地面电能发射平台和汽车无线充电系统的制作方法

1.本技术涉及汽车充电技术领域，具体涉及一种地面电能发射平台和汽车无线充电系统。


背景技术：

2.目前的汽车无线充电系统通常包括设置于地面的发射模块和设置于汽车上的接收模块，汽车驶入充电区域时，发射模块向接收模块发射电磁波，接收模块接收电磁波并转换形成电能。
3.目前的汽车无线充电系统的发射模块和接收模块具有较大的充电间距，为满足法规和标准要求，需要增加异物检测和活体检测等功能，系统体积庞大，成本高，且由于充电间距较大导致充电的效率较低。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种能够解决上述的问题的地面电能发射平台和汽车无线充电系统。
5.为实现本技术的目的，本技术提供了如下的技术方案：
6.第一方面，本技术提供了一种地面电能发射平台，包括接触件和变形组件，所述接触件用于与车载电能接收平台弹性抵持；所述变形组件包括底座、伸缩件和弹性件，所述底座设置在地面，所述伸缩件沿第一方向延伸，所述伸缩件的一端连接所述底座，相背的另一端连接所述接触件，所述接触件与所述底座具有间隔距离，所述伸缩件在所述第一方向上可伸缩，所述弹性件套设在所述伸缩件外周，所述弹性件的一端弹性抵持所述接触件，相背的另一端抵持所述底座或所述伸缩件。
7.一种实施方式中，所述伸缩件和所述弹性件的数量均为多个，多个所述伸缩件间隔设置，每个所述伸缩件均套设一所述弹性件。
8.一种实施方式中，所述伸缩件包括第一伸缩件和第二伸缩件，所述第一伸缩件的两端分别与所述底座和所述接触件连接，所述第二伸缩件的两端分别与所述底座和所述接触件转动连接。
9.一种实施方式中，所述底座上设有第一铰链，所述接触件上设有第二铰链，所述第二伸缩件的两端分别与所述第一铰链和所述第二铰链转动连接。
10.一种实施方式中，所述第二伸缩件的端部设有连接部，所述连接部与所述第一铰链转动连接，所述弹性件弹性抵持在所述连接部上。
11.一种实施方式中，所述底座上设有限位件，所述限位件开设有限位槽，所述弹性件伸入所述限位槽，且所述弹性件的外周表面与所述限位槽的内侧壁紧贴。
12.一种实施方式中，所述伸缩件包括缸套和缸杆，所述缸杆部分伸入所述缸套，并相对所述缸套伸缩，所述缸套和所述缸杆的一者与所述底座连接，另一者与所述接触件连接，所述弹性件套设在所述缸套和所述缸杆外周，且所述弹性件与所述缸套的外周表面紧贴。
13.一种实施方式中，还包括限位结构，所述缸杆伸入所述缸套预设距离时，所述限位结构限制所述缸杆继续伸入所述缸套。
14.一种实施方式中，所述缸套或所述缸杆上设有沿所述第一方向间隔设置的多个限位部，锁紧件通过与不同的所述限位部配合连接，以调节所述缸套和所述缸杆相对伸缩的长度。
15.第二方面，本技术还提供一种汽车无线充电系统，包括车载电能接收平台和第一方面各种实施方式中任一项所述地面电能发射平台，所述车载电能接收平台用于设置在汽车的底盘，所述汽车进行充电时，所述车载电能接收平台弹性抵持所述地面电能发射平台。
16.通过设置伸缩件和弹性件，弹性件套设在伸缩件外周，弹性件能够对接触件具有良好的支撑，并在接触件受压时产生弹性变形，保证接触件与车载电能接收平台始终保持接触，伸缩件能够限制弹性件的弹性变形方向，保证接触件的结构稳定而不会倾倒，同时可进行缓冲减振，保证接触件稳定可靠。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为汽车无线充电系统的示意图；
19.图2为汽车即将进行无线充电的示意图；
20.图3a－图3c为汽车进入车位进行无线充电的示意图；
21.图4a－图4d为汽车从行驶状态进入充电状态的过程的示意图；
22.图4e－图4h为汽车行驶过位需要进行调整充电位置的过程的示意图；
23.图5a－图5b为地面电能发射平台的示意图。
24.附图标记说明：
25.100－车位，101－支架，102－行驶指示箭头标志，105－地面，106－车轮定位墩，108－道路；
26.200－汽车；
27.11－地面电能发射平台，111－变形组件，1111－底座，1112－伸缩件，1113－弹性件，1114－限位件，1115－第一铰链，1116－连接部，112－接触件，113－第一充电面，114－第一接触面，115－第二接触面，116－延伸板，12－地面电力电子控制单元，13－车载电能接收平台，131－安装面，132－第二充电面，14－车载电力电子控制单元。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上
