汽车无线充电系统的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种汽车无线充电系统，尤其是在汽车的杯座周边设有整合型发射部，无论汽车上的成员所携带的便携式终端机属于哪一种类型，只要它是可以使用WPC标准方式或A4WP标准方式的、可进行无线充电的终端机，该系统便可自动对终端机进行判别，并选择性地使用对应的方式频率进行无线充电。应用本发明的技术方案，能够实现对汽车乘员携带的便携式电子设备电池的广泛适用性充电，具有提高消费者使用方便性效果。
【专利说明】汽车无线充电系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种汽车无线充电系统，尤其涉及一种针对拥有采用各自不同的无线充电标准的接收线圈部的各种终端机，当其中某一个进入频率范围以内时，可有选择地对其进行无线充电，从而可以提高消费者使用方便性的汽车无线充电系统。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术的发达，对自己所希望交流的信息，任何人在任何地点都能按需获取和传递的普适信息环境正在构建之中。然而现实情况是:到目前为止大部分通信信息设备还在依赖着电池，通信信息设备的使用受到通过有线电缆获得电源供给的限制。
[0003]因此，在终端机电源问题得到解决之前，不能说无线信息网络环境真正实现了自由。
[0004]为了解决这些问题，以无线方式传输电力的各种技术正在开发之中。利用电波的电波接收方式、利用电磁场的磁感应方式，以及利用磁场和电场能量转换的磁共振方式，就是具有代表性的典型方法。
[0005]在此，电波接收方式是利用天线使电波在空气中辐射传播，虽然具有电力传输距离远的优点，但因其在空气中的辐射损耗非常大，电力传输效率受到很大限制。
[0006]另外，磁感应方式是将一次线圈用作发射机，将二次线圈用作接收机，利用一次线圈和二次线圈的磁能量结合技术，来实现电力传输的一种方式，虽然它具有高电力传输效率的优点，但为了实现电力传输，一次线圈与二次线圈必须保持在仅几毫米的近距离以内，一次线圈与二次线圈的定位校准程度会直接影响到电力传输效率的巨大变化。这是磁感应方式的一个缺点。
[0007]因此，最近开发出一种虽然与磁感应方式相类似，但却凭借线圈型感应器和电容，使能量集中到一特定共振频率，以磁能量形态传输电力的磁共振方式。这种磁共振方式具有将较大的能量传输至数米远的优点，但它要求很高的共振特性(High Quality Factor)。也就是说，磁共振方式会因阻抗是否匹配，共振频率是否一致而直接影响到效率的巨大变化。这是磁共振方式的一个缺点。
[0008]另外，汽车内往往会乘坐多名乘员，而每个乘员都携带有智能手机之类靠电池运行的便携式电子设备。在长时间乘车走行中，为了能使每位乘员携带的便携式电子设备的电池都能进行充电，只能利用汽车内部的中央控制盒内的或其外部其它部位的有线电缆，将汽车内的电源引来为携带的电子设备电池进行充电。因此，存在消费者必须携带备用电池的不便，和一次为多个便携式电子设备电池充电的不便。
【发明内容】
[0009]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种汽车无线充电系统，针对拥有采用各自不同的无线充电标准的接收部的各种终端机，当其中某一个进入频率范围以内时，可有选择地对其自动识别并进行无线充电，可以提高消费者使用方便性。[0010]本发明的上述目的，其得以实现的一种技术解决方案是:汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统由发射部、磁感应式终端机、磁共振式终端机和控制部组成，其中所述发射部设于汽车内部驾驶席和助手席分界处的杯座内且具有按WPC方式和A4WP方式发出给电池充电的感应/共振频率；所述磁感应式终端机具有与感应频率相互作用的感应接收部；所述磁共振式终端机具有与共振频率相互作用的共振接收部，所述控制部输出驱动控制至发射部且对应进入发射部发出频率范围中的磁感应式终端机和磁共振式终端机以匹配的频率方式执行无线充电。
[0011]进一步地，所述系统还包括设于发射部与控制部之间的感知部，所述感知部连至控制部输出电压结果，所述控制部在频率范围内检测共振接收部或感应接收部的进入状况。
[0012]更进一步地，所述控制部为将感知部的输出电压结果与磁感应式终端机和磁共振式终端机的预设压值进行比较判定相应接收部种类的控制单元。
[0013]再进一步地，所述控制部具有对应接收部种类判定结果的输出频率并接入至发射部。
