一种自动定位无线电力传输系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动定位无线电力传输系统，向目标进行无线充电，或通过无线方式从目标获取电力。该电力传输系统由一套可自主围绕目标移动的移动式机壳组成，并有一个可升降和斜转的功率收发机。移动式机壳可通过电缆与基站进行连接，在移动过程中也可不与基站进行电缆连接。

An automatic positioning wireless power transmission system and method

The invention discloses an automatic positioning wireless power transmission system, which aims to wireless charging a target, or to obtain electricity from a target by wireless mode. The power transmission system consists of a mobile chassis that can autonomously move around the target and has a power transceiver that can lift and tilt. The mobile chassis can be connected to the base station by cable, and can not connect with the base station during the course of the movement.

【技术实现步骤摘要】
一种自动定位无线电力传输系统及方法
本专利技术涉及充电系统、对电动汽车进行无线充电以及以无线方式从多种电力贮存设备获取电力，具体涉及一种自动定位无线电力传输系统及方法
技术介绍
无线充电器在该
为人所熟知。然而，无线充电需要将两个线圈(一个在传送端，一个在接收端)进行对准。例如，在对电动汽车进行无线充电时，始终需要以新的方式将两个线圈对准，以改善充电效率。常见的将两个线圈对准的方式包括在地面内或地面以上安装固定式收发器，然后把汽车开到收发器的上方。尽管固定式收发器具有很多优秀的性能，却也存在一些劣势。例如，线圈尺寸必须做到很大，才能对对准不良进行容差，而且两个线圈之间的距离也很远。大尺寸线圈和线圈之间的较远距离降低了充电效率，并增加了电磁辐射的强度。之前曾有人尝试过减少对准不良情况的发生。美国专利5,498,948号，以全部引用的方式结合在文本中，使用装在固定传输器上的可调式机械臂对两个线圈的对准进行控制。该方法技术复杂，灵活性不高。美国专利5,617,003A号，以全部引用的方式结合在文本中，使用具有类似概念的可移动式机械臂对传输线圈的位置进行调整。美国专利5,654,621A号，以全部引用的方式结合在文本中，使用埋藏在地下的固定式机械臂将线圈对准。美国专利申请公开20140132207号，以全部引用的方式结合在文本中，对对准不良情况进行检测并调整车辆的位置以将线圈对准。这些解决方案都有复杂、缺乏灵活性的问题。因此，对可以自动调整耦合线圈位置，对电动车辆进行无线充电的更优秀的设备及方法的需求是可观的。此处所有引用的专利、申请及文献均以全部引用的方式结合在文本中。此外，如果此处所引用引文中的定义或者术语使用与本文中所提供的术语定义不一致或相反，则本文中所提供的定义被视为有效，引文中的术语定义被视为无效。实施例可能会力求满足所述意愿中的一个或者多个。尽管当前的实施例可能避免所述意愿中的一个或者多个，需要理解的是实施例的某些方面并不一定必须避免这些意愿。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供与可以自主调整位置的无线电力传输系统进行双向无线电力传输的设备及方法。该电力传输系统备有一个被配置为可以自主、自由地移动并改变移动方向的移动式机壳。在一个实施例中，移动式机壳上装有一个第一收发器，被配置为可以进行无线电力传送，或者可以进行无线电力接收，或者既可无线传送也可无线接收。在另一个实施例中，有一个与移动式机壳进行连接的基站，第一收发器安装在移动式机壳上。在当前专利技术中的一个实施例中，可以预见到的电力传输系统也可能包括至少一个传感器，用于检测需要传送电力的目标上第二收发器的位置或形状，以及一个用于导出检测到的位置数据的逻辑电路。