本发明涉及无线充电技术领域，尤其涉及一种无线充电系统及其线圈偏移检测方法和装置。
背景技术：
电动汽车将会逐渐成为机动车辆未来发展的重要方向，目前许多国家政府都在大力支持和推广发展电动汽车。目前电动汽车充电采用的无线充电方式，通过一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。无线电能传输是在当前电动汽车蓄电池储能能力不足，体积重量庞大，造价昂贵的背景下，实现“分布式充电”的有效解决方案。但无线充电系统中的松耦合的变压器，原边线圈与副边线圈之间的气隙非常大，利用原边线圈与副边线圈的磁感应与谐振的方式实现电能传输。原边线圈与副边线圈的相对位置非常重要，只有当原边或者副边的线圈正对或者一定容许的偏移范围内时，才能达到最优的传输功率与效率。但在现有技术的无线充电中，由于主观或客观因素，副边线圈与原边线圈发生偏移后，无法判断偏移情况。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种无线充电系统及其线圈偏移检测方法和装置，旨在解决无线充电线圈偏移位置过大的问题。
本发明提供的一种无线充电系统的线圈偏移检测方法，包括：
获取一组检测线圈上的感应电压，计算获取的一组感应电压的差值；
将已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断电压差值是否大于或等于预设阈值；
若电压差值大于或等于预设阈值，则根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息。
优选地，所述将已计算到的电压差值与预设阈值对比，并根据电压差值与预设阈值的对比结果，判断电压差值是否大于或等于预设阈值的步骤之后，还包括：
若电压差值小于预设阈值，则当前电压差值在允许范围内，判定当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。
优选地，所述根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息的步骤，还包括：
获取预设偏移距离精确度，并结合所述电压差值在相位差查表中查找到对应数值，以预设格式计算偏移距离。
优选地，所述根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息的步骤，还包括：
根据电压差值查询当前副边线圈的相位波形图，根据相位波形图的图形信息，确认幅值差是否增大。
优选地，所述根据电压差值查询当前副边线圈的相位波形图，根据相位波形图的图形信息，确认幅值差是否增大的步骤，包括：
若幅值差增大，则相位为正，偏移方向为右；
若幅值差减小，则相位为负，偏移方向为左。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种无线充电系统的线圈偏移检测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取一组检测线圈上的感应电压；
计算模块，用于计算获取的一组感应电压的差值；
对比模块，用于将已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断电压差值是否大于或等于预设阈值；
输出模块，用于若电压差值大于或等于预设阈值，则根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息。
优选地，所述装置还包括：
确认模块，用于若电压差值小于预设阈值，则当前电压差值在允许范围内，默认为当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。
优选地，所述计算模块，还用于获取预设偏移距离精确度，并结合所述电压差值在相位差查表中查找到对应数值，以预设格式计算偏移距离。
优选地，所述装置，还包括：
查询模块，用于根据电压差值查询当前副边线圈的相位波形图，根据相位波形图的图形信息，确认幅值差是否增大。
优选地，所述确认模块，还用于若幅值差增大，则相位为正，偏移方向为右；还用于若幅值差减小，则相位为负，偏移方向为左。
本发明还提供一种无线充电系统，其特征在于，所述无线充电系统包括副边线圈，副边线圈上设置有至少一组检测线圈，所述检测线圈垂直缠绕在副边线圈上；所述无线充电系统还包括如以上所述的无线充电系统的线圈偏移检测装置。
