无线车辆充电系统的制作方法

优先权声明

本申请要求于2016年9月7日提交的标题为“电动车辆部件(electricvehiclecomponents)”的美国临时申请no.62/384,298的优先权。

本公开总体上涉及充电系统。

背景技术：

本部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本发明的各个方面相关的领域的各个方面。该论述相信有助于为读者提供背景信息，以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应当理解这些声明应当从这个角度予以解读，而不是作为对现有技术的承认。

随着社会越来越关注碳排放和可持续/可再生能源，电动车辆越来越受欢迎。电动车辆使用存储在一个或多个可充电电池中的电力进行操作。在操作期间，存储的电能被可控地释放以驱动电动机。电动机将电能转换成机械能，从而推动车辆。当电动车辆运行时，电池会损失电力，并且必须连接到电源进行充电。

技术实现要素：

电动车辆由电池供电，电池向推动车辆的电动机提供电力。电池还可以为诸如显示器、气候控制系统、扬声器、无线电收音机等各种车载系统供电。为了给电池或多个电池充电，电动车辆包括无线车辆充电系统。无线车辆充电系统通过电磁感应通过使用电磁场从发射器向接收器传输电力来对电池充电。接收器可以位于车辆上能够与发射器相互作用的任何位置。无线车辆充电系统可以包括使接收器与发射器对准的对准系统。在一些实施例中，对准系统可以能够自主地移动车辆和/或辅助驾驶员将接收器与发射器对准。例如，对准系统可以包括控制器，其接收来自一个或多个传感器的信号，该信号指示发射器的位置。使用该信息，控制器控制电动机和车辆的转向系统以使接收器与发射器对准。在一些实施例中，无线车辆充电系统可以通过向驾驶员提供信息(例如，显示器上的信息)的传感器帮助驾驶员来定位车辆。以这种方式，驾驶员可以观察显示器并接收关于如何使接收器与发射器对准的反馈。

附图说明

当在参照附图阅读下文的详细说明时，会更好的理解本发明的各种特征、方面和优势，在所述附图中，在所有图片中类似的附图标记表示类似的部件，其中：

图1是车辆和无线车辆充电系统的实施例的立体图；

图2是车辆和无线车辆充电系统的实施例的侧视图；以及

图3是车辆和无线车辆充电系统的实施例的后视图。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或多个特定实施例。这些实施例仅仅是本发明的示例。此外，为了提供这些示例性实施例的简明描述，可能不在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多专门针对实施方式的决策来实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关的和与业务有关的约束，其针对不同的实施方式可以是不同的。此外，应当理解，这样的开发努力可能复杂并且耗时，但是对于从本公开获益的普通技术人员来说，这将是设计、加工以及制造的例行任务。

图1是车辆2和无线车辆充电系统4的实施例的立体图。无线车辆充电系统4能够对一个或多个车辆电池6进行无线充电。换句话说，车辆2可以不通过电线和插头耦接到用于充电的电源。无线车辆充电系统4包括车辆2上与一个或多个发射器10(例如，磁场发生器)相互作用的一个或多个接收器8。接收器8可以位于车辆2上的各个位置处，包括车辆2的下方、车辆2的侧面12(例如，在门内)；车辆2的后部14、车辆2的前部16，和/或车辆2的顶部18。将接收器定位在车辆上的各个位置处，使得车辆2能够在各种位置和从不同的发射器(例如，充电站、住宅等)处接收电力。虽然在图1至图3中示出了汽车，应该理解，术语“车辆”可以包括汽车、卡车、船、飞机、摩托车、全地形汽车(atv)、巴士等。

当发射器10与接收器8彼此接近(例如，在20厘米内)时，电力可以通过电磁感应从发射器10流到接收器8。在一些实施例中，基本上将发射器10与接收器8对准也可以促进电力传输(例如，有效的能量传输)。然而，驾驶员可能无法看到在汽车和/或仪表板前方的发射器10的位置。换句话说，在没有帮助的情况下，驾驶员可能难以将一个或多个接收器8与一个或多个发射器10对准以对电池6充电。因此，无线车辆充电系统4可以包括有助于一个或多个接收器8与一个或多个发射器10对准的对准系统20。