或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.请参考图1和图2，本技术提供一种汽车无线充电系统，包括地面电能发射平台11和车载电能接收平台13。地面电能发射平台11用于设置在地面105，且地面电能发射平台11在竖直方向上可弹性形变。车载电能接收平台13用于设置在汽车200的底盘。汽车200进行充电时，车载电能接收平台13抵持地面电能发射平台11，地面电能发射平台11处于压缩状态。
33.具体的，地面电能发射平台11设置在汽车200停车的车位100上，并相对于车位100的表面突出，具体可根据需要设置在车位100的各个位置。
34.如图2和图3a所示，地面电能发射平台11设置在车位100的靠近前方的位置，对应的，车载电能接收平台13设置在汽车200的靠近车头的底盘处，汽车200正向开进车位100，即车头先进入车位100，最后车尾再进入车位100的停车方式，汽车200整体停稳在车位100内时，地面电能发射平台11正好与车载电能接收平台13对位。
35.如图3b所示，与图3a所示基本相同，区别在于，车载电能接收平台13设置在汽车200的靠近车尾的底盘处，汽车200倒向开进车位100，即车尾先进入车位100，最后车体再进入车位100的停车方式，同样的，汽车200整体停稳在车位100内时，地面电能发射平台11正好与车载电能接收平台13对位。
36.如图3c所示，与图3a和图3b所示基本相同，区别在于，车位100相较于道路108倾斜布局，而图3a和图3b的车位100与道路108垂直布局，图3c示出了车位100相对于道路108倾斜较大角度，且车头先进入车位100的实施例。在相类似的实施例中，车位100还可相对于道路108具有各种倾斜角度，包括车位100与道路108平行的情况，侧方停车的方式，以及正向停车和倒向停车的方式，均可布置本技术的地面电能发射平台11和车载电能接收平台13，以进行无线充电。
37.如图2及图3a至图3c中，可在车位100设置行驶指示箭头标志102、车轮定位墩106等，以辅助驾驶员将汽车200停在指定位置，使得车载电能接收平台13和地面电能发射平台11在该指定位置时处于对位的状态。
38.如图3a至图3c示出了明确标示出车位100的实施例，在其他实施例中，例如在自家车库、在农村地区等未标示出车位100的情况时，同样也可布置本技术的地面电能发射平台11和车载电能接收平台13，以进行无线充电。
39.图4a－图4d示出了汽车200从行驶状态进入充电状态的过程。如图4a所示，汽车200驶入车位100后，车载电能接收平台13跟随汽车200移动并逐渐靠近地面电能发射平台11；如图4b所示，车载电能接收平台13开始与地面电能发射平台11接触，在汽车200的压力作用下，地面电能发射平台11开始在竖直方向上被压缩；如图4c所示，地面电能发射平台11
被车载电能接收平台13压缩到一定程度后不再收缩，并保持该压缩的状态；如图4d所示，车载电能接收平台13和地面电能发射平台11对位后，汽车200停止移动，车载电能接收平台13和地面电能发射平台11紧密接触，且地面电能发射平台11保持被压缩的状态，使得车载电能接收平台13和地面电能发射平台11保持抵持。
40.图4e－图4h示出了汽车200行驶过位需要进行调整充电位置的过程。如图4e所示，汽车200过位后，需要反向行驶，车载电能接收平台13跟随汽车200移动并逐渐靠近地面电能发射平台11；如图4f所示，车载电能接收平台13开始与地面电能发射平台11接触，在汽车200的压力作用下，地面电能发射平台11开始在竖直方向上被压缩；如图4g所示，地面电能发射平台11被车载电能接收平台13压缩到一定程度后不再收缩，并保持该压缩的状态；如图4h所示，车载电能接收平台13和地面电能发射平台11对位后，汽车200停止移动，车载电能接收平台13和地面电能发射平台11紧密接触，且地面电能发射平台11保持被压缩的状态，使得车载电能接收平台13和地面电能发射平台11保持抵持。