该电力传输系统可以包括至少一个连接式追踪器，被配置为可以连接至目标的第二收发器较近的位置，传感器对连接式追踪器进行感知，以检测第二收发器的位置。可以进一步预见到电力传输系统可能包括一个通信模块，被配置为可以识别目标的制造商规格，并将收发器的位置数据、状态、指令等进行导出。电力传输系统也可能与通信网络进行连接，比如互联网。随后无线传输系统即可水平移动第一收发器(通过移动式机壳的运动)、水平抬升第一收发器、斜转第一收发器、或者执行这三种动作/功能的任意组合，以根据检测到的位置数据对自身位置进行调整。在这一实施例的另一个方面，电力传输系统自动将第一收发器与需要电力的目标上的第二收发器进行对准。电力传输系统可以自主地将第一收发器向第二收发器进行移动或者自主地将第二收发器向第一收发器进行移动。随后无线传输系统即可水平移动第二收发器、水平抬升第二收发器、斜转第二收发器、或者执行这三种动作/功能的任意组合，以根据检测到的第一收发器的位置数据对自身位置进行调整。也可以预见到电力传输系统在电力传送完成后，自动地使第一收发器或第二收发器远离目标进行移动。在一个替代实施例中，可以预见到第一收发器被配置为通过检测并计算出第二收发器线圈中心的位置，或者检测至少两个事先连接在第二收发器附近的可拆卸式追踪器的位置，与第二收发器进行对准。可以进一步预见到，电力传输系统可以将耦合距离缩短至15cm之内。在另一个实施例中，电力传输系统可以将耦合距离缩短至20cm之内。在另一个实施例中，电力传输系统可以将耦合距离缩短至10cm之内。在一个进一步的实施例中，电力传输系统可以将耦合距离缩短至5cm之内。在另一个实施例中，可以预见到移动式机壳可以通过可从任意一端或两端进行收回的电缆与基站进行连接，或者移动式机壳在第一收发器与第二收发器之间进行电力传输的过程中，移动式机壳不与基站进行连接。在一些移动式机壳不与基站进行实体连接的实施例中，移动式机壳可以以无线方式通过基站进行充电，可以安装一个内部电力贮存单元，用于在移动式机壳自由运动且不与基站进行实体连接的情况下贮存电力。在其他实施例中，移动式机壳不通过电缆与基站进行连接，可以停靠在基站内，基站可对移动式机壳进行充电。在可以预见到的多个其他实施例中，电力传输系统也可被用于与地面载具、水面船只、飞行器、固定式机器、移动式机器、机器人、甚至太阳能电池板上安装的第二收发器之间进行双向电力传输。在此处展示的大多数实施例中，可以预见到的系统备有一个享有一定自由度、可围绕汽车移动的移动式机壳，汽车驾驶员无需将汽车停放在指定空间内。使用机械臂的已有技术无线充电垫需要将汽车停在具体空间内，以使汽车的收发器可以在机械臂的所及范围之内。建造可以横跨整个停车场的较长机械臂是不可行的。此外，在车库内或停车场内安装机械臂的成本较为高昂。当前实施例的大量目标、特征、方面和优势将在下文实施例详细描述中，以及随付的图纸中体现得更加明显，在图纸中，相似数值代表相似元件。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为已有技术的无线充电系统的侧面视图；图2为电力传输系统的一个实施例与一辆汽车前端的侧面视图‘图3为移动式机壳的一个实施例的侧面视图；图4是图3中移动式机壳的另一张侧面视图；图5是图4中移动式机壳的另一个视图；图6是移动式机壳的一个实施例的侧面视图；图7展示了可以预见到的移动式机壳的一种设计；图8是电力传输系统的一个实施例的图形表示；图9展示了电力传输系统的一个实施例；图10是移动式机壳的一个实施例的侧面视图；图11展示了埋藏在车辆底部的收发器，以及四个可拆卸式追踪器的位置。具体实施方式需要注意的是，图纸可能采用了简化的格式，比例并不一定完全精确。关于本文所涉及的专利技术，仅出于方便与便于澄清的目的，顶部、底部、左侧、右侧、上、下、越过、之上、之下、之内、之后、之前、远端、近端等方向术语均相对于随附图纸使用。这些方向术语不能被解释为以任何方式限制了实施例的范围。图1在一般意义上描述了一种已有技术的充电系统20，其中包含收第一发器的充电垫21是固定的，不可移动，通过电缆22与电源进行耦合。一辆需要充电的汽车1停放在可以使埋藏的第二收发器10与充电系统20进行对准的位置。