一种汽车无线充电对准匹配系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线充电技术领域，具体是一种应用光敏传感器及磁传感器的汽车无线充电对准匹配系统及方法。
【背景技术】
[0002]现有的采用无线充电方式的电动汽车在进入无线充电站充电时，需要将车载底部无线充电接收板与地面的无线充电发射板对准才能保证充电效率的最大化，现有的对准方式一般是司机控制汽车根据充电站的定位标志来定位对准，或者是根据车载电子指示系统的定位指令移动汽车或控制充电接收板对准无线充电发射板，无论采用上述哪种方式都是需要驾驶员的人工控制来实现无线发送、接收板的对准，这个过程缓慢而低效。
[0003]为此，一篇申请号为201110276928.9的发明专利，公开了一种强电磁耦合式电动汽车无线充电装置，其包括市电电源，初级整流滤波器，初级变换器，可分离电磁耦合器的原边线圈，可活动原边线圈支架，可分离电磁耦合器副边线圈，聚磁铁芯，可活动副边线圈支架，次级整流滤波器，充电控制器，蓄电池，电动汽车。把工频交流电输入到初级整流滤波器，从初级整流滤波器输出稳定的直流电，经初级变换器进行高频逆变变换后的高频交流电，该交流电输送至可分离电磁耦合器的原边线圈，可分离电磁耦合器的原边线圈内有聚磁铁芯，分离电磁耦合器的原边线圈通过可活动原边线圈支架可以上下移动与可分离电磁耦合器副边线圈通过可活动副边线圈支架上下移动发生强电磁耦合，这样实现高磁密度的能量传输。该专利采用的是分别能够上下移动的原边线圈装置和副边线圈装置，在移动汽车使车上的副边线圈正好对准到原边线圈上方后，两装置上下移动并将原副边线圈贴近来实现提供电能转换效率的目的；该专利方案的缺点是需要司机移动汽车以实现副边线圈正好对准在原边线圈上才能满足实现该专利目标的前提条件，并且该装置是上下移动，在充电结束后，需要一个时间来保证原边线圈和副边线圈回收到初始位置后汽车才可驶离，增加了汽车整个充电的过程程序和时间，并容易由于司机提早移动汽车而导致原副边线圈装置被刮蹭而损坏。
[0004]另有一篇申请号为201080058025.7的发明专利，公开了一种电动汽车用无线充电系统及充电方法，其充电系统包括:电力控制装置，其设置于无线充电所并控制所有无线电力传输装置;设置于停车区域的无线电力传输装置及地面近距离无线通讯模块;无线电力传输装置，其以多个数量设置于停车区域的地面、选择运行随电动汽车的充电信息对向的一部分无线传输面板；以及，在电动汽车的底部安装能够升降的多个无线传输面板，在电动汽车内具备无线电力接收机和无线充电终端及近距离无线通信模块和充电控制器，通过无线充电终端驾驶员的选择实现无线充电的最优化。该专利在车底部布置有多个接收线圈，当车停在充电车位上后由司机选择最优效果的接收板来实现最优化无线充电，该专利在发射机收装置最优定位实现上有以下确定，一是需要司机来人工选择合适的接收板来工作，二是在车底布置多个接收板成本昂贵。
[0005]另外一篇申请号为201310043965.4的发明专利，公开了一种电动汽车无线充电系统，解决了现有的原边线圈与副边线圈对接匹配难的问题。该电动汽车无线充电系统，包括无线发射板和无线接收板，还包括供电动汽车停泊的支撑平台和用于支撑无线发射板的支撑组件;无线接收板设置于电动汽车的底部且其接收面朝下底面;支撑组件和支撑平台之间至少设有能调节无线发射板高度的位置调节机构。可根据车辆位置快速调整无线发射板的高度，缩短无线发射板与无线接收板的距离，有效降低了由于车辆及无线发射板的位置引起的电量传输损耗，提升了能量传输效率，辐射也相应降低。该专利采用可移动的无线充电发射板来实现发射板与接收板的对准定位以实现提高无线充电传输效能，该专利的缺点是可移动的发射板需要在车位地面进行较大工作量的地面破土工程，并需要挖掘出足够其装置预埋的空间，如采用金属架结构作为支撑面则增加了整个系统的成本，且金属架结构支撑面也存在着金属对电磁波吸收发热的危险可能。
【实用新型内容】
[0006]因此，针对上述的问题，本实用新型提出一种应用光敏传感器及磁传感器的汽车无线充电对准匹配方法及系统，基于光敏传感器和磁传感器的检测定位方法，不仅方便、高效，而且成本低廉，无需人工干预，解决现有技术之不足。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的思路是，基于光敏传感器和磁传感器进行检测，通过控制驱动装置(步进电机定位系统)驱动地面无线充电发射板对准车载无线充电接收板。采用光敏传感器芯片周期性定时检测，可自动检测到是否汽车停靠在无线充电板上方。采用磁传感器检测定位方法，实现地面无线充电发射板与车载无线充电接收板的自动、快速定位对准，提高无线充电速度，让电动汽车无线充电过程更加智能、方便和尚效。
[0008]具体的，本实用新型所采用的技术方案是，一种汽车无线充电对准匹配系统，包括设于电动汽车下部的无线充电接收装置、设于停车区域地面上的无线充电发射装置，无线充电接收装置和无线充电发射装置在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；
[0009]所述无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块;无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片和第一螺线管组的各螺线管围绕接收线圈而设置；
[0010]所述无线充电发射装置包括无线发射板以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，其中，无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组;所述无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下进行移动，例如前后左右移动及顺时针十五度、逆时针十五度转动。第一磁传感器芯片阵列和第二磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片均设置为只允许垂直方向磁力线通过;光敏传感器芯片阵列的各光敏传感器芯片设置为只接收垂直方向光线通过。
[0011]作为一种简单可行的方案，所述驱动装置包括横纵轨道，无线发射板可移动的设于该纵横轨道上，并在驱动装置的驱动下在横纵轨道做纵横移动。
[0012]作为一种简单可行的方案，所述驱动装置包括分别安装于无线发射板四周的多个驱动电机。优选的，所述驱动装置是采用驱动电机实现，驱动电机设有多个，驱动电机中至少有一个是微调驱动电机。
[0013]为了方便检测，检测对准模块中，所述第一磁传感器芯片阵列至少包括四个磁传感器芯片，分别记为第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片，第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片顺时针围绕接收线圈而设置;第一螺线管组至少包括四个螺线管，记为第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管和第四螺线管，第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管分别与第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片间隔设置。
[0014]上述检测对准模块中，第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片可以是单个芯片实现，也可以是多个芯片组成的芯片阵列。理论上，单个芯片即可完成本实用新型所述功能，但是为了更好的对准以及更快速的对准，实际应用时第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片均采用芯片阵列实现。
[0015]为了更方便更精确的检测，所述第一螺线管和第三螺线管产生相同极的磁场(例如，同为N极)，第二螺线管和第四螺线管产生相同极的磁场(例如，同为S极)，且第一螺线管和第二螺线管产生不同极的磁场；同时，第一磁传感器芯片和第三磁传感器芯片用来检测同一极的磁场(例如S极的磁场)；第二磁传感器芯片和第四磁传感器芯片用来检测同一极的磁场