41.本技术通过设置地面电能发射平台11和车载电能接收平台13，将地面电能发射平台11设置在地面105，车载电能接收平台13设置在汽车200的底盘，在汽车200进行充电时，车载电能接收平台13和地面电能发射平台11紧密接触，地面电能发射平台11处于压缩状态，能够保持抵持的状态，从而使得两者之间无间距，不需要进行异物检测和活体检测，系统简单，体积小而紧凑，且能提升充电的效率。
42.在传统的具有发射端和接收端具有间距的方案中，充电效率最多只能达到90％－92％，而本技术中的地面电能发射平台11和车载电能接收平台13紧密接触，能使得充电效率最多可达到95％－96％水平，相比于传统的方案显著的提升了充电的效率。
43.继续参考图1和图2，汽车无线充电系统还包括地面电力电子控制单元12和车载电力电子控制单元14。地面电力电子控制单元12可设置在地面105上或地面105的支架101上，地面电力电子控制单元12与地面电能发射平台11可通过导线电连接，车载电力电子控制单元14设置在汽车200上，车载电力电子控制单元14与车载电能接收平台13亦可通过导线电连接。其中，地面电力电子控制单元12用于控制地面电能发射平台11发射电磁波而形成磁场，车载电力电子控制单元14用于控制车载电能接收平台13接收电磁波，使得车载电能接收平台13在地面电能发射平台11的磁场中被磁化，进而根据电磁感应产生感应电流，该感应电流可流到蓄电池处而进行充电。
44.本技术对地面电力电子控制单元12和车载电力电子控制单元14的具体结构和原理不作过多限定，两个控制单元的内部的电路等元器件也不作具体限定，可参考任意现有的技术方案进行设置。
45.请参考图4a至图4d，地面电能发射平台11包括接触件112和变形组件111，接触件112设置在变形组件111远离地面105的一侧。接触件112包括圆滑连接的第一接触面114和第一充电面113，第一接触面114设置在第一充电面113在水平方向上的一侧，且第一接触面114自第一充电面113向地面105的方向延伸。
46.请参考图4a和图4b，汽车200需进行充电时，汽车200自车位100外向车位100内移动并使得车载电能接收平台13与第一接触面114抵持。请参考图4b和图4c，随着汽车200的移动，在汽车200的压力下，车载电能接收平台13逐渐给地面电能发射平台11的接触件112压力，使得地面电能发射平台11的接触件112将压力传导到变形组件111，变形组件111被压
缩，使得接触件112朝向地面105的方向移动。请参考图4c和图4d，直至车载电能接收平台13与第一充电面113接触后，汽车200停止移动以进行充电。
47.具体的，请结合图4a至图4d，以及图5a和图5b，第一充电面113大致与地面105平行，亦可理解为第一充电面113大致为水平面，第一充电面113大致位于接触件112的中部，第一接触面114大致位于接触件112的边缘。在汽车200从车位100外进入车位100内时，第一接触面114位于第一充电面113朝向汽车200的一侧。第一接触面114的一端与第一充电面113连接，另一端朝向地面105方向延伸。第一充电面113大致为平面，第一接触面114的主体部分可为平面或弧面，与第一充电面113连接的边缘可做圆滑处理，从而与第一充电面113圆滑过渡，从而使得车载电能接收平台13能够顺滑的在第一接触面114上滑动，并圆滑的滑到第一充电面113上。
48.可选的，请参考图4a至图4d和图5a及图5b，可在第一接触面114上设置一延伸板116，该延伸板116大致与第一接触面114齐平，该延伸板116的一端与第一接触面114连接，另一端悬空并朝向地面105的方向延伸。延伸板116的设置，可延伸第一接触面114的面积，使得底盘更低的汽车200在移动时，可先与延伸板116接触，并逐渐滑到第一接触面114及第一充电面113。如此设置，一方面可适应于各种类型的汽车200的充电，另一方面，也可使得第一接触面114的面积可做的小一些，通过延伸板116来扩展第一接触面114的面积，故可缩小地面电能发射平台11的体积。
49.请参考图4e至图4h以及图5a和图5b，接触件112还包括第二接触面115，第二接触面115设置在第一充电面113的与第一接触面114相背的一侧，第二接触面115与第一充电面113圆滑连接，且第二接触面115自第一充电面113向地面105的方向延伸。请参考图4e和图4f，汽车200从车位100外进入车位100内，且移动过位导致车载电能接收平台13超过第一充电面113时，汽车200停车并反向移动，车载电能接收平台13先与第二接触面115抵持。请参考图4f和图4g，随着汽车200的移动，在汽车200的压力下，车载电能接收平台13逐渐给地面电能发射平台11的接触件112压力，使得地面电能发射平台11的接触件112将压力传导到变形组件111，变形组件111被压缩，使得接触件112朝向地面105的方向移动。请参考图4g和图4h，直至车载电能接收平台13与第一充电面113接触后，汽车200停止移动以进行充电。