第二收发器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动定位无线电力传输系统，其特征在于：传输系统由以下部分组成：一个装有一个以上的轮子的移动式机壳，以及一个完全位于移动机壳内的内部电力贮存器，移动式机壳被配置为可以改变移动方向并自动探测接近能量传输的目标，以通过轮组进行一定程度的自由移动，自动移动至目标的前方、目标的侧方、目标下方或其他任何位置；可伸缩式机械臂用于使第一收发器斜转或将其举起，以使移动式机壳的第一收发器与目标的第二收发器互相对准，不论所述目标是否位于指定的位置；第一收发器安装在所述移动式机壳上；目标装有第二收发器，该第二收发器可被配置为无线传送电力，或者无线接收电力，或者二者皆可；所述第一收发器被配置为可以向所述第二收发器无线传输电力，或从所述第二收发器无线接收电力；控制模块用于检测并自动将所述第一收发器与第二收发器进行对准；所述第一收发器被配置为可以自主地进行水平移动，以与所述第二收发器进行对准；所述第一收发器有一个传输矢量，所述第一收发器被配置为可以随着移动式机壳进行斜转，以使所述矢量可在0度角与90度角之间进行斜转；所述控制模块被配置为可以自动在传送模式或者接收模式之间做出决定，传送模式用于向目标传送电力，接收模式用于从目标接收电力；基站被配置为可以从移动式机壳接收电力，或在与电源耦合后向移动式机壳传送电力。...

【技术特征摘要】
2016.06.13 US 15/181,1961.一种自动定位无线电力传输系统，其特征在于：传输系统由以下部分组成：一个装有一个以上的轮子的移动式机壳，以及一个完全位于移动机壳内的内部电力贮存器，移动式机壳被配置为可以改变移动方向并自动探测接近能量传输的目标，以通过轮组进行一定程度的自由移动，自动移动至目标的前方、目标的侧方、目标下方或其他任何位置；可伸缩式机械臂用于使第一收发器斜转或将其举起，以使移动式机壳的第一收发器与目标的第二收发器互相对准，不论所述目标是否位于指定的位置；第一收发器安装在所述移动式机壳上；目标装有第二收发器，该第二收发器可被配置为无线传送电力，或者无线接收电力，或者二者皆可；所述第一收发器被配置为可以向所述第二收发器无线传输电力，或从所述第二收发器无线接收电力；控制模块用于检测并自动将所述第一收发器与第二收发器进行对准；所述第一收发器被配置为可以自主地进行水平移动，以与所述第二收发器进行对准；所述第一收发器有一个传输矢量，所述第一收发器被配置为可以随着移动式机壳进行斜转，以使所述矢量可在0度角与90度角之间进行斜转；所述控制模块被配置为可以自动在传送模式或者接收模式之间做出决定，传送模式用于向目标传送电力，接收模式用于从目标接收电力；基站被配置为可以从移动式机壳接收电力，或在与电源耦合后向移动式机壳传送电力。2.如权利要求1所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：使用的电源为电网或储能源，移动式机壳采用两种配置的其中之一：a、仅通过电缆与基站进行实体连接，移动式机壳在目标周围自由移动；或者b不与基站进行实体连接，移动式机壳在目标周围自由移动，与所述基站进行电力传输，此时所述移动式机壳内部有电力贮存器。3.如权利要求2所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：另外包括至少一个用于检测所述第二收发器在目标上的位置的传感器，以及一个用于将检测到的位置数据进行导出的逻辑电路。4.如权利要求3所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：另外包括至少一个连接式追踪器，被配置为可连接于所述第二收发器之上或周围，所述至少一个传感器可对至少一个连接式追踪器进行感知，以检测到所述第二收发器的位置。5.如权利要求3所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：另外包括一个通信模块，被配置为可以传输数据及指令。6.如权利要求3所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：至少一个传感器被配置为可以感知所述第二收发器的角度斜转，所述控制模块被配置为可使所述第一收发器的角度配合第二收发器的角度进行斜转。7.如权利要求2所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：使用的电缆从电缆的远端进行收回，或从电缆的近端进行收回，或从电缆的两端进行收回。8.如权利要求2所述的自动定位无线电力传输系统，其特征在于：电缆存放在移动式机壳或基站内，在移动式机壳围绕目标移动时，电缆随之延长或...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆明凯，聂中，
申请(专利权)人：米格威有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US