
412车辆存在传感器
414最大功率探寻器(seeker)
416乘法器
418谐振功率转换器
420谐振电容器
502电动或混合式电动车辆
504充电站点
506容置空间凹部
508容置空间门
510可再充电池
512感应充电联接装置
514超声波信号
516再充接口
600充电方法
602方框
604方框
606方框
608步骤
610方框
612否
614是
616方框
618方框。
【具体实施方式】
[0019]实施例示出了用于车辆或其它装置的储能装置的电能充填的系统及方法，其中，该储能装置联接到能量充填组件上，而无需使用者的人工应用或干涉。
[0020]参看图1，示出了根据本发明实施例的无接触