50.具体的，请结合图4a至图4d，以及图5a和图5b，第二接触面115大致位于接触件112的边缘。第二接触面115的一端与第一充电面113连接，另一端朝向地面105延伸。第二接触面115的主体部分可为平面或弧面，与第一充电面113接触的边缘可做圆滑处理，从而与第一充电面113圆滑过渡，从而使得车载电能接收平台13能够顺滑的在第二接触面115上滑动，并圆滑的滑到第一充电面113上。
51.请参考图4a至图4h，车载电能接收平台13包括相背的安装面131和第二充电面132，安装面131用于与汽车200连接，第二充电面132与第一充电面113接触以进行充电。
52.具体的，与第一充电面113对应的，第二充电面132亦可大致为平面，且也大致与地面105平行，可理解为第二充电面132为水平面。安装面131可大致与第二充电面132平行，也可不平行，而是根据汽车200的底盘的结构进行适应性设置。
53.对于地面电能发射平台，本技术还提供以下实施例。
54.请参考图5a和图5b，一种地面电能发射平台11，包括接触件112和变形组件111，接触件112用于与车载电能接收平台13弹性抵持。关于接触件112和车载电能接收平台13请参
考前述说明，此处不再赘述。
55.变形组件111包括底座1111、伸缩件1112和弹性件1113。
56.底座1111设置在地面，底座1111的形状大致为板状，其外周轮廓可与接触件112对应。底座1111作为伸缩件1112、弹性件1113和接触件112的支撑基础。
57.伸缩件1112沿第一方向延伸，第一方向可大致为竖直方向，也可相对竖直方向有一定倾斜。伸缩件1112的一端连接底座1111，相背的另一端连接接触件112，接触件112与底座1111具有间隔距离，伸缩件1112在第一方向上可伸缩。可选的，伸缩件1112可为气缸、液压缸等。伸缩件1112用于引导弹性件1113的变形方向，保证弹性件1113的弹性变形的方向大致为第一方向，防止接触件112受压或压力释放时向周围倾倒。同时，伸缩件1112还可具有一定的支撑作用，以支撑接触件112。另外，伸缩件1112还具有缓冲减振作用，在接触件112受到突然的压力冲击时，伸缩件1112可缓冲该压力，保证接触件112稳定可靠。
58.弹性件1113套设在伸缩件1112外周，弹性件1113的一端弹性抵持接触件112，相背的另一端抵持底座1111或伸缩件1112。可选的，弹性件1113为弹簧。弹性件1113用于支撑接触件112，在接触件112受压时能弹性变形，保证接触件112与车载电能接收平台13的始终保持接触。
59.通过设置伸缩件1112和弹性件1113，弹性件1113套设在伸缩件1112外周，弹性件1113能够对接触件112具有良好的支撑，并在接触件112受压时产生弹性变形，保证接触件112与车载电能接收平台13始终保持接触，伸缩件1112能够限制弹性件1113的弹性变形方向，保证接触件112的结构稳定而不会倾倒，同时可进行缓冲减振，保证接触件112稳定可靠。
60.其中，底座1111和伸缩件1112及弹性件1113之间，以及接触件112和伸缩件1112及弹性件1113之间可设置为可拆卸连接的结构，能够方便运输和安装。
61.可选的，请参考图5a和图5b，伸缩件1112和弹性件1113的数量均为多个，多个伸缩件1112间隔设置，每个伸缩件1112均套设一弹性件1113。多个伸缩件1112可以是接触件112的重心为中心均匀的排布，使得每个套设在伸缩件1112外周的弹性件1113可以施加给大致均匀的支撑力，使得接触件112的结构稳定。
62.一种实施例中，请参考图5a，伸缩件1112和弹性件1113的数量均可为4个，伸缩件1112的两端分别与底座1111和接触件112固定。
