无线充电系统、充电站点和电动车技术方案

本发明专利技术公开了一种无线充电系统、充电站点和电动车，所述无线充电系统包括设于充电站点的第一充电装置和设于电动车的第二充电装置，第一充电装置包括第一控制单元、计时单元、至少两超声波接收器、第一充电线圈和驱动机构，第二充电装置包括第二控制单元、第二充电线圈和超声波发射器，其中：第一控制单元，用于通过第一充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启计时单元；通过超声波接收器接收超声波信号，并通过计时单元获取各超声波接收器接收到超声波信号的时间，据此确定第一充电线圈与第二充电线圈的相对位置，并根据相对位置控制驱动机构移动第一充电线圈来对准第二充电线圈。整个定位对准过程快捷精确，提高了无线充电效率和速度。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统、充电站点和电动车
本专利技术涉及无线充电
，尤其是涉及一种无线充电系统、充电站点和电动 车。
技术介绍
电动车是零排放的交通工具，有利于改善环境，越来越受到市场的重视，已逐渐成 为车辆未来的发展趋势。影响电动车普及的最大问题就是如何提高充电的便利性和充电的 效率。 现有的电动车大都使用有线充电技术进行充电，有线充电用的连接器很笨重，连 接时会遇到困难，充电不够便利。而且长时间使用后会有物理性损坏或氧化，降低充电过程 可靠性。一般电动车充电的电压达到几百伏，如果在潮湿环景或下雨时充电，会有漏电的危 险。 随着无线磁感应充电技术（以下简称无线充电技术）的迅速发展，无线充电技术 也应用到了电动车上，给电动车充电带来了极大的便利。因为没有笨重的连接器，不用人手 做连接，所以变得更加智能化，充电时更具便利。同时可以在潮湿环景下充电，没有漏电的 风险，提高了安全性。 但相对于有线充电，无线充电的充电效率和充电速度较低，如何提高无线充电的 效率和速度成为急需解决的问题。解决以上问题主要有两个途径，一是实行磁应共振无线 输电，将无线磁应充电装置调谐到共同谐振频率，以达到最大的电能传输，和最高的效率； 二是对准充电线圈，缩短磁应充电距离，最大限度减少磁场散失，使接收磁场的充电线圈收 到最集中的磁场。 现有技术中，在对准电动车和充电站点的充电线圈时，对准速度较慢，且定位不够 精确，从而降低了充电效率和速度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种无线充电系统、充电站点和电动车，旨在提高电 动车无线充电时的充电效率和充电速度。 为达以上目的，本专利技术提出一种无线充电系统，包括设于充电站点的第一充电装 置和设于电动车的第二充电装置，所述第一充电装置包括第一控制单元、计时单元、至少两 超声波接收器、第一充电线圈和驱动机构，所述第二充电装置包括第二控制单元、第二充电 线圈和位于所述第二充电线圈几何中心的超声波发射器，其中 ： 第一控制单元，用于通过所述第一充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启所述计 时单元；通过所述超声波接收器接收超声波信号，并通过所述计时单元获取各超声波接收 器接收到所述超声波信号的时间，据此确定所述第一充电线圈与第二充电线圈的相对位 置，并根据所述相对位置控制所述驱动机构移动所述第一充电线圈来对准所述第二充电线 圈； 第二控制单元，用于通过所述第二充电线圈接收所述磁场脉冲并将该磁场脉冲转 化为电能，利用所述电能启动所述超声波发射器向外发射所述超声波信号。 优选地，所述超声波接收器位于所述第一充电线圈的边缘或同心圆上。 优选地，当所述第一充电线圈和第二充电线圈对准后，所述第一控制单元还用于 根据其中任一所述超声波接收器接收到所述超声波信号的时间，以及所述超声波接收器位 于所述第一充电线圈的位置，确定所述第一充电线圈和第二充电线圈的距离。 优选地，所述第一控制单元还用于根据所述第一充电线圈和第二充电线圈的距 离，控制所述驱动机构移动所述第一充电线圈靠近或远离所述第二充电线圈。 优选地，所述第二充电线圈至少为两个，且设于所述电动车的侧面。 优选地，所述第二充电线圈设于所述电动车表面。 优选地，所述第二充电装置还包括通讯模块、电池、开关、DC/AC转换器、匹配电路、 充电器和整流电路，所述通讯模块用于与外部设备进行通讯；所述第二控制单元用于切换 所述开关以使所述电池、DC/AC转换器、匹配电路和第二充电线圈依次电连接以对外部设备 充电，或切换所述开关以使所述电池、充电器、整流电路和第二充电线圈依次电连接以对本 车的电池充电。 本专利技术同时提出一种充电站点，包括一为电动车充电的充电装置，所述充电装置 包括控制单元、计时单元、至少两超声波接收器、充电线圈和驱动机构，所述控制单元用 于： 通过所述充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启所述计时单元；通过所述超声波 接收器接收超声波信号，并通过所述计时单元获取各超声波接收器接收到所述超声波信号 的时间，据此确定所述充电线圈与所述电动车的充电线圈的相对位置，并根据所述相对位 置控制所述驱动机构移动所述充电线圈来对准所述电动车的充电线圈。 优选地，所述超声波接收器位于所述充电线圈的边缘或同心圆上。 优选地，当所述充电线圈和电动车的充电线圈对准后，所述控制单元还用于根据 其中任一所述超声波接收器接收到所述超声波信号的时间，以及所述超声波接收器位于所 述充电线圈的位置，确定所述充电线圈和电动车的充电线圈的距离。 