用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，包括充电桩控制单元和车载控制单元，充电桩控制单元包括充电桩控制器、第一检测半球面、第一旋转驱动装置、非接触充电原边线圈、非接触充电桩原边电路和第一无线模块，第一检测半球面的外表面上铺设有若干个探测电感线圈；车载控制单元包括车载控制器、第二检测半球面、第二旋转驱动装置、非接触充电副边线圈、非接触充电副边电路和第二无线模块，第二检测半球面的外表面上铺设有若干个接收电感线圈。本发明专利技术通过检测不同方位的探测电感线圈和接收电感线圈的最大传输电压，利用它们的空间相对方位和夹角使非接触充电原边线圈和非接触充电副边线圈进行自动对正，保证传输功率的最大化。

A control device for non contact coil rotation of electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置
本专利技术涉及非接触供电及自动控制的
，尤其涉及一种用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置。
技术介绍
电动汽车传统供电方式的充电管理是一个耗费心力的事情，充电前需要用供电线缆将充电桩与汽车相连，如果忘记连接供电线缆，则影响下次出行。尤其是在雨雪天气，室外供电线缆的插头潮湿，连接供电线缆还要冒着被电击的危险。与传统供电方式相比，非接触充电技术的优越性是显而易见的。在停车位的地面下安装供电线圈，非接触充电电路能够根据无线反馈情况，自动确定是否向安装在汽车底盘上的受电线圈提供电能并向汽车电池充电。目前，世界上有许多科研机构对电动汽车非接触充电系统进行研究。电动汽车充电系统将一组受电线圈装置安装在汽车的底盘上，将另一组供电线圈装置安装在地面，当电动汽车停在停车位的供电线圈装置上方时，供电线圈启动供电，向受电线圈提供能量，对电动汽车的蓄电池充电，充电完成后切断供电线圈电源。使用非接触充电桩向电动汽车充电的前提是在停车过程中原、副边线圈位置需要完全对正。众所周知，线圈不对正会大幅影响充电效率和传输功率，而电动汽车充电功率大，即使功率下降1%也是一个可观的能量损失，因此采用线圈自动移动位置对正的方法更经济合理。当电动汽车停在充电线圈上的车位时，非接触充电原边线圈(LU)和非接触充电副边线圈(LV)相对放置由自动对正调节系统调节到水平方向x轴和y轴完全对正。非接触充电原边线圈LU和非接触充电副边线圈LV沿x、y、z三个坐标轴移动的示意图如图1所示。要实现非接触供电系统的原、副边线圈对正需要对其精确地定位，对其定位的精度需要在厘米级别才可以实现精确的定位检测系统。众所周知，卫星定位系统的定位精度在几米以上，使用物联网的短距离无线定位通信系统的精度大概在1米左右。这些定位方法均无法准确定位非接触供电系统的原、副边线圈所处的空间相对位置。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提出用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，通过设置不同方位的探测电感线圈和接收电感线圈，通过查找传送功率较大的探测电感线圈和接收电感线圈的方位调整非接触供电系统的原、副边线圈所处的空间相对方位和夹角，根据这个夹角进行旋转实现非接触供电系统的原、副边线圈的精确定位和对正，实现充电的传输功率最大化。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，包括充电桩控制单元和车载控制单元，所述充电桩控制单元包括充电桩控制器、第一检测半球面、第一旋转驱动装置、非接触充电原边线圈LU、非接触充电桩原边电路和第一无线模块，第一旋转驱动装置与非接触充电原边线圈LU相连接，非接触充电桩原边电路与非接触充电原边线圈LU相连接，第一旋转驱动装置、非接触充电桩原边电路和第一无线模块均与充电桩控制器相连接；所述第一检测半球面的外表面上铺设有若干个探测电感线圈，充电桩控制器上设有若干个与探测电感线圈相匹配的输出端口，每个探测电感线圈通过一个探测信号产生电路与相对应的输出端口相连接；所述车载控制单元包括车载控制器、第二检测半球面、第二旋转驱动装置、非接触充电副边线圈LV、非接触充电副边电路和第二无线模块，非接触充电副边线圈LV与非接触充电原边线圈LU相耦合，第二无线模块与第一无线模块通过无线通信相连接，第二旋转驱动装置与非接触充电副边线圈LV相连接，非接触充电副边电路与非接触充电副边线圈LV相连接，第二旋转驱动装置、非接触充电副边电路和第二无线模块均与车载控制器相连接；所述第二检测半球面的外表面上铺设有若干个接收电感线圈，接收电感线圈与探测电感线圈相耦合，每个接收电感线圈通过一个探测信号接收电路与车载控制器上相对应的输入端口相连接。