无线充电系统对准设备技术方案

本发明专利技术公开了无线充电系统对准设备，具有地面端、车载端和引导对齐系统，引导对齐系统包括：设置在地面端的信号发射模块和设置在车载端的信号接收模块；信号发射模块至少具有：联通的信号驱动单元和信号发射天线；信号接收模块至少具有：信号处理单元、信号接收天线和磁力计；信号接收天线和磁力计分别联通信号处理单元；信号发射天线和信号接收天线相匹配，用于在工作范围内传输定位电磁信号;磁力计获取车辆所在位置的第一地磁数据，并发送给信号处理单元。本发明专利技术的无线充电系统对准设备，能够减少环境对引导定位的干扰，结合电磁数据和地磁数据两种数据，合理规划引导方案，高效的完成无线充电的对准作业。

【技术实现步骤摘要】
无线充电系统对准设备
本专利技术涉及无线充电领域，尤其涉及无线充电系统对准设备。
技术介绍
电动汽车在无线充电时，发射线圈与接收线圈需要尽量对准（也可称为对齐）以获得最大的耦合系数，线圈之间更好的耦合可以实现更大的能量传输效率和更低的磁场泄漏。因此电动汽车无线充电系统一般会包括能够对车载线圈（功率接收线圈）与地面线圈（功率发射线圈）的相对位置进行检测的引导对齐（对准）系统，现有技术中，例如中国专利202010681276.6中使用电磁场的互感系数的变化，来判断是否对齐。而在复杂的空间环境中，电磁场往往会受到干扰，其实际的互感系数会受到影响，距离电磁场发生源越远则定位精度会越低。同时受到国家相关规范对电磁场发射限值的约束，定位电磁场作用范围较小，而在获得可靠位置数据时驾驶员或泊车系统已没有充分的操作空间和反应时间进行车辆行进路线的调整，无法正确完成的线圈对准动作，使电动汽车无线充电的使用体验大大降低。
技术实现思路
本专利技术提供一种无线充电系统对准设备，作用范围广，不易受环境干扰的无线充电系统对准设备。无线充电系统对准设备，具有地面端、车载端和引导对齐系统，所述引导对齐系统包括：设置在所述地面端的信号发射模块和设置在所述车载端的信号接收模块；所述信号发射模块至少具有：联通的信号驱动单元和信号发射天线；所述信号接收模块至少具有：信号处理单元、信号接收天线和磁力计；所述信号接收天线和所述磁力计分别联通所述信号处理单元；所述信号发射天线和所述信号接收天线相匹配，用于在工作范围内传输定位电磁信号;所述磁力计获取车辆所在位置的第一地磁数据，并发送给所述信号处理单元。优选的，所述引导对齐系统还包括：惯性导航单元，至少具有：加速度传感器、陀螺仪和电子罗盘；所述惯性导航单元向所述信号处理单元发送车辆移动数据，所述车辆移动数据至少包括车辆的加速度、角速度以及位移方向。优选的，所述信号驱动单元包括：依次联通的信号发生器、驱动电路和发射电路，所述发射电路连接所述信号发射天线；所述信号处理单元包括联通的检测电路和处理器，所述检测电路分别联通所述信号接收天线和磁力计。优选的，所述信号接收天线集成在所述车载端的功率接收线圈上，或者安装在汽车底部；所述信号发射天线集成在所述地面端的功率发射线圈上，或者安装在地面。优选的，所述第一地磁数据至少包括磁场强度北分量、磁场强度东分量和磁场强度垂直分量。优选的，所述引导对齐系统还包括：第一存储单元、第一通信设备和第二通信设备；所述第一存储单元至少存储有地磁数据库，所述第一存储单元与第一通信设备联通，所述第二通信设备与所述信号处理单元联通；第一通信设备和第二通信设备信号联通时，所述地磁数据库通过所述第一通信设备和所述第二通信设备发送至所述信号处理单元，以供信号处理单元将所述第一地磁数与所述地磁数据库比对和匹配。优选的，还包括第二存储单元，所述第二存储单元至少存储有地磁数据库，所述第二存储单元与所述信号处理单元联通，以供信号处理单元将所述第一地磁数与所述地磁数据库比对和匹配。优选的，所述信号发射天线具有四个，分别设置在功率发射线圈的四角；所述信号接收天线具有两个，设置在功率接收线圈的两侧。本专利技术的无线充电系统对准设备，能够减少环境对引导定位的干扰，结合电磁数据和地磁数据两种数据，合理规划引导方案，高效的完成无线充电的对准作业。附图说明图1为本专利技术无线充电系统对准设备的结构示意图；图2为本专利技术无线充电系统对准设备所用方法的流程图；图3为本专利技术无线充电系统对准设备中对区域的划分示意图；图4为地磁场坐标分量示意图；图5为本专利技术无线充电系统对准设备工作时的示意图。