无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置及方法，检测装置包括：电能发射电感线圈、电能接收电感线圈、采样电感线圈、采样电路、充电管理系统及人机交互界面；电能发射电感线圈与电能接收电感线圈之间无物理连接；采样电感线圈不少于三个，以多边形顶点的位置固定于电能接收电感线圈周围；采样电感线圈与采样电路电连接；采样电路与充电管理系统电连接，充电管理系统与人机交互界面电连接。当电能发射电感线圈与电能接收电感线圈同轴心时，电能发射电感线圈、电能接收电感线圈以及采样电感线圈均为以电能发射电感线圈轴心为对称布置。由此，本发明专利技术可使电能发射、接收电感线圈准确对齐，提高电力能源的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线电能传输领域，尤其涉及一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置及方法。
技术介绍
无线供电技术以非物理接触的方式供电，随着该技术的成熟，越来越受到人们的关注和社会的认可，大大方便了无线产品的使用。当前的电磁共振或电磁感应的无线电能传输设备主要使用电感线圈作为能量收发的天线；然而，在电能传输前，发射装置与接收装置的电能发射、接收电感线圈需要一个有效的相对位置，以减少能量逸散，确保电能传输的效率；通常情况下，发射装置与接收装置的电感线圈的平面最好能相互平行，其轴心最好在同一轴线上，并减少垂直距离，尽量靠近，这样能获得最大的传输效率。比如当前汽车无线充电桩的设计结构一般如下：电能发射装置的电能发射电感线圈设置于地面的汽车充电区；电能接收装置安装于汽车上，连接汽车电池充电管理系统，电能接收电感线圈设置于汽车底部；当汽车需要充电时，驶入充电区，在没有定位检测装置的情况下，驾驶员只能通过目测判断电能发射电感线圈的位置，无法准确地对准电能发射电感线圈与电能接收电感线圈。综上所述，本
亟需一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置及方法，以克服电能发射、接收电感线圈无法准确对齐的缺陷，尽可能地减少电力能源的浪费和损失。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术提出一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，以使电能发射、接收电感线圈准确对齐，提高电力能源的利用率。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，包括：电能发射电感线圈、电能接收电感线圈、采样电感线圈、采样电路、充电管理系统以及人机交互界面；其中，所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈之间无任何物理连接或机械接触；所述采样电感线圈不少于三个，以多边形顶点的位置固定于所述电能接收电感线圈的周围；所述采样电感线圈分别与所述采样电路电连接；所述采样电路与所述充电管理系统电连接，所述充电管理系统与所述人机交互界面电连接。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。优选地，当所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈同轴心时，所述电能发射电感线圈、所述电能接收电感线圈以及所述采样电感线圈均为以电能发射电感线圈轴心为对称布置。本专利技术还提供一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测方法，其包括上述的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，检测步骤如下：1)设定当电能接收电感线圈与电能发射电感线圈在给定轴向距离的前提下，两者处于同轴位置时，三个采样电感线圈的感应电压为U、V、W，为位置对正时的基准采样感应电压；2)将带有所述采样电感线圈的电能接收电感线圈初步移动到所述电能发射电感线圈的轴向上，粗定位；3)检测各个采样电感线圈的感应电压Ux\\Vx\\Wx，分别判断是否满足：Ux＝U、Vx＝V、Wx＝W；4)如果没有达到上述条件，则通过驱动装置或人工在同一平面上，移
动带有所述采样电感线圈的电能接收电感线圈，再次检测各个采样电感线圈的感应电压Ux\\Vx\\Wx；并再次分别判断是否满足：Ux＝U、Vx＝V、Wx＝W；5)如果仍未达到步骤3)所述条件则重复执行步骤4)；如果达到步骤3)所述条件则实现位置对中，检测对位过程结束。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。优选地，所述基准采样感应电压通过实验测量或理论计算获得。优选地，当所述电能发射电感线圈和电能接收电感线圈在轴心对正情况下，所述电能发射电感线圈、所述电能接收电感线圈以及所述采样电感线圈均为以电能发射电感线圈轴心对称布置时，所述U＝V＝W。此外，本专利技术还提供一种无线充电汽车，其包括上述的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置。优选地，所述电能接收电感线圈、所述采样电感线圈、所述采样电路、所述充电管理系统以及所述人机交互界面皆安装于汽车上；其中，所述电能接收电感线圈与所述采样电感线圈安装于汽车底部；所述人机交互界面安装于汽车驾驶室内。本专利技术的有益效果是：构造简单，定位快速准确，作为无线电能传输设备的电能收、发电感线圈相对位置的确定方法，对无线电能传输设备的自动或手动对准奠定基础。附图说明图1为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的立体结构示意图；图2为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的俯视结构示意图；图3为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的左视结构