对准系统20包括一个或多个传感器22(例如，照相机、信号接收器、gps、接近传感器、雷达等)。所有传感器22可以是相同类型的传感器，或者车辆2可以包括不同类型的传感器22。通过包括不同类型的传感器22，对准系统20能够进行相互对照以核实一个或多个发射器10的位置，并且当一个或多个类型的传感器因操作条件而劣化时，便于操作。例如，视觉传感器(例如相机)可能在某些天气条件下陷入困难。在这些情况下，对准系统20可以依赖于不受各种天气条件影响的其它传感器22(例如，gps、接近传感器等)。在操作中，传感器22可以实现车辆2的自主对准和/或帮助驾驶员将车辆2与发射器10对准。

在自主对准情况下，驾驶员可以在发射器10的特定/阈值距离(例如，50米)内驱动车辆2。一旦进入这个距离，驾驶员可以按下按钮、发出音频命令、触摸显示器24(例如，触摸屏)、按下将车辆2的控制交接到控制器26(例如，车辆计算机)上的钥匙扣上的按钮(例如，当用户在车辆2外时)。控制器26然后使用一个或多个处理器28来执行存储在一个或多个存储器30上的指令，以控制车辆电动机、转向系统和制动系统以使接收器8与发射器10对准。控制器26响应于来自一个或多个传感器22的反馈来控制车辆2的移动。例如，车辆2上的一个或多个照相机可以检测发射器10。控制器26可以使用来自照相机的反馈来确定发射器10相对于接收器8的距离和位置，然后调整车辆2的位置以将发射器10与接收器8对准。在一些实施例中，控制器26可以通过提供发射器10的位置的触摸屏、移动设备等从用户接收gps位置。然后，控制器26使用传感器22(例如，gps传感器)来移动车辆2以与发射器10对准。

在一些实施例中，发射器10可以使用一个或多个信号发射器32来广播信号以便于对准。从信号发射器32发射的信号由车辆2上的一个或多个传感器22检测。控制器26确定信号的强度并使用该信息来控制车辆2的移动。例如，如果信号是微弱的，则控制器26逐渐地移动车辆2以增加信号的强度。控制器26然后使用该信息来将耦接到发射器10或靠近发射器10的信号发射器32与车辆2上的对应的传感器22对准。以这种方式，控制器26能够控制车辆2的移动，以使接收器8与发射器10对准。在一些实施例中，发射器10可以包括四个信号/位置发射器32(在发射器10的每个角落处各一个)。这些信号发射器32中的每一个可以发射可由车辆2上的相应传感器22检测的特定信号(例如，位于接收器8的相应角落处的传感器22)。由信号发射器32发送的不同信号使控制器26能够了解每个传感器22相对于每个信号发射器32的位置，从而便于车辆2的对准以进行充电。

在一些实施例中，控制器26使用视觉传感器22检测对准标志34、柱34等。一旦由传感器22检测到，控制器26能够确定如何相对于标志/柱34移动车辆2以将接收器8与发射器10对准。也就是说，控制器26可以包括存储器30中的指令，所述指令包含关于发射器10相对于标志/柱34的位置的位置信息。因此，当控制器26检测到标志/柱34时，控制器26能够确定车辆2相对于发射器10的位置，并且因此将车辆2操纵到用于为电池充电的位置6。

传感器22还可以使用户能够将车辆2与发射器10对准(即驱动车辆2)。例如，视觉传感器22可以被放置在车辆2下方，并且向驾驶员提供车辆2下面的视觉图像。该图像可以投影到显示器24上。在一些实施例中，除了图像以外，控制器26还可以在显示器24上包括线条、颜色等，以便于对准。通过观察显示器24，驾驶员能够将车辆2操纵到将接收器8与发射器10对准的位置。当用户对准车辆2时，控制器26还可以向驾驶员提供反馈以便于对准。例如，控制器26可以耦接到车辆音频系统以提供诸如“向前移动”、“向后移动”、“左转”、“右转”、“停下，对齐了”等的音频命令。控制器26还可以提供指示对准或未对准的音频音以及与其它音频命令组合的音。在一些实施例中，控制器26可以响应于接收器8与发射器10的对准和/或未对准来控制内部灯(例如，车厢灯、仪表板上的灯等)。