63.一种实施例中，请参考图5b，伸缩件1112包括第一伸缩件1112和第二伸缩件1112，第一伸缩件1112的两端分别与底座1111和接触件112连接，第二伸缩件1112的两端分别与底座1111和接触件112转动连接。第一伸缩件1112、第二伸缩件1112的数量均可为2个或其他，如图5b示出了第一伸缩件1112为2个，第二伸缩件1112为2个。设置第二伸缩件1112与底座1111和接触件112转动连接，可以使得接触件112的局部产生较小的旋转，可以更好的与车载电能接收平台13接触和抵持。可选的，第一伸缩件1112的两端分别与底座1111和接触件112固定连接、转动连接、一端固定连接另一端转动连接等。可选的，第二伸缩件1112设置在比第一伸缩件1112更靠近汽车从行驶状态移动至充电状态的方向上的一侧。
64.可选的，请参考图5b，底座1111上设有第一铰链1115，接触件112上设有第二铰链，第二伸缩件1112的两端分别与第一铰链1115和第二铰链转动连接。第一铰链1115可为在底座1111上设置的凸起开设通孔形成，第二铰链也可为在接触件112上设置的凸起开设通孔
形成，第二伸缩件1112可分别与该两个通孔配合，可通过如销轴插入通孔中等方式实现转动连接。
65.通过设置第一铰链1115和第二铰链，能够方便的连接第二伸缩件1112，转动连接的结构简单。
66.同理的，当第一伸缩件1112与底座1111和/或接触件112转动连接时，亦可采用上述的铰链的连接结构。
67.可选的，请参考图5b，第二伸缩件1112的端部设有连接部1116，连接部1116与第一铰链1115转动连接，弹性件1113弹性抵持在连接部1116上。连接部1116的结构可大致为一圆盘及圆盘一侧表面上间隔设置的两个凸起，两个凸起设有通孔，两个凸起可与第一铰链1115相配合，使得各通孔对位，可通过销轴插入通孔中等方式实现转动连接。同时，弹性件1113抵持在圆盘上，如此也可保证弹性件1113能够支撑接触件112并产生弹性变形。
68.可选的，请参考图5a和图5b，底座1111上设有限位件1114，限位件1114开设有限位槽，弹性件1113伸入限位槽，且弹性件1113的外周表面与限位槽的内侧壁紧贴。可选的，限位件1114为自底座1111上突出的圆台状，限位槽为圆形槽。弹性件1113的外周表面与限位槽的内侧壁紧贴，使得弹性件1113被限位而结构稳定，以便于稳定的支撑接触件112。可选的，接触件112上亦可设有与底座1111上的限位件1114相同的限位件1114，使得弹性件1113的两端均被限位，避免产生不必要的位移。
69.可选的，伸缩件1112包括缸套和缸杆，缸杆部分伸入缸套，并相对缸套伸缩，缸套和缸杆的一者与底座1111连接，另一者与接触件112连接，弹性件1113套设在缸套和缸杆外周，且弹性件1113与缸套的外周表面紧贴。
70.如前述所述，伸缩件1112可为气缸或液压缸，缸套内设有气体或液体，缸杆伸入缸套内时，气体或液体的压力作用于缸杆，使得缸杆相对缸套伸缩。缸套和缸杆均为刚性件，具体可不锈钢等材质，具有良好的刚度，可保证伸缩的方向(即第一方向)不变。弹性件1113的内侧壁与缸套的外周表面紧贴，使得弹性件1113被缸套限位，进一步的避免弹性件1113产生不必要的位移。
71.可选的，地面电能发射平台11还包括限位结构(图中未示出)，缸杆伸入缸套预设距离时，限位结构限制缸杆继续伸入缸套。限位结构可设置在缸套或缸杆上，也可设置在底座1111上，具体结构不做限制。
72.接触件112在与车载电能接收平台13接触时，会朝向底座1111方向移动，使得缸杆会伸入缸套内，同时弹性件1113会被压缩，为避免弹性件1113处于过压状态而失效，设置限位结构，避免缸杆继续伸入缸套，可以保护弹性件1113。其中，预设距离根据不同车型而定，可选的，预设距离大致为0－80mm。
73.可选的，缸套或缸杆上设有沿第一方向间隔设置的多个限位部(图中未示出)，锁紧件通过与不同的限位部配合连接，以调节缸套和缸杆相对伸缩的长度。相邻两个限位部的间隔距离不做限制，例如间隔距离为20mm等均可。
74.限位部具体可为孔或槽等结构，锁紧件可为销、键、螺栓等结构，锁紧件可伸入限位部内形成配合，卡住缸套或缸杆，使缸杆不能继续伸入缸套。设置多个限位部，可以调节缸套和缸杆相对伸缩的长度，即调节地面电能发射平台11在第一方向上的压缩行程范围，从而适配不同的车型。
75.以上对本技术所提供的一种地面电能发射平台和汽车无线充电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。