本发明通过获取一组检测线圈上的感应电压，计算获取的一组感应电压的差值；将已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断电压差值是否大于或等于预设阈值；若电压差值大于或等于预设阈值，则根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息。解决了因副边线圈偏移后导致充电效率降低的问题。
附图说明
图1为本发明无线充电系统的线圈偏移检测方法的第一实施例的流程示意图；
图2为本发明无线充电系统的线圈偏移检测方法的第二实施例的流程示意图；
图3为副边线圈右偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图；
图4为副边线圈左偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图；
图5为本发明无线充电系统的线圈偏移检测装置的第一实施例的功能模块示意图；
图6为本发明无线充电系统的线圈偏移检测装置的第二实施例的功能模块示意图；
图7为本发明无线充电系统的线圈偏移检测装置的优选结构示意图；
图8为副边线圈安装检测线圈结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
基于上述问题，本发明提供一种无线充电系统的线圈偏移检测方法。
参照图1，图1为本发明无线充电系统的线圈偏移检测方法的第一实施例的流程示意图。
在一实施例中，所述无线充电系统的线圈偏移检测方法包括：
步骤S10，获取一组检测线圈上的感应电压，计算获取的一组感应电压的差值；
本实施例中，通过采用原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边线圈的互相磁场耦合实现电能透过空气在原边线圈及副边线圈之间进行电能传输。在无线充电系统松耦合的变压器进行电能无线传输，其原边线圈与副边线圈之间的气隙很大，若利用原边线圈与副边线圈的磁感应与谐振方式实现电能传输，原边线圈与副边线圈的相对位置非常重要，当原边或副边的线圈正对或者在一定范围内的偏移距离，才能达到最优的传输功率与充电效率。这就表示，在无线充电时，原边线圈与副边线圈的位置非常重要，在此前提下，在副边线圈设置至少一组的检测线圈，垂直缠绕在副边线圈的一边正中位置，通过正对的一组检测线圈感应到的电压数值，计算本组检测线圈的电压差值，用以判断当前副边线圈是否与原边线圈发生偏移。所述副边线圈为轴对称结构，根据其轴对称的形状，相对应的一边上安装的检测线圈为一组计算电压差值，用以判断偏移方向。例如，副边线圈为矩形，根据当前副边线圈所在汽车设备的车头方向，上下一边安装的检测线圈为一组，左右安装的检测线圈为一组。
步骤S20，将已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断电压差值是否大于或等于预设阈值；
已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断所述预设阈值是否大于或等于预设阈值，根据所述差值与预设阈值对比，判断当前副边线圈与原边线圈是否存在偏移。所述预设阈值，为预先设置的电压差值数值，小于所述预设阈值的电压差值，其对应的副边线圈偏移距离及其偏移方向在无线充电系统的允许偏移范围内，即所述预设阈值为允许偏移的距离所对应的电压差值临界点数值。
步骤S30，若电压差值大于或等于预设阈值，则根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息。
若所述电压差值大于或等于预设阈值，则以所述电压差值的数值，副边线圈已经超出了允许的偏移范围之外。根据所述电压差值获取所述副边线圈与原边线圈的偏移信息。并输出偏移信息使用预设格式输出至对应显示平台中使用户查看。所述预设输出格式，为当前对应显示平台所能接收的信号格式，例如手机APP及汽车显示屏幕都为对应显示平台，其手机APP显示方式与汽车显示屏幕显示方式并不一致，则需根据对应显示平台决定当前偏移信息的输出格式。将偏移信息输出至显示平台后供用户查看，使用户在查看到所述副边线圈偏移信息后，调整所述副边线圈的偏移位置，以使充电过程达到最优的电能传输功率与效率。
在根据当前电压差值确认偏移结果时，还包括若是偏移在允许范围内的要求，即所述将已计算到的电压差值与预设阈值对比，并根据电压差值与预设阈值的对比结果，判断电压差值是否大于或等于预设阈值的步骤之后，还包括：
若电压差值小于预设阈值，则当前电压差值在允许范围内，判定当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。若所述偏移距离小于预设距离，则当前副边线圈与原边线圈的偏移距离在无线充电范围内，不影响无线充电效率，默认当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。并根据当前无线充电系统的线圈偏移检测方法的设置，确定是否将所述无偏移的信息传输至对应显示平台，以使用户实时关注无线充电情况。
