电动汽车无线充电对准系统及车辆端装置的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电对准系统及车辆端装置。

背景技术：

电动汽车以其节能、零污染、高效率的优点，被世界各国科学家和工业界普遍认为是二十一世纪重要的交通工具。其中，电动汽车充电站与充电网络是电动汽车规模化和产业化发展的重要基础设施。

采用无线充电的方式对电动汽车进行充电，对电动汽车的推广具有重要意义。该方式需要在电动汽车的非车辆端设有充电发射线圈，在电动汽车的车辆端设有充电接收线圈。非车辆端的充电发射线圈一般设置在可进行电动汽车无线充电的固定停车位上，车辆端的充电接收线圈一般设置在电动汽车的底盘下方，该充电发射线圈与充电接收线圈对准的好坏，直接关系到电动汽车无线充电的效率，因此，解决电动汽车充电发射线圈和充电接收线圈的对准问题，是进行无线充电式电动汽车推广应用的关键因素之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种有利于提高电动汽车接收线圈和发射线圈对准精度的无线充电对准系统及车辆端装置。

本实用新型提供电动汽车无线充电对准系统至少包括位于地面的非车辆端装置以及位于电动汽车上的车辆端装置；所述非车辆端装置包括：信号发射单元以及驱动单元，所述驱动单元用于输出检测脉冲信号给所述信号发射单元；所述车辆端装置包括：充电接收线盘以及依次连接的信号接收单元、中央处理单元以及提示单元，所述信号接收单元位于所述充电接收线盘的周围,其包括n个接收线圈，所述n为不小于2的整数,所述接收线圈用于接收所述信 号发射单元发射的信号并输出至所述中央处理单元，所述中央处理单元用于采集所述信号接收单元的参数和对参数进行处理,并根据处理结果控制所述提示单元对所述电动汽车的位置进行提示。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述电动汽车包括位于车上的充电发射线盘，所述充电发射线盘用作所述信号发射单元,所述参数包括各个所述接收线圈输出的电压值。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述驱动单元还用于输出充电脉冲信号给所述信号发射单元，所述充电脉冲信号的脉冲宽度大于所述检测脉冲信号的脉冲宽度。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述提示单元包括视频信号发生单元以及显示屏,所述视频信号发生单元与所述中央处理单元的输出端连接,所述显示屏与所述视频信号发生单元的输出端连接。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述显示屏上具有预设图像以及所述视频信号发生单元输出的表征充电发射线盘位置的虚拟图像，所述虚拟图像与所述预设图像的对准表征为所述充电发射线盘与所述充电接收线盘的对准。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述车辆端装置还包括信号放大单元，所述限压单元连接所述信号接收单元的输出端，所述信号放大单元连接所述信号接收单元的输出端，所述中央处理单元连接所述信号放大单元的输出端。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，所述车辆端装置还包括限压单元以及整流单元，所述限压单元连接所述信号接收单元的输出端，所述信号放大单元连接所述限压单元的输出端，所述整流单元连接所述信号放大单元的输出端，所述中央处理单元连接所述整流单元的输出端。

本实用新型还提供了一种车辆端装置，其包括充电接收线盘以及依次连接的信号接收单元、中央处理单元以及提示单元，所述信号接收单元位于所述充电接收线盘的周围,其包括n个接收线圈，所述n为不小于2的整数,所述接收线圈用于接收所述信号发射单元发射的信号并输出至所述中央处理单元，所述 中央处理单元用于采集所述信号接收单元的参数和对参数进行处理,并根据处理结果控制所述提示单元对电动汽车的位置进行提示。

本实用新型提供的车辆端装置中，所述电动汽车包括位于车上的充电发射线盘，所述充电发射线盘用作所述信号发射单元,所述参数包括各个所述接收线圈输出的电压值。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，由于在非车辆端的设有信号发射单元，所述信号发射单元接收驱动单元的检测脉冲信号并发射出去，在车辆端充电接收线盘的周围设有信号接收单元，其包括多个接收线圈，根据电磁感应原理，各接收线圈会感应到一定的脉冲电压，由于各接收线圈获取的脉冲电压的峰值和其与发射线盘的距离负相关，因此，当各接收线圈获取的脉冲电压的峰值相等时，即可认定各接收线圈与发射线盘的距离相等，此时车辆端的中央处理单元即会控制提示单元作出充电接收线盘与充电发射线盘对准的提示(视频提示或者语音提示)。因此，本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统便于协助司机在无线充电式电动汽车的泊车时提高充电发射线圈和充电接收线圈的对准精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型提供的一较佳实施方式的电动汽车无线充电对准系统100的结构示意图；