示意图；图4为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的采样电路的结构示意图；图5为本专利技术的无线充电汽车的立体结构示意图一；图6为本专利技术的无线充电汽车的俯视结构示意图；图7为本专利技术的无线充电汽车的左视结构示意图；图8为本专利技术的无线充电汽车的立体结构示意图二；在图1～8中，各标号所表示的部件名称如下：A为电能发射电感线圈；B为电能接收电感线圈；C1、C2、C3为采样电感线圈；D为汽车；E为路面；F为无线充电车位；G为充电管理系统；H为人机交互界面。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。请参照图1～4所示，其中，图1为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的立体结构示意图；图2为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的俯视结构示意图；图3为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的左视结构示意图；图4为本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的采样电路的结构示意图。本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置的结构为：不少于三个的采样电感线圈C1、C2、C3以多边形顶点的位置固定于电能无线接收设备的电能接收电感线圈B周围，以在无线电能传输时采集电能发射电感线圈A的电能强度；通过图4所示的采样电路比较多个采样电感线圈C1、C2、C3所采电压，便可由充电管理系统用几何运算确定电能接收电感线圈B与电能发射电感线圈A之间的相对位置；最后，将此相对位置呈现于人机交互
界面。由此，本专利技术的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，包括：电能发射电感线圈、电能接收电感线圈、采样电感线圈、采样电路、充电管理系统以及人机交互界面；其中，所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈之间无任何物理连接或机械接触；所述采样电感线圈不少于三个，以多边形顶点的位置固定于所述电能接收电感线圈的周围；所述采样电感线圈分别与所述采样电路电连接；所述采样电路与所述充电管理系统电连接，所述充电管理系统与所述人机交互界面电连接。优选地，当所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈同轴心时，所述电能发射电感线圈、所述电能接收电感线圈以及所述采样电感线圈均为以电能发射电感线圈轴心为对称布置。本专利技术还提供一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测方法，其包括上述的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，检测步骤如下：1)设定当电能接收电感线圈与电能发射电感线圈在给定轴向距离的前提下，两者处于同轴位置时，三个采样电感线圈的感应电压为U、V、W，为位置对正时的基准采样感应电压；2)将带有所述采样电感线圈的电能接收电感线圈初步移动到所述电能发射电感线圈的轴向上，粗定位；3)检测各个采样电感线圈的感应电压Ux\\Vx\\Wx，分别判断是否满足：Ux＝U、Vx＝V、Wx＝W；4)如果没有达到本文档来自技高网...

【技术保护点】
无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，其特征在于，包括：电能发射电感线圈、电能接收电感线圈、采样电感线圈、采样电路、充电管理系统以及人机交互界面；其中，所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈之间无任何物理连接或机械接触；所述采样电感线圈不少于三个，以多边形顶点的位置固定于所述电能接收电感线圈的周围；所述采样电感线圈与所述采样电路电连接；所述采样电路与所述充电管理系统电连接，所述充电管理系统与所述人机交互界面电连接。

【技术特征摘要】
1.无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，其特征在于，包括：电能发射电感线圈、电能接收电感线圈、采样电感线圈、采样电路、充电管理系统以及人机交互界面；其中，所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈之间无任何物理连接或机械接触；所述采样电感线圈不少于三个，以多边形顶点的位置固定于所述电能接收电感线圈的周围；所述采样电感线圈与所述采样电路电连接；所述采样电路与所述充电管理系统电连接，所述充电管理系统与所述人机交互界面电连接。2.根据权利要求1所述的无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，其特征在于，当所述电能发射电感线圈与所述电能接收电感线圈同轴心时，所述电能发射电感线圈、所述电能接收电感线圈以及所述采样电感线圈均为以电能发射电感线圈轴心为对称布置。3.一种无线电能传输的收发线圈相对位置检测方法，其特征在于，包括如权利要求1或2所述无线电能传输的收发线圈相对位置检测装置，检测步骤如下：1)设定当电能接收电感线圈与电能发射电感线圈在给定轴向距离的前提下，两者处于同轴位置时，三个采样电感线圈的感应电压为U、V、W，为位置对正时的基准采样感应电压；2)将带有所述采样电感线圈的电能接收电感线圈初步移动到所述电能发射电感线圈的轴向上，粗定位；3)检测各个采样电感线圈的感应电压Ux\\Vx\\W...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟杰，徐宝华，许向东，朱斯忠，
申请(专利权)人：中惠创智无线供电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37