本实施例中，通过安装在副边线圈上的检测线圈，检测流经所述检测线圈的电压差值，根据所述电压差值所对应的幅值差、相位信息确定的偏移方向，及根据所述电压差值所计算的偏移距离，输出所述偏移方向及偏移距离至对应显示平台，使用户查看到所述偏移信息后，调整当前副边线圈的偏移位置，使充电过程达到最优的电能传输功率及效率。
参照图2，图2为本发明无线充电系统的线圈偏移检测方法的第二实施例的流程示意图，基于上述第一实施例，所述根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息的步骤，还包括：
步骤S40，获取预设偏移距离精确度，并结合所述电压差值在相位差查表中查找到对应数值，以预设格式计算偏移距离。
已计算到的电压差值，使用该电压差值使用查表法于相位差查表中查找与所述对应电压差值的偏移距离数值，并获取已预设的精确度数值，所述预设精确度数值，为所述线圈偏移检测方法中相关设置精确度数值的功能，使用户设置相关精确度数值，用以输出偏移距离时的具体精确数值。根据获取到的精确度数值，结合根据电压差值于相位差查表中查找到的对应距离数值，以预设格式计算需输出给用户查看的偏移距离。所述预设格式，为所述检测方法中已设置的距离格式计算方法。例如，电压差值对应相位差查表中的距离数值为1.2，获取到精确度为2，根据计算公式计算偏移距离为1.2*2＝2.4，即在当前电压差值下，所述副边线圈已偏移了2.4厘米。
其中，所述根据预设精确度数值计算偏移距离，包括获取当前预设的精确度数值，在此之前，精确度数值根据已固定的当前控制器所能检测到的最小电压数值，及其差分比例放大器放大检测线圈电压差值的倍数，计算当前副边线圈偏移距离的精确度。安装于副边线圈的检测线圈流经的电压根据电压差值计算方式计算到所述对应检测线圈的电压差值后，传输至控制器中进行所述副边线圈偏移距离的精确度设置。根据所述无线充电装置的控制器检验性能，若所述电压差值过小，则通过所述检测线圈所接入的差分电压放大器将所述电压差值放大后输入至控制器进行处理。所述差分电压放大器放大所述电压差值，其放大倍数根据控制器所能检测到的最小电压决定。例如当前控制器最小能检测到的电压为10V，则将得到的电压差值100mv放大500倍后成为50V，其所述偏移档位分为50/10＝5，即5个档位。根据当前线圈标准化确定的允许调整的偏移距离为10cm，则当前偏移精确度为(10/5＝2)。
步骤S50，根据电压差值查询当前副边线圈的相位波形图，根据相位波形图的图形信息，确认幅值差是否增大。
根据已计算得到的电压差值，查询当前副边线圈的相位波形图，以便根据所述相位波形图的信息，确认幅值差是否增长，用以确认当前副边线圈的偏移方向。具体的偏移方向，根据所述电压差值由来的检测线圈的方向，若当前副边线圈为矩形，得到电压差值的检测线圈处于副边线圈左右方向，则根据当前电压差值确认的偏移方向为向左偏移或向右偏移；若检测线圈位于副边线圈上下位置，则根据当前电压差值确认的偏移方向为向上偏移或向下偏移。
步骤S60，若幅值差增大，则相位为正，偏移方向为右；
根据副边线圈上已安装的检测线圈，及所述检测线圈用以检测感应电压差所接入的差分电压放大器，副边线圈接收原边线圈的电能，经过副边电路和控制器转换为电池需要的电能，用以对电池充电，根据差分电压放大器所检测到的电压差实验波形图3，所述图3为副边线圈右偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图。当副边线圈右偏一定数值后，左右两个检测线圈的感应电动视差(电压差值)为320mv，相位差为正。
步骤S70，若幅值差减小，则相位为负，偏移方向为左。
根据差分电压放大器所检测到的电压差实验波形图4，所述图4为副边线圈左偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图。当副边线圈左偏一定数值后，左右两个检测线圈的感应电动视差(电压差值)为320mv，相位差为负。
本实施例中，通过安装在副边线圈上的检测线圈，检测流经所述检测线圈的电压差值，根据所述电压差值所对应的幅值差、相位信息确定的偏移方向，及根据所述电压差值所计算的偏移距离，输出所述偏移方向及偏移距离至对应显示平台，使用户查看到所述偏移信息后，调整当前副边线圈的偏移位置，使充电过程达到最优的电能传输功率及效率。