图2为所述驱动单元输出的不同脉冲宽度的检测脉冲信号和充电脉冲信号波形示意图；

图3为本实用新型提供的另一较佳实施方式的车辆端装置20的结构示意图；

图4为图3所示车辆端装置20的一种较佳实施方式的具体结构示意图；

图5为一较佳实施方式的充电接收线盘与信号接收单元的位置关系图；

图6为本申请提供的电动汽车无线充电对准系统对准的原理说明示意图；

图7为所述充电接收线盘208未与所述充电发射线盘102对准时的一种场景示意图；

图8为充电接收线盘208未与所述充电发射线盘102对准时的视频显示界面示意图；

图9为所述充电接收线盘208与所述充电发射线盘102对准时的一种场景示意图；

图10为充电接收线盘208未与所述充电发射线盘102对准时的另一较佳实施方式的视频显示界面示意图。

具体实施方式

为说明本实用新型提供的带充电功能的电动汽车无线充电对准系统，以下结合说明书附图及文字说明进行详细阐述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，可以是两个元件内部的电连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，其为本实用新型提供的一较佳实施方式的电动汽车无线充电对准系统100的整体结构示意图，其包括位于地面的非车辆端装置10以及位于电动汽车上的车辆端装置20，所述非车辆端装置10为所述车辆端装置20无线供电，所述电动汽车无线充电对准系统100具有向司机提示电动汽车的充电发射线盘与充电接收线盘是否对准的功能，以使司机在停车过程中将电动汽车停在正确的位置。

所述非车辆端装置10包括：信号发射单元102以及驱动单元101，所述信号发射单元102与驱动单元101连接，本实施方式中,所述充电发射线盘用作所述信号发射单元102，在其他实施方式中，所述信号发射单元102还可以 为位于所述充电发射线盘周围的其他信号发射装置。

所述驱动单元用于输出检测脉冲信号和充电脉冲信号给所述信号发射单元，所述检测脉冲信号用来检测所述充电接收线盘与充电发射线盘是否对准；所述充电脉冲信号用于供所述充电发射线盘将电力无线传输给所述充电接收线盘，所述充电脉冲信号的脉冲宽度大于所述检测脉冲信号的脉冲宽度。例如如图2所示，其为所述驱动单元输出的不同脉冲宽度的检测脉冲信号和充电脉冲信号波形示意图。

所述车辆端装置20包括：依次连接的信号接收单元201、中央处理单元203以及提示单元,本实施方式中,所述提示单元包括视频信号发生单元204以及显示屏205；所述信号接收单元201无线接收所述信号发射单元102发出的检测脉冲信号并输出至所述中央处理单元203，所述信号接收单元201位于所述充电接收线盘的周围,其包括n个接收线圈，所述n为不小于2的整数；所述中央处理单元203用于采集所述信号接收单元的参数和对参数进行处理,并根据处理结果控制所述提示单元对所述电动汽车的位置进行视频提示。所述参数包括各个所述接收线圈输出的电压值。所述视频信号发生单元204与所述中央处理单元203的输出端连接,所述显示屏205与所述视频信号发生单元204的输出端连接。所述显示屏205为可为现有技术中原有的用来导航或者倒车的屏幕,其上具有预设图像以及所述视频信号发生单元输出的表征充电发射线盘位置的虚拟图像，所述虚拟图像与所述预设图像的对准表征为所述充电发射线盘与所述充电接收线盘的对准。在其他实施方式中，所述提示单元也可以为语音提示单元。例如作出表征“请往后右倒车”、“请往前左停车”等意义的语音信息给司机提示。

如图3所示，其为本实用新型提供的另一较佳实施方式的车辆端装置20的结构示意图，其包括信号接收单元301、限压保护单元306、信号放大单元302、整流单元307、中央处理单元303、视频信号发生单元304以及显示屏305。所述限压保护单元306连接所述信号接收单元301的输出端，所述信号放大单元302连接所述限压保护单元306的输出端，所述整流单元307连接所述信号放大单元302的输出端，所述中央处理单元303连接所述整流单元307 的输出端。所述限压保护单元306用于在充电发射线盘正常充电时，可以限制更高的电压进入到信号放大电路。所述信号放大单元302用于将所述检测脉冲信号进行放大；所述整流单元307用于向所述中央处理单元303输出直流信号。在另一种实施方式中，也可以没有限压保护单元306、信号放大单元302以及整流单元307中的任一种、两种或三种。

如图4所示，其为图3所示车辆端装置20的一种较佳实施方式的具体结构示意图。本实施方式中，所述n为4，即所述信号接收单元301包括4个接收线圈：第一接收线圈301a、第二接收线圈301b、第三接收线圈301c以及第四接收线圈301d；所述限压单元306包括第一限压电路306a、第二限压电路306b、第三限压电路306c以及第四限压电路306d；所述信号放大单元302包括第一信号放大电路302a、第二信号放大电路302b、第三信号放大电路302c以及第四信号放大电路302d；所述整流单元307包括第一整流电路307a、第二整流电路307b、第三整流电路307c以及第四整流电路307d；所述第一接收线圈301a、第一限压电路306a、第一信号放大电路302a、第一整流电路307a依次电连接；所述第二接收线圈301b、第二限压电路306b、第二信号放大电路302b、第二整流电路307b依次电连接；所述第三接收线圈301c、第三限压电路306c、第三信号放大电路302c、第三整流电路307c依次电连接；所述第四接收线圈301d、第四限压电路306d、第四信号放大电路302d、第四整流电路307d依次电连接；所述第一整流电路307a、第二整流电路307b、第三整流电路307c以及第四整流电路307d的输出端分别连接所述中央处理单元。