所述第一检测半球面的外表面上设有16个探测电感线圈，探测电感线圈安装在第一检测半球面的不同位置，充电桩控制器上设有16个输出端口；探测信号产生电路和探测信号接收电路的数量设有16个，充电桩控制器的输出端口分别与探测信号产生电路相连接；第二检测半球面的外表面上设有16个接收电感线圈，接收电感线圈安装在第二检测半球面的不同位置；每个探测信号接收电路均设有普通电压信号输出端和放大电压信号输出端，车载控制器上设有32个输入端口，探测信号接收电路的输出端分别与车载控制器的输入端口相连接。所述探测信号产生电路包括电容CA1~CA6、电阻RA1~RA8、二极管DA1~DA3、三极管TA1~TA3、场效应管MA1和电感LA2~LA3；充电桩控制器的输出端口分别与电容CA1、电阻RA1、二极管DA1相连接，电容CA1电阻RA1和二极管DA1并联连接，电容CA1、电阻RA1和二极管DA1均与三极管TA1的基极和电阻RA2相连接，电阻RA2和三极管TA1的发射极与第一公共端GND1相连接；三极管TA1集电极通过电阻RA3与正12V电源相连接，电阻RA3与三极管TA1集电极的连接点分别与电容CA2、电阻RA4和二极管DA2相连接，电容CA2、电阻RA4和二极管DA2并联连接，电容CA2、电阻RA4和二极管DA2均与电阻RA5、三极管TA2的基极、三极管TA3的基极相连接，三极管TA2的发射极分别与正12V电源和电感LA2相连接，三极管TA2的集电极和三极管TA3的集电极均与电容CA3、电阻RA6和二极管DA3相连接，三极管TA3的发射极与第一公共端GND1相连接；电容CA3、电阻RA6和二极管DA3并联连接，电容CA3、电阻RA6和二极管DA3均与电阻RA7和场效应管MA1的门极相连接，场效应管MA1的漏极分别与电容CA4、电感LA2和电感LA3相连接，场效应管MA1的源极和电容CA4均与第一公共端GND1相连接；电感LA3与电容CA5、电容CA6相连接，电容CA5与电容CA6并联连接，电容CA5和电容CA6均与探测电感线圈和电阻RA8相连接，探测电感线圈和电阻RA8的另一端与第一公共端GND1相连接。所述探测信号接收电路包括电容C11~C12、电阻R11~R14、二极管D11~D14、稳压二极管D15、运算放大器AMP1；接收电感线圈与电容C11并联连接，二极管D11~D14构成整流桥，电容C11的两端与二极管D11~D14构成的整流桥输入端相连接，D11~D14构成的整流桥输出端与电容C12并联连接，电容C12与电阻R12并联连接，电容C12与电阻R12的连接点分别与电阻R11和车载控制器（21）的一个输入端口相连接，二极管D13的阴极、二极管D14的阴极、电容C12、电阻R12和电阻R13均与第二公共端GND2相连接；电阻R11与运算放大器AMP1的同相输入端相连，运算放大器AMP1与正5V电源和第二公共端GND2相连接，电阻R13分别与运算放大器AMP1的反向输入端和第二公共端GND2相连接，运算放大器AMP1的反向输入端通过电阻R14与运算放大器AMP1的输出端相连接，运算放大器AMP1的输出端与稳压二极管D15、车载控制器的另一输入端口相连接。所述第一检测半球面按照六等分线分割得到36个面，取中间的16个面分别放置16个探测电感线圈，第二检测半球面按照六等分线分割得到36个面，取中间的16个面分别放置16个接收电感线圈。所述充电桩控制单元固定安装在车位的地面位置，非接触充电原边线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，包括充电桩控制单元和车载控制单元，其特征在于，所述充电桩控制单元包括充电桩控制器（31）、第一检测半球面（32）、第一旋转驱动装置（33）、非接触充电原边线圈