上述第一至第二实施例的无线充电系统的线圈偏移检测方法的执行主体均可以为无线充电设备。更进一步地，该无线充电系统的线圈偏移检测方法可以由安装在与无线充电设备关联的其他电子终端客户端检测程序实现，其中，所述与无线充电设备关联的其他电子终端包括但不限于手机、pad、笔记本电脑等。
本发明进一步提供一种无线充电系统的线圈偏移检测装置。
参照图5，图5为本发明无线充电系统的线圈偏移检测装置的第一实施例的功能模块示意图。
在一实施例中，所述装置包括：获取模块10、计算模块20、对比模块30、判断模块40、输出模块50及确认模块60。
获取模块10，用于获取一组检测线圈上的感应电压；
计算模块20，用于计算获取的一组感应电压的差值；
本实施例中，无线充电系统包括车载部分和基建部分，其基建部分指无线充电系统埋在地面以下的部分，包括原边线圈、原边控制器和电路，车载部分包括副边线圈、副边电路、控制器及车载电池等几大部分。通过采用原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边线圈的互相磁场耦合实现电能透过空气在原边线圈及副边线圈之间进行电能传输。在无线充电系统松耦合的变压器进行电能无线传输，其原边线圈与副边线圈之间的气隙很大，若利用原边线圈与副边线圈的磁感应与谐振方式实现电能传输，原边线圈与副边线圈的相对位置非常重要，当原边或副边的线圈正对或者在一定范围内的偏移距离，才能达到最优的传输功率与充电效率。这就表示，在无线充电时，原边线圈与副边线圈的位置非常重要，在此前提下，在副边线圈设置至少一组的检测线圈，垂直缠绕在副边线圈的一边正中位置，通过正对的一组检测线圈感应到的电压数值，计算本组检测线圈的电压差值，用以判断当前副边线圈是否与原边线圈发生偏移。所述副边线圈为轴对称结构，根据其轴对称的形状，相对应的一边上安装的检测线圈为一组计算电压差值，用以判断偏移方向。例如，副边线圈为矩形，根据当前副边线圈所在汽车设备的车头方向，上下一边安装的检测线圈为一组，左右安装的检测线圈为一组。
对比模块30，用于将已计算到的电压差值与预设阈值对比；
判断模块40，用于判断电压差值是否大于或等于预设阈值；
已计算到的电压差值与预设阈值对比，判断所述预设阈值是否大于或等于预设阈值，根据所述差值与预设阈值对比，判断当前副边线圈与原边线圈是否存在偏移。所述预设阈值，为预先设置的电压差值数值，小于所述预设阈值的电压差值，其对应的副边线圈偏移距离及其偏移方向在无线充电系统的允许偏移范围内，即所述预设阈值为允许偏移的距离所对应的电压差值临界点数值。
输出模块50，用于若电压差值大于或等于预设阈值，则根据电压差值获取当前副边线圈的偏移信息，并输出所述偏移信息。
若所述电压差值大于或等于预设阈值，则以所述电压差值的数值，副边线圈已经超出了允许的偏移范围之外。根据所述电压差值获取所述副边线圈与原边线圈的偏移信息。并输出偏移信息使用预设格式输出至对应显示平台中使用户查看。所述预设输出格式，为当前对应显示平台所能接收的信号格式，例如手机APP及汽车显示屏幕都为对应显示平台，其手机APP显示方式与汽车显示屏幕显示方式并不一致，则需根据对应显示平台决定当前偏移信息的输出格式。将偏移信息输出至显示平台后供用户查看，使用户在查看到所述副边线圈偏移信息后，调整所述副边线圈的偏移位置，以使充电过程达到最优的电能传输功率与效率。
确认模块60，用于若电压差值小于预设阈值，则当前电压差值在允许范围内，默认为当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。
若所述偏移距离小于预设距离，则当前副边线圈与原边线圈的偏移距离在无线充电范围内，不影响无线充电效率，默认当前副边线圈无偏移，保持当前无线充电状态不变。并根据当前无线充电系统的线圈偏移检测方法的设置，确定是否将所述无偏移的信息传输至对应显示平台，以使用户实时关注无线充电情况。
本实施例中，通过安装在副边线圈上的检测线圈，检测流经所述检测线圈的电压差值，根据所述电压差值所对应的幅值差、相位信息确定的偏移方向，及根据所述电压差值所计算的偏移距离，输出所述偏移方向及偏移距离至对应显示平台，使用户查看到所述偏移信息后，调整当前副边线圈的偏移位置，使充电过程达到最优的电能传输功率及效率。
参照图6，图6为本发明无线充电系统的线圈偏移检测装置的第二实施例的功能模块示意图。所述装置还包括：查询模块70。
所述计算模块20，还用于获取预设偏移距离精确度，并结合所述电压差值在相位差查表中查找到对应数值，以预设格式计算偏移距离。
