用于无线充电系统的设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型总体上涉及一种无线充电系统，并且更具体地涉及一种设备，该设备 用于该无线充电系统与其所充电的装置之间的无线通信并且用于对准该无线充电系统的 多个充电板并且用于关联和确认这些充电板之间的关系。
【背景技术】
[0002] 包括通过电力进行供电的推进系统的可运输系统（如电动车辆（EV))已经变得更 普遍。用于EV的蓄电池或能量储存通常通过某种类型的有线交流（AC)或直流（DC)(如家 用或商用能量源）来进行充电。这些有线充电系统可能会不方便和/或要求相当数量的人 工干预来进行利用。能够跨自由空间传递电力的用于电动车辆的无线充电系统可以克服有 线充电解决方案的某些缺陷。 【实用新型内容】
[0003] 本公开的实施例旨在克服有线充电解决方案的某些缺陷。
[0004] 根据本公开的一个方面，提供了一种无线充电系统，包括：
[0005] 耦合至主能量源的充电装置，所述主能量源被配置为用于以电力信号来驱动通电 充电板，所述充电装置进一步包括耦合至所述通电充电板的第一 PLC(电力线通信）节点； 以及
[0006] 电子装置，所述电子装置包括：
[0007] 接收器充电板，所述接收器充电板被配置为用于从所述通电充电板接收所述电力 信号的至少一部分；
[0008] 耦合至所述接收器充电板的第二PLC节点，所述第一 PLC节点被配置为用于通过 所述通电充电板和所述接收器充电板与所述第二PLC节点通信PLC信号；以及
[0009] 耦合至所述接收器充电板的电力转换器，所述电力转换器被配置为用于将所接收 到的电力信号转换为用于所述电子装置的充电能量。
[0010] 优选地，所述第二电力线通信节点进一步被配置为用于与所述电力转换器进行通 信以管理用于所述电子装置的充电过程。
[0011] 优选地，所述第一电力线通信节点和所述第二电力线通信节点被进一步配置为用 于使用所述电力线通信信号的信噪比来确定所述通电充电板与所述接收器充电板的对准。
[0012] 优选地，所述无线充电系统进一步包括至少一个电子罗盘，所述至少一个电子罗 盘被配置为用于提供所述通电充电板与所述接收器充电板的对准数据。
[0013] 优选地，所述第一与第二电力线通信节点中的至少一个被配置为用于周期性地进 行传输以便形成网络连接并且一旦成功连接则发起所述充电过程和/或所述充电板对准 过程。
[0014] 优选地，使用被制成为所述通电充电板的一部分的附加天线来扩展所述电力线通 信信号。
[0015] 优选地，所述通电充电板和所述接收器充电板中的至少一个进一步包括多个导电 线圈。
[0016] 根据本公开的另一方面，提供了一种系统，包括：
[0017] 耦合至无线充电系统和能量源的第一无线充电板，所述第一无线充电板被配置为 用于通过磁场来传输能量；
[0018] 耦合至第二系统的第二无线充电板，所述第二无线充电板被配置为用于接收来自 所述第一无线充电系统的所述能量的至少一部分用于操作所述第二系统；以及
[0019] 至少一个电子罗盘，所述至少一个电子罗盘被配置为用于提供所述第一和第二无 线充电板的对准数据。
[0020] 优选地，所述系统进一步包括接口，所述接口被配置为用于接收所述对准数据并 且对所述第一和的第二无线充电板的对准产生影响。
[0021] 优选地，所述接口包括图形或字母数字显示器。
[0022] 优选地，所述接口包括自动化机器控制件，所述自动化机器控制件用于对所述第 一和第二无线充电板中的一者或多者进行定位。
[0023] 优选地，所述电子罗盘包括以下各项中的一项或多项：（1) 1轴、2轴、或3轴磁力 计；（2) 1轴、2轴、或3轴加速度计；以及（3) 1轴、2轴、或3轴陀螺仪。
[0024] 优选地，所述电子罗盘位于所述第二无线充电板组件内。
[0025] 优选地，所述电子罗盘位于所述第一无线充电板组件内。
[0026] 优选地，在所述第一和第二无线充电板组件中的一者或两者内提供有磁体。
[0027] 优选地，所述对准数据包括1轴、2轴或3轴磁力计数据。
[0028] 优选地，所述对准数据由表示所述第一无线充电板的磁场的磁力计数据组成并且 用于针对最优能量耦合性能来对所述第二无线充电板相对于所述第一无线充电板的适当 位置进行定位。
[0029] 优选地，所述对准数据由表示被附接至所述第一和第二无线充电板中的一者或两 者上的磁体的磁场的磁力计数据组成并且用于针对最优能量耦合性能来对另一个无线充 电板的适当位置进行定位。
[0030] 本公开的实施例能够跨自由空间传递电力，从而可以克服有线充电解决方案的上 述缺陷。
【附图说明】
[0031] 现在参考下面的说明并结合附图，以更完整地理解本实用新型及其优点，其中：