优选地，所述控制单元还用于：根据所述充电线圈和电动车的充电线圈的距离，控 制所述驱动机构移动所述充电线圈靠近或远离所述电动车的充电线圈。 本专利技术还提出一种电动车，包括车体和连接于车体的充电装置，所述充电装置包 括控制单元、充电线圈和位于所述充电线圈几何中心的超声波发射器，所述控制单元用于： 通过所述充电线圈接收磁场脉冲并将该磁场脉冲转化为电能，利用所述电能启动所述超声 波发射器向外发射超声波信号。 优选地，所述充电线圈至少为两个，且设于所述车体的侧面。 优选地，所述充电线圈设于所述车体表面。 优选地，所述充电装置还包括通讯模块、电池、开关、DC/AC转换器、匹配电路、充电 器和整流电路，所述通讯模块用于与外部设备进行通讯；所述控制单元用于切换所述开关 以使所述电池、DC/AC转换器、匹配电路和充电线圈依次电连接以对外部设备充电，或切换 所述开关以使所述电池、充电器、整流电路和充电线圈依次电连接以对本车的电池充电。 本专利技术所提供的一种无线充电系统，采用超声波定位技术进行自动对准，由充电 站点的第一充电装置通过第一充电线圈发射磁场脉冲并开始计时，电动车的第二充电装置 通过第二充电线圈将磁场脉冲转化为电能并启动超声波发射器发射超声波信号，第一充电 装置通过至少两个超声波接收器接收超声波信号，并根据各超声波接收器接收到超声波信 号的时间来确定第一充电线圈和第二充电线圈的相对位置，根据相对位置移动第一充电线 圈来对准第二充电线圈。整个定位对准过程高效、快捷、精确，提高了无线充电效率和充电 速度。 【附图说明】 图1是本专利技术的无线充电系统一实施例的结构框图； 图2是图1中的第一充电装置的结构框图； 图3是图1中的第二充电装置的结构框图； 图4是本专利技术中磁场发射器的电路连接示意图； 图5是本专利技术中第一充电线圈与超声波接收器的位置关系示意图； 图6是本专利技术中超声波接收器的电路连接示意图； 图7是本专利技术中第一充电装置的结构示意图； 图8是本专利技术中第一充电装置的部分结构示意图； 图9是本专利技术中第二充电线圈与电动车车体的位置关系示意图； 图10是本专利技术中将磁场脉冲转化为电能的电路连接示意图； 图11是本专利技术中第二充电线圈与超声波发射器的位置关系示意图； 图12是本专利技术中超声波发射器的电路连接示意图； 图13是本专利技术中第一充电装置和第二充电装置进行定位对准的示意图； 图14是本专利技术中发射磁场脉冲到接收超声波信号的时间示意图； 图15是本专利技术中第一充电装置和第二充电装置对准后的示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电系统，包括设于充电站点的第一充电装置和设于电动车的第二充电装置，其特征在于，所述第一充电装置包括第一控制单元、计时单元、至少两超声波接收器、第一充电线圈和驱动机构，所述第二充电装置包括第二控制单元、第二充电线圈和位于所述第二充电线圈几何中心的超声波发射器，其中：第一控制单元，用于通过所述第一充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启所述计时单元；通过所述超声波接收器接收超声波信号，并通过所述计时单元获取各超声波接收器接收到所述超声波信号的时间，据此确定所述第一充电线圈与第二充电线圈的相对位置，并根据所述相对位置控制所述驱动机构移动所述第一充电线圈来对准所述第二充电线圈；第二控制单元，用于通过所述第二充电线圈接收所述磁场脉冲并将该磁场脉冲转化为电能，利用所述电能启动所述超声波发射器向外发射所述超声波信号。

【技术特征摘要】
1. 一种无线充电系统，包括设于充电站点的第一充电装置和设于电动车的第二充电装 置，其特征在于，所述第一充电装置包括第一控制单元、计时单元、至少两超声波接收器、第 一充电线圈和驱动机构，所述第二充电装置包括第二控制单元、第二充电线圈和位于所述 第二充电线圈几何中心的超声波发射器，其中： 第一控制单元，用于通过所述第一充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启所述计时单 元；通过所述超声波接收器接收超声波信号，并通过所述计时单元获取各超声波接收器接 收到所述超声波信号的时间，据此确定所述第一充电线圈与第二充电线圈的相对位置，并 根据所述相对位置控制所述驱动机构移动所述第一充电线圈来对准所述第二充电线圈； 第二控制单元，用于通过所述第二充电线圈接收所述磁场脉冲并将该磁场脉冲转化为 电能，利用所述电能启动所述超声波发射器向外发射所述超声波信号。2. 根据权利要求1所述的无线充电系统，其特征在于，当所述第一充电线圈和第二充 电线圈对准后，所述第一控制单元还用于根据其中任一所述超声波接收器接收到所述超声 波信号的时间，以及所述超声波接收器位于所述第一充电线圈的位置，确定所述第一充电 线圈和第二充电线圈的距离。3. 根据权利要求2所述的无线充电系统，其特征在于，所述第一控制单元还用于根据 所述第一充电线圈和第二充电线圈的距离，控制所述驱动机构移动所述第一充电线圈靠近 或远离所述第二充电线圈。4. 一种充电站点，包括一为电动车充电的充电装置，其特征在于，所述充电装置包括控 制单元、计时单元、至少两超声波接收器、充电线圈和驱动机构，所述控制单元用于 ： 通过所述充电线圈向外发送磁场脉冲，同时开启所述计时单元；通过所述超声波接收 器接收超声波信号，并通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄卜夫，潘鸿标，王星华，
申请(专利权)人：智慧城市系统服务中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44