[0014]本发明的上述目的，其得以实现的另一种技术解决方案是:汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统由磁感应发射部、磁共振发射部、磁感应式终端机、磁共振式终端机和控制部组成，其中所述磁感应发射部设于汽车内部驾驶席和助手席分界处的杯座内且具有按WPC方式发出给电池充电的感应频率；所述磁共振发射部设于汽车内部驾驶席与助手席分界处的杯座内且具有按A4WP方式发出给电池充电的共振频率；所述磁感应式终端机具有与感应频率相互作用的感应接收部；所述磁共振式终端机具有与共振频率相互作用的共振接收部，所述控制部输出驱动控制至发射部且对应进入发射部发出频率范围中的磁感应式终端机和磁共振式终端机以匹配的频率方式执行无线充电。
[0015]进一步地，所述系统还包括设于磁感应发射部和磁共振发射部与控制部之间的感知部，所述感知部连至控制部输出电压结果，所述控制部在频率范围内检测共振接收部或感应接收部的进入状况。
[0016]更进一步地，所述控制部为将感知部的输出电压结果与磁感应式终端机和磁共振式终端机的预设压值进行比较判定相应接收部种类的控制单元。
[0017]再进一步地，所述控制部接至磁感应发射部和磁共振发射部且对应接收部种类判定结果输出频率至磁感应发射部或磁共振发射部。
[0018]应用本发明的技术方案，其相对现有技术的优点体现为:利用配置在汽车内部中央控制盒上的杯座内或旁侧的WPC方式和A4WP方式中的某一无线充电方式，并对进入充电范围内的便携式电子设备进行自动判别，输出相应方式的充电频率，实现对汽车乘员携带的便携式电子设备电池的充电，具有提高消费者使用方便性效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本发明汽车无线充电系统优选实施例的斜视图。
[0020]图2是本发明汽车无线充电系统较佳实施例的斜视图。
[0021]图3是本发明汽车无线充电系统启动方式的示意图。【具体实施方式】
[0022]以下便结合优选实施例附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
[0023]图1为本发明汽车无线充电系统优选实施例的斜视图；图2为本发明汽车无线充电系统较佳实施例的斜视图；图3为本发明汽车无线充电系统启动方式的示意图。
[0024]如图1和图2所示，本发明汽车无线充电系统的发射部30A、30B配置在汽车内部驾驶席与助手席之间的中央控制盒(图中未标示)的前部中控盒体10上，即配置在杯座20的位置。
[0025]中控盒体10如图1和图2所示，在前部配置有安装变速杆(图中未标示)的变速杆安装口 5，后部配置有上述中央控制盒。
[0026]更详细的情况是，发射部30A、30B可以是按WPC (Wireless Power Consortium)标准方式发出感应频率配置，也可以是按A4WP (Alliance for Wireless Power)标准方式发出共振频率的配置。
[0027]WPC标准方式是磁感应方式的代表性标准组织，A4WP方式是磁共振方式的代表性标准组织。最近上市的无线充电终端机50几乎大部分都是按满足上述两个标准组织的标准而制作生产的。
[0028]需要注意的是，在本发明之实施实例，并不是针对上述两种标准方式中的某一种方式而配置发射部30A、30B，而是发射部30A、30B配置成两种标准方式均可被选择或可同时起作用。
[0029]发射部30A、30B可配置在邻接于杯座20的位置。最近的商用汽车内配置的杯座20，有为乘坐在驾驶席上的驾驶员配置的驾驶席用杯座20和为乘坐在助手席上的乘员配置的助手席用杯座20，两个杯座20按左右或前后并列排放配置。
[0030]本发明的实施例的发射部30A、30B配置在驾驶席用杯座20和助手席用杯座20的下部，或配置在驾驶席用杯座20和助手席用杯座20中的某一个的内部。为了说明上的方便，以下将前者称为值得期待的实施实例，后者称为另一实施实例。
[0031]本发明汽车无线充电系统的优选实施例中，如图1所示，至少有两个并列配置在杯座下部的发射部30A。发射部30A针对两个杯座20内部的全部范围，形成共振频率可以到达的第一可充电范围，当在两个杯座20中的某一个上，后述的终端机50凭借其固定装置40被固定在其上时，可配置一个感应频率可以到达该杯座20内部的全部范围以内，从而形成第二可充电范围的单位发射部30A。
[0032]单位发射部30A，凭借后述的感知部感知到终端机50进入上述第一可充电范围和第二可充电范围时，会根据终端机50的种类(即终端机50配置的是按WPC标准方式进行无线充电的接收部，还是配置的是按A4WP标准方式进行无线充电的接收部)发出相应频率。