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，包括充电桩控制单元和车载控制单元，其特征在于，所述充电桩控制单元包括充电桩控制器（31）、第一检测半球面（32）、第一旋转驱动装置（33）、非接触充电原边线圈LU、非接触充电桩原边电路（34）和第一无线模块（35），第一旋转驱动装置（33）与非接触充电原边线圈LU相连接，非接触充电桩原边电路（34）与非接触充电原边线圈LU相连接，第一旋转驱动装置（33）、非接触充电桩原边电路（34）和第一无线模块（35）均与充电桩控制器（31）相连接；所述第一检测半球面（32）的外表面上铺设有若干个探测电感线圈，充电桩控制器（31）上设有若干个与探测电感线圈相匹配的输出端口，每个探测电感线圈通过一个探测信号产生电路与相对应的输出端口相连接；所述车载控制单元包括车载控制器（21）、第二检测半球面（22）、第二旋转驱动装置（23）、非接触充电副边线圈LV、非接触充电副边电路（24）和第二无线模块（25），非接触充电副边线圈LV与非接触充电原边线圈LU相耦合，第二无线模块（25）与第一无线模块（35）通过无线通信相连接，第二旋转驱动装置（23）与非接触充电副边线圈LV相连接，非接触充电副边电路（24）与非接触充电副边线圈LV相连接，第二旋转驱动装置（23）、非接触充电副边电路（24）和第二无线模块（25）均与车载控制器（21）相连接；所述第二检测半球面（22）的外表面上铺设有若干个接收电感线圈，接收电感线圈与探测电感线圈相耦合，每个接收电感线圈通过一个探测信号接收电路与车载控制器（21）上相对应的输入端口相连接。2.根据权利要求1所述的用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，其特征在于，所述第一检测半球面（32）的外表面上设有16个探测电感线圈，探测电感线圈安装在第一检测半球面（32）的不同位置，充电桩控制器（31）上设有16个输出端口；探测信号产生电路和探测信号接收电路的数量设有16个，充电桩控制器（31）的输出端口分别与探测信号产生电路相连接；第二检测半球面（22）的外表面上设有16个接收电感线圈，接收电感线圈安装在第二检测半球面（22）的不同位置；每个探测信号接收电路均设有普通电压信号输出端和放大电压信号输出端，车载控制器（21）上设有32个输入端口，探测信号接收电路的输出端分别与车载控制器（21）的输入端口相连接。3.根据权利要求1或2所述的用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，其特征在于，所述探测信号产生电路包括电容CA1~CA6、电阻RA1~RA8、二极管DA1~DA3、三极管TA1~TA3、场效应管MA1和电感LA2~LA3；充电桩控制器（31）的输出端口分别与电容CA1、电阻RA1、二极管DA1相连接，电容CA1电阻RA1和二极管DA1并联连接，电容CA1、电阻RA1和二极管DA1均与三极管TA1的基极和电阻RA2相连接，电阻RA2和三极管TA1的发射极与第一公共端GND1相连接；三极管TA1集电极通过电阻RA3与正12V电源相连接，电阻RA3与三极管TA1集电极的连接点分别与电容CA2、电阻RA4和二极管DA2相连接，电容CA2、电阻RA4和二极管DA2并联连接，电容CA2、电阻RA4和二极管DA2均与电阻RA5、三极管TA2的基极、三极管TA3的基极相连接，三极管TA2的发射极分别与正12V电源和电感LA2相连接，三极管TA2的集电极和三极管TA3的集电极均与电容CA3、电阻RA6和二极管DA3相连接，三极管TA3的发射极与第一公共端GND1相连接；电容CA3、电阻RA6和二极管DA3并联连接，电容CA3、电阻RA6和二极管DA3均与电阻RA7和场效应管MA1的门极相连接，场效应管MA1的漏极分别与电容CA4、电感LA2和电感LA3相连接，场效应管MA1的源极和电容CA4均与第一公共端GND1相连接；电感LA3与电容CA5、电容CA6相连接，电容CA5与电容CA6并联连接，电容CA5和电容CA6均与探测电感线圈和电阻RA8相连接，探测电感线圈和电阻RA8的另一端与第一公共端GND1相连接。4.根据权利要求1或2所述的用于电动汽车非接触线圈旋转的控制装置，其特征在于，所述探测信号接收电路包括电容C11~C12、电阻R11~R14、二极管D11~D14、稳压二极管D15、运算放大器AMP1；接收电感线圈与电容C11并联连接，二极管D11~D14构成整流桥，电容C11的两端与二极管D11~D14构成的整流桥输入端相连接，D11~D14构成的整流桥输出端与电容C12并联连接，电容C12与电阻R12并联连接，电容C12与电阻R12的连接点分别与电阻R11和车载控制器（21）的一个输入端口相连接，二极管D1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成虎，任鹏飞，骆继明，闫絮，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41