如图5所示，其为一较佳实施方式的充电接收线盘与信号接收单元的位置关系图，当所述充电发射线盘102为圆形(还可为方形或者其他形状)时，以电动汽车倒车方向为A方向，第一接收线圈301a、第二接收线圈301b、第三接收线圈301c以及第四接收线圈301d的位置关系优选为：所述第一接收线圈301a、第二接收线圈301b、第三接收线圈301c以及第四接收线圈304d关于所述充电接收线盘102中心对称，所述第二接收线圈301b以及第四接收线圈301d之间的连接线平行于所述A方向，所述第一接收线圈301a、第三接收线 圈301c之间的连线垂直于所述A方向。

如图6所示，其为本申请提供的电动汽车无线充电对准系统对准的原理说明示意图。在电动汽车充电前的泊车过程中，充电发射线盘中具有检测脉冲信号，此时，电动汽车上的充电接收线圈的电压很低,可视为不充电状态，信号接收线圈在电磁感应的作用下，产生电压，所述电压经过限压电路、信号放大电路以及整流单元，由交流电转化为直流电施加在中央处理单元上。图6中仅画出了一个信号发射线圈，其他信号发射线圈的信号检测原理同理。本实施方式设置四个信号发射线圈，根据电磁感应原理，各接收线圈会感应到一定的脉冲电压，由于各接收线圈获取的脉冲电压的峰值和其与充电发射线盘的距离负相关，因此，当各接收线圈获取的脉冲电压的峰值相等时，即可认定各接收线圈与发射线盘的距离相等，即充电发射线盘与充电接收线盘对准，此时车辆端的中央处理单元检测到的电压相等，即会控制提示单元作出充电接收线盘与充电发射线盘对准的提示，当所述提示为视频提示时，即将相应的数字信号转化为图像信号在所述显示屏上。

如图7所示，其为所述充电接收线盘208未与所述充电发射线盘102对准时的一种场景图，图中，在各接收线圈、充电接收线盘208和充电发射线盘102所构成的空间内，所述充电接收线盘208位于所述充电发射线盘102的右前方，即所述第一接收线圈301a、第二接收线圈301b、第三接收线圈301c与第四接收线圈301d与所述充电发射线盘102的距离d1、d2、d3、d4的关系为：d3＞d2＞d1＞d4，此时，第三接收线圈301c、第二接收线圈301b、第一接收线圈301a、第四接收线圈301d获取的脉冲电压的大小依次减小，因此，所述中央处理单元303就会将此脉冲电压信号转化为数字信号，所述视频发生单元304在将所述数字信号转化为视频信号，形成如图8所示的充电接收线盘208未与所述充电发射线盘102对准时的视频显示界面示意图。显示屏305上具有预设图像10以及视频信号发生单元输出的表征充电发射线盘位置102的虚拟图像20，本实施方式中,所述预设图像10为十字线,十字线的最中央位置表征充电发射线盘的中央位置,所述虚拟图像20为圆形,其表征充电接收线盘,所述虚拟图像20与所述预设图像10的对准表征为所述充电发射线盘102与所 述充电接收线盘208的对准。当电动汽车在移动过程中，由于各接收线圈与充电发射线盘的位置一直在变化，经过视频信号发生单元处理的虚拟图像20也呈动态性变化。当所述中央处理单元检测到各脉冲电压相等，如图9所示，即d1＝d2＝d3＝d4时，所述虚拟图像20刚好图中十字线最中央位置,此时即可认定充电发射线盘与充电接收线盘对准。

在另外一种实施方式中，如图10所示，所述显示屏上不仅可以具有预设图像10以及视频信号发生单元输出的表征充电发射线盘位置102的虚拟图像20，还可以显示倒车影像30，即该预设图像10和虚拟图像组合的整体图像叠加在现有技术中的倒车影像30中。

本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统中，由于在非车辆端的设有信号发射单元，所述信号发射单元接收驱动单元的检测脉冲信号并发射出去，在车辆端充电接收线盘的周围设有信号接收单元，其包括多个接收线圈，根据电磁感应原理，各接收线圈会感应到一定的脉冲电压，由于各接收线圈获取的脉冲电压的峰值和其与发射线盘的距离负相关，因此，当各接收线圈获取的脉冲电压的峰值相等时，即可认定各接收线圈与发射线盘的距离相等，此时车辆端的中央处理单元即会控制提示单元作出充电接收线盘与充电发射线盘对准的提示(视频提示或者语音提示)。因此，本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统便于协助司机在无线充电式电动汽车的泊车时提高充电发射线圈和充电接收线圈的对准精度。

以上为本实用新型提供的电动汽车无线充电对准系统以及车辆端装置的较佳实施方式，并不能理解为对本实用新型权利保护范围的限制，本领域的技术人员应该知晓，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的该等改进或替换都应该在本实用新型的权利保护范围内，即本实用新型的权利保护范围应以权利要求为准。