[0032] 图1A-B展示了一种现有技术有线充电过程流程图，每一个HomePlug Green PHY vl. 1和IS0/IEC 15118-3包括SLAC过程和确认过程；
[0033] 图2展示了现有技术有线充电系统的架构；
[0034] 图3展示了现有技术有线充电系统的框图；
[0035] 图4展示了现有技术无线充电系统的框图；
[0036] 图5展示了根据一些实施例的无线充电系统的框图；
[0037] 图6展示了根据一些实施例的无线充电系统的无线充电器的框图；
[0038] 图7是过程流程图，展示了根据一些实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0039] 图8是过程流程图，展示了根据另一个实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0040] 图9是过程流程图，展示了根据一些实施例的一种发起无线充电过程的方法；
[0041] 图10A-B展示了根据一些实施例使用电力线通信（PLC)信号来对准无线充电系统 的多个线圈；
[0042] 图11A-C展不了根据一些实施例与多线圈充电板相关联的磁场强度；
[0043] 图12展示了根据一些实施例在一维上的与充电板之间的相对位置相关的能量耦 合效率；
[0044] 图13展示了根据一些实施例的带有嵌入在充电板组件中的多个电子罗盘的电动 车辆（EV);以及
[0045] 图14展示了根据一些实施例的磁体的磁极定向。
[0046] 除非另外指出，在不同图中相应的数字和符号通常指代相应的部分。绘制附图以 清楚地展示本实用新型的实施例的相关方面而不一定按比例绘制。为了更清晰地展示某些 实施例，指示相同结构、材料或处理步骤的变化的字母可以跟在附图数字后面。
【具体实施方式】
[0047] 下面详细讨论实施例的制造和使用。然而，应当理解，本实用新型提供了可以在各 种具体上下文中实现的许多可应用的实用新型概念。例如，本披露可以应用于但不限于汽 车行业以及如移动电话等的消费者电子装置。所讨论的具体实施例仅说明制造和使用所披 露的主题的特定方式，而并不限制不同实施例的范围。
[0048] 将关于具体上下文中的实施例来描述实施例，即无线充电系统以及操作无线充电 系统的方法。在此所描述的各个实施例中的一些实施例包括一种用于对准、关联、和/或确 认无线充电系统中的多个充电板的方法和设备。在一些实施例中，无线充电系统可用于对 电动车辆（EV)(如汽车、船舶、摩托车、基于空间的车辆等）进行充电/供电。在其他实施 例中，各个方面还可以应用于涉及根据现有技术中已知的任何方式（如医疗装置和系统、 消费者电子产品等）的任何类型的无线充电系统的其他应用。
[0049] -般而言，本披露的实施例包括一种无线充电系统，该无线充电系统利用在用于 对待充电的装置进行充电的相同充电板之上的PLC通信。具体地，PLC通信是通过无线充 电器上的通电充电板与待充电装置上的接收器充电板之间的电磁场来传输的。在充电过程 期间，利用PLC通信来在正在被充电的装置与无线充电器之间传递信息。此信息可以包括 充电状态、计费信息、以及需要针对适当操作和有用应用交换的许多其他消息。此外，这些 充电板之间的PLC通信链路还可以用于对准这些充电板。例如，PLC通信链路可以利用编 码数据的正交频分复用（0FDM)方法，并且这些充电板可以至少部分地基于0FDM通信链路 的信道估计来进行对准。在一些实施例中，对准至少部分地基于PLC通信的信噪比。因为 PLC通信被施加到整个通电充电板（其可以包括较小充电板和/或线圈的阵列）上，PLC通 信的信道估计和/或信噪比基于整个充电板提供了对准度量而不需要这些充电板内的特 定对准结构。这种技术允许对这些充电板的对准进行精细调整，而不需要在这些充电板上 的或与其相邻的额外的对准结构。
[0050] 另外，本披露的实施例包括一种无线充电系统，该无线充电系统被配置为用于优 化这些充电板的磁场对准以便实现这些充电板之间的最大能量传递而同时还确保适当的 关联和确认。具体地，该无线充电系统利用电子罗盘来提供无线充电板对准、关联和/或确 认信息。该电子罗盘可以是1-D(1维）、2-D、3-D、6-D或9-D(罗盘的1轴、2轴、3轴、6轴 或9轴信息）电子罗盘。该电子罗盘可以利用磁力计、加速度计、陀螺仪、电力线通信（PLC) 信号特性、固定磁体、电磁体或其组合。1-D、2-D或3-D电子罗盘可以利用磁力计、陀螺仪、 加速度计等中的任何一种。6-D电子罗盘可以利用磁力计、陀螺仪、加速度计等中的任何两 种。9-D电子罗盘可以利用磁力计、陀螺仪、加速度计等中的任何三种。在电子罗盘包括 磁力计的实施例中，该磁力计用于感测通电充电板的磁场并且找到接收充电板的最佳位置 以允许其从通电充电板接收最大能量传递。另外，无线充电系统可以使用电子罗盘数据或 HomePlug Green PHY vl. 1规范中所规定的信号电平衰减表征（SLAC)协议以进一