图2是车辆2和无线车辆充电系统4的实施例的侧视图。一旦对准，驾驶员和/或控制器26可以启动发射器10，以通过电磁感应开始向车辆2传输电力。例如，在接收器8与发射器10对准之后，驾驶员可以按下一按钮(例如，触摸屏按钮)，该按钮发送指示车辆2准备开始充电的信号。该信号可以由传感器50检测并传递给无线车辆充电系统4的控制器52。控制器52包括一个或多个处理器54，它们执行存储在一个或多个存储器56上的指令以控制向发射器10释放电力。在一些实施例中，一旦接收器8和发射器10对准，车辆2上的控制器26可以自动向控制器52发送信号。在一些实施例中，控制器52还可以在向发射器10释放电力之前核实接收器8和发射器10的对准和/或告诉控制器26发射器10和接收器8对准并准备好交换电力。在一些实施例中，如果电池6低于阈值功率电平(例如，50％、35％、25％等)，则控制器26可以将信号自动发送到控制器52，然而，如果电池电量高于阈值电平，控制器26可以请求驾驶员决定是否对电池6充电(例如，通过灯的请求输入；音频请求；和/或显示器24上的图像/消息)。

取决于发射器10和接收器8之间的距离58，控制器52可以升高发射器10以便于电力传输。例如，接近传感器60可以耦接到控制器52并提供指示车辆2/接收器8与发射器10之间的距离的反馈。如果到传感器50的距离58大于阈值距离(例如，20cm)，则控制器52向电动机62发送信号，以沿方向64提升发射器10。在充电之后，控制器52然后向电动机62发信号以降低发射器10。控制器52可以通过控制器26或驾驶员输入(例如，当驾驶员需要离开时)自动地被告知完成充电。例如，如果驾驶员启动车辆2、将车辆置于驾驶状态，则控制器26向控制器52发送信号以降低发射器10。驾驶员也可以通过按下按钮手动发送信号。

图3是车辆2和无线车辆充电系统4的实施例的后视图。如图所示，车辆2可以在其侧面(例如，门等)上包括接收器8，以允许与放置在墙壁、柱子等上的发射器10进行能量传输。为了与在这些位置上的发射器10交换电力，车辆2可以在一个或多个车辆侧面上包括接收器8。类似于上述讨论，驾驶员、控制器26等可以激活发射器10，以通过电磁感应开始向车辆2传输电力。例如，在接收器8与发射器10对准之后，驾驶员可以按下一按钮(例如，触摸屏按钮)，该按钮发送指示车辆2准备开始充电的信号。信号可以由传感器50检测并传递给无线车辆充电系统4的控制器52。控制器52包括一个或多个处理器54，它们在接收信号后执行存储在一个或多个存储器56上的指令以控制向发射器10释放电力。在一些实施例中，一旦接收器8和发射器10对准，车辆2上的控制器26可以自动地向控制器52发送信号。在一些实施例中，控制器52还可以在向发射器10释放电力之前核实接收器8和发射器10的对准，和/或告知控制器26发射器10和接收器8对准并准备好交换电力。在一些实施例中，如果电池6低于阈值功率电平(例如，50％、35％、25％等)，则控制器26可以自动将信号发送到控制器52。然而，如果电池电量高于阈值电平，则控制器26可以请求驾驶员决定是否对电池6充电(例如，通过灯的请求输入；音频请求；和/或显示器24上的图像/消息)。

取决于发射器10和接收器8之间的距离58，控制器52可以伸长发射器10以便于电力传输。例如，接近传感器60可以耦接到控制器52并提供指示车辆2/接收器8与发射器10之间的距离的反馈。如果到传感器50的距离58大于阈值距离(例如，20cm)，则控制器52向电动机62发送信号，以沿方向90伸长发射器10。在充电之后，控制器52发信号给电动机62以使其沿方向92缩回发射器10。控制器52可以通过控制器26或通过驾驶员输入自动被告知完成充电(例如当驾驶员需要离开时)。例如，如果驾驶员启动车辆2、将车辆置于驾驶状态等，则控制器26向控制器52发送信号以使发射器10缩回。驾驶员也可以通过按下按钮手动发送信号。

此外，应当理解，本文公开的特征和元件的任何可行的组合也被认为是公开的。另外，任何时候都不针对本公开的实施例讨论特征，因此本领域技术人员注意到，本发明的某些实施例可以隐含地和具体地排除这些特征，从而为负面声明限制提供支持。

已经描述了几个实施例，本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。另外，为了避免不必要地模糊本发明，尚未描述许多众所周知的处理和元件。因此，上述描述不应被认为是限制本发明的范围。