已计算到的电压差值，使用该电压差值使用查表法于相位差查表中查找与所述对应电压差值的偏移距离数值，并获取已预设的精确度数值，所述预设精确度数值，为所述线圈偏移检测方法中相关设置精确度数值的功能，使用户设置相关精确度数值，用以输出偏移距离时的具体精确数值。根据获取到的精确度数值，结合根据电压差值于相位差查表中查找到的对应距离数值，以预设格式计算需输出给用户查看的偏移距离。所述预设格式，为所述检测方法中已设置的距离格式计算方法。例如，电压差值对应相位差查表中的距离数值为1.2，获取到精确度为2，根据计算公式计算偏移距离为1.2*2＝2.4，即在当前电压差值下，所述副边线圈已偏移了2.4厘米。
其中，所述根据预设精确度数值计算偏移距离，包括获取当前预设的精确度数值，在此之前，精确度数值根据已固定的当前控制器所能检测到的最小电压数值，及其差分比例放大器放大检测线圈电压差值的倍数，计算当前副边线圈偏移距离的精确度。安装于副边线圈的检测线圈流经的电压根据电压差值计算方式计算到所述对应检测线圈的电压差值后，传输至控制器中进行所述副边线圈偏移距离的精确度设置。根据所述无线充电装置的控制器检验性能，若所述电压差值过小，则通过所述检测线圈所接入的差分电压放大器将所述电压差值放大后输入至控制器进行处理。所述差分电压放大器放大所述电压差值，其放大倍数根据控制器所能检测到的最小电压决定。例如当前控制器最小能检测到的电压为10V，则将得到的电压差值100mv放大500倍后成为50V，其所述偏移档位分为50/10＝5，即5个档位。根据当前线圈标准化确定的允许调整的偏移距离为10cm，则当前偏移精确度为(10/5＝2)。
查询模块70，用于根据电压差值查询当前副边线圈的相位波形图，根据相位波形图的图形信息，确认幅值差是否增大。
根据已计算得到的电压差值，查询当前副边线圈的相位波形图，以便根据所述相位波形图的信息，确认幅值差是否增长，用以确认当前副边线圈的偏移方向。具体的偏移方向，根据所述电压差值由来的检测线圈的方向，若当前副边线圈为矩形，得到电压差值的检测线圈处于副边线圈左右方向，则根据当前电压差值确认的偏移方向为向左偏移或向右偏移；若检测线圈位于副边线圈上下位置，则根据当前电压差值确认的偏移方向为向上偏移或向下偏移。
所述确认模块80，还用于若幅值差增大，则相位为正，偏移方向为右；
根据副边线圈上已安装的检测线圈，及所述检测线圈用以检测感应电压差所接入的差分电压放大器，副边线圈接收原边线圈的电能，经过副边电路和控制器转换为电池需要的电能，用以对电池充电，根据差分电压放大器所检测到的电压差实验波形图4，所述图4为副边线圈右偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图。当副边线圈右偏一定数值后，左右两个检测线圈的感应电动视差(电压差值)为320mv，相位差为正。
所述确认模块80，还用于若幅值差减小，则相位为负，偏移方向为左。
根据差分电压放大器所检测到的电压差实验波形图5，所述图5为副边线圈左偏时左右两侧检测线圈的电压差实验波形图。当副边线圈左偏一定数值后，左右两个检测线圈的感应电动视差(电压差值)为320mv，相位差为负。
本实施例中，通过安装在副边线圈上的检测线圈，检测流经所述检测线圈的电压差值，根据所述电压差值所对应的幅值差、相位信息确定的偏移方向，及根据所述电压差值所计算的偏移距离，输出所述偏移方向及偏移距离至对应显示平台，使用户查看到所述偏移信息后，调整当前副边线圈的偏移位置，使充电过程达到最优的电能传输功率及效率。
参照图7，图7为本发明无线充电系统的优选结构示意图；无线充电系统包括车载部分和基建部分，其基建部分指无线充电系统埋在地面以下的部分，包括原边线圈、原边控制器和电路，车载部分包括副边线圈、副边电路、控制器及车载电池等几大部分。
通过无线充电系统完成无线充电，其操作方式包括：采用一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。副边线圈接收原边线圈的电能，经过副边电路和控制器转换成电池需要的电能，对电池进行充电。
为了判断当前副边线圈在无线充电时是否发生位移，在所述副边线圈每一边的中心位置安装检测线圈，参照图8，图8为副边线圈安装检测线圈结构示意图。具体包括：副边线圈每一边中心位置安装有检测线圈，每个检测线圈接一个差分电压放大器，且副边线圈呈轴对称，其检测线圈与副边线圈的磁感线垂直。所述检测线圈为符合副边线圈的线圈标准化的检测线圈。
根据无线充电系统的实施方式，通过安装的检测线圈检测副边线圈是否位移的具体的实现方式包括：在无线充电时，通过检测线圈检测到的电压/电流差值确定当前副边线圈是否发生位移。当原副边线圈正对副边线圈时，原边线圈在检测线圈上产生大小相等，方向相反的感应电动势，此时两个检测线圈上的感应电压差基本为0。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。