[0033]也就是说，单位发射部30A如图3所示，为了发出感应频率而配置的磁感应方式的电路，和为了发出共振频率而配置的磁共振方式的电路，配置成各自拥有独立的接地端，根据上述感知部所感知到的结果，选择激活两个电路中的某一个电路，从而仅对相应终端机50的电池进行无线充电。
[0034]另外，本发明汽车无线充电系统的优选实施例中还包括:凭借发射部30A和WPC标准方式，使之与感应频率相互作用而配置的、带有接收部的磁感应式终端机50 ;和凭借发射部30A和A4WP标准方式，使之与共振频率相互作用而配置的、带有接收部的磁共振式终端机50 ;两者中的某一个。
[0035]另外，本发明汽车无线充电系统的优选实施例中还可包括:磁感应方式终端机50和磁共振方式终端机50中的某一个，进入发射部30A所发出的感应频率和共振频率范围以内时，控制WPC标准方式或A4WP标准方式执行无线充电功能的控制部100。
[0036]控制部100判定进入第一可充电范围和第二可充电范围以内的终端机50的种类，然后根据判定结果，激活磁感应方式电路和磁共振方式电路中的某一电路，使其执行功能。
[0037]更详细的情况是，本发明汽车无线充电系统的优选实施例还可包括连接在上述发射部30A和上述控制部100之间，检测上述接收部是否进入上述频率范围以内，并执行将结果以电压值的形式传递给上述控制部100功能的感知部。
[0038]控制部100可将从上述感知部传递来的电压值，与上述磁感应方式终端机50的接收部或上述磁共振方式终端机50的接收部上预设的设定值进行比较，判定相应接收部的种类后，控制上述发射部30A的电路启动。
[0039]但是，感知部并不是一定要将电压值传递给控制部100，而是可以检测出与发射部30A与接收部之间距离相应的磁稱合力(magnetic coupling coefficient),然后将其传递给控制部100。
[0040]当控制部100检测到的从感知部传递出的磁耦合力符合发射部30A与磁感应方式终端机50之间形成的第一预设值时，便激活磁感应方式电路；当检测到的从感知部传递出的磁耦合力符合发射部30A与磁共振方式终端机50之间形成的既已设定的第二预设值时，便激活磁共振方式电路。
[0041]在此，执行WPC标准方式的发射部30A与磁感应方式终端机50之间的第一可充电范围，可以设置成小于执行A4WP标准方式的发射部30A与磁共振方式终端机50之间的第二可充电范围。
[0042]另外，一般情况下，执行WPC标准方式的发射部30A与磁感应方式终端机50之间的第一可充电范围，可以通过磁感应方式终端机50被固定装置40固定的动作加以识别。因此，利用感知磁感应方式终端机50被固定装置40固定的感知装置(图中未标示)，可以使控制部100确定是否将该电路控制为激活状态。
[0043]这里所说的固定装置40，是指只要能防止两个杯座20中某一侧的杯座20内部的终端机50不发生窜动，那么这一装置为任何结构均可。例如，可在杯座20内部底面上，形成一终端机50形状的槽，只要是配置在杯座20内部的发射部30A，能使磁感应方式终端机50的接收部，保持在可进行无线充电的第一可充电范围以内，则均适用。
[0044]控制部100控制发出据以判定相应接收部的频率(例如，当接收部为磁感应方式的终端机50)的接收部时，发出磁感应频率；而当接收部为磁共振方式终端机50的接收部时，则发出共振频率。
[0045]另外，本发明汽车无线充电系统的较佳实施例，在两个杯座20的下部，配置有可同时适用上述两种不同标准方式的发射部30A。控制部100通过对电路的控制，使发射部30A适用于各个不同标准方式的终端机50为特征。但并不局限于上述实施实例。
[0046]例如，如图2所示，发射部30A、30B可以区分为分别按WPC标准方式和A4WP标准方式,生成给电池充电的感应频率和共振频率的磁感应方式发射部30B和磁共振方式发射部30A。也就是说，按照本发明之值得期待的一实施实例，不是将发射部30A按各自不同的标准来区分，而仅仅是通过对电路的控制来使其发出与之相适应的频率。但是，在本发明之另一实施实例中，以分别配置与各个不同标准相对应的发射部30A、30B为基本框架。
[0047]当然，在本发明之另一实施实例中，也可配置一用于判定终端机50是否已进入第一可充电范围即感应频率范围，和第二可充电范围即共振频率范围内的感知部。利用传递到感知部的电压值，由控制部100对适用各个不同标准方式的发射部30A、30B进行控制。在这一点与优选实施例相同。
[0048]只是，本发明的汽车无线充电系统的较佳实施例，如图2所示，为了保证WPC标准方式的无线充电的稳定性，可以在两个杯座20内部配置一另外的可拆装的固定装置40。将凭借固定装置40得以固定的磁感应方式终端机50的接收部，和适用WPC标准的磁感应方式接收部30B，配置在充电比较容易的位置较为理想。
[0049]磁共振方式的接收部30A的位置，可选择在与上述值得期待的一实施实例相同的位置上。
[0050]另外，本发明之汽车无线充电系统，还可包括通用于优选实施例和较佳实施例的屏蔽片(图中未标示)。
[0051]屏蔽片如图1和图2所示，无论按任何无线充电方式进行无线充电时，都起着使发射部30A、30B和接收部之间发出的频率，不致影响到杯座20周边的电子元件，将电磁场的范围隔断屏蔽起来的作用。
[0052]如上所述的屏蔽片，虽然对在近距离内凭借感应频率的相互作用而进行无线充电的WPC标准方式的无线充电，实际上并起不了大的作用。但在充电范围比较大的A4WP标准方式进行无线充电的情况下，起着使凭借共振频率生成的电磁场，仅朝向安装在杯座20内部的终端机50而生成。从而使电磁场形成方向集中朝向终端机50，以此可提高终端机50电池的充电效率。
[0053]本发明之汽车无线充电系统，无论凭借WPC标准方式和A4WP标准方式进行无线充电的终端机50是哪一种类型，都在汽车内杯座20的周边配置整合型发射部30A、30B，从而实现对其进行选择性的无线充电。因此，具有进一步提高汽车内乘员使用方便性的优点。
[0054]除上述优选实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
【权利要求】
1.汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统由发射部、磁感应式终端机、磁共振式终端机和控制部组成，其中所述发射部设于汽车内部驾驶席和助手席分界处的杯座内且具有按WPC方式和A4WP方式发出给电池充电的感应/共振频率；所述磁感应式终端机具有与感应频率相互作用的感应接收部；所述磁共振式终端机具有与共振频率相互作用的共振接收部，所述控制部输出驱动控制至发射部且对应进入发射部发出频率范围中的磁感应式终端机和磁共振式终端机以匹配的频率方式执行无线充电。
2.根据权利要求1所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统还包括设于发射部与控制部之间的感知部，所述感知部连至控制部输出电压结果，所述控制部在频率范围内检测共振接收部或感应接收部的进入状况。
3.根据权利要求2所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述控制部为将感知部的输出电压结果与磁感应式终端机和磁共振式终端机的预设压值进行比较判定相应接收部种类的控制单元。
4.根据权利要求3所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述控制部具有对应接收部种类判定结果的输出频率并接入至发射部。
5.汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统由磁感应发射部、磁共振发射部、磁感应式终端机、磁共振式终端机和控制部组成，其中所述磁感应发射部设于汽车内部驾驶席和助手席分界处的杯座内且具有按WPC方式发出给电池充电的感应频率；所述磁共振发射部设于汽车内部驾驶席与助手席分界处的杯座内且具有按A4WP方式发出给电池充电的共振频率；所述磁感应式终端机具有与感应频率相互作用的感应接收部；所述磁共振式终端机具有与共振频率相互作用的共振接收部，所述控制部输出驱动控制至发射部且对应进入发射部发出频率范围中的磁感应式终端机和磁共振式终端机以匹配的频率方式执行无线充电。
6.根据权利要求5所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述系统还包括设于磁感应发射部和磁共振发射部与控制部之间的感知部，所述感知部连至控制部输出电压结果，所述控制部在频率范围内检测共振接收部或感应接收部的进入状况。
7.根据权利要求6所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述控制部为将感知部的输出电压结果与磁感应式终端机和磁共振式终端机的预设压值进行比较判定相应接收部种类的控制单元。
8.根据权利要求7所述汽车无线充电系统，其特征在于:所述控制部接至磁感应发射部和磁共振发射部且对应接收部种类判定结果输出频率至磁感应发射部或磁共振发射部。
【文档编号】H02J7/00GK103840532SQ201410112951
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】洪振义 申请人:苏州旲烔机电科技有限公司, 株式会社旲烔