附图标记：信号发射模块1；信号接收模块2；惯性导航单元3；信号驱动单元11；信号发射天线12；信号处理单元21；信号接收天线22；磁力计23；加速度传感器31；陀螺仪32；电子罗盘33；信号发生器111；驱动电路112；发射电路113；检测电路211；处理器212；第一存储单元41；第二存储单元42；第一通信设备51；第二通信设备52；磁场强度北分量Bx；磁场强度东分量By；磁场强度垂直分量Bz；定位区域A；充电区域B；发射线圈所在区域C。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本专利技术公开一种无线充电系统对齐设备。参见图1，具有地面端、车载端和引导对齐系统。地面端是指在无线充电时，能量的发射端，一般包括了供电电源60、地面端工作电路（例如直流变换器61、逆变器62、地面端谐振网络63）、功率发射线圈64。车载端是指无线充电时，能量的接收端，一般包括了功率接收线圈65，车载端工作电路（车载端谐振网络66、例如整流器67、滤波器68）、负载69等。引导对齐系统，有一部分设置在地面，有一部分设置在车辆上，如果以安装位置来说，引导对其系统中，一部分设置在地面端，另一部分在车载端。如果将地面端和车载端严格定义为无线电能传输的部件，那引导对齐系统则不属于地面端或车载端，其只能理解为安装于地面，或安装于车辆。在本申请中，引导对齐系统的目的是实现功率接收线圈与功率发射线圈之间对齐，其不涉及电能的直接传输。无论将他们的理解为是地面端、车载端的一部分，还是仅仅理解为安装于地面或者安装于车辆，都不影响本申请。为了方便理解，我们定义地面端和车载端，作为安装位置的区分，即不安装在车辆上的零部件，可以理解为设置在地面端；不安装在地面的设备，可以理解为设置在车载端。这里虽然称为车载端，但是并不限定是车辆，任何具有无线充电功能的设备，所搭载的接收端都可以称为车载端。下面结合对齐的方法，来说明引导对齐系统。引导对齐系统包括：设置在所述地面端的信号发射模块1和设置在所述车载端的信号接收模块2。信号发射模块1至少具有：联通的信号驱动单元11和信号发射天线12。优选的，信号驱动单元11包括：依次联通的信号发生器111、驱动电路112和发射电路113，所述发射电路113连接所述信号发射天线12。信号接收模块2至少具有：信号处理单元21、信号接收天线22和磁力计23；所述信号接收天线22和所述磁力计23分别联通所述信号处理单元21；信号发射天线12和所述信号接收天线22相匹配，用于在工作范围内传输定位电磁信号;所述磁力计23获取车辆所在位置的第一地磁数据，并发送给所述信号处理单元21。优选的，信号处理单元21包括联通的检测电路211和处理器212，所述检测电路211分别联通所述信号接收天线22和磁力计23。检测电路211能够完成对对定位电磁信号的检测，并通过处理器212判断其是否有效。地面端具有信号发射天线12能够发射定位电磁信号等内容，车载端具有信号接收天线22，能够与信号发射天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电系统对准设备，具有地面端、车载端和引导对齐系统，其特征在于，/n所述引导对齐系统包括：设置在所述地面端的信号发射模块（1）和设置在所述车载端的信号接收模块（2）；/n所述信号发射模块（1）至少具有：联通的信号驱动单元（11）和信号发射天线（12）；/n所述信号接收模块（2）至少具有：信号处理单元（21）、信号接收天线（22）和磁力计（23）；所述信号接收天线（22）和所述磁力计（23）分别联通所述信号处理单元（21）；/n所述信号发射天线（12）和所述信号接收天线（22）相匹配，用于在工作范围内传输定位电磁信号;/n所述磁力计（23）获取车辆所在位置的第一地磁数据，并发送给所述信号处理单元（21）。/n

【技术特征摘要】
1.一种无线充电系统对准设备，具有地面端、车载端和引导对齐系统，其特征在于，
所述引导对齐系统包括：设置在所述地面端的信号发射模块（1）和设置在所述车载端的信号接收模块（2）；
所述信号发射模块（1）至少具有：联通的信号驱动单元（11）和信号发射天线（12）；
所述信号接收模块（2）至少具有：信号处理单元（21）、信号接收天线（22）和磁力计（23）；所述信号接收天线（22）和所述磁力计（23）分别联通所述信号处理单元（21）；
所述信号发射天线（12）和所述信号接收天线（22）相匹配，用于在工作范围内传输定位电磁信号;
所述磁力计（23）获取车辆所在位置的第一地磁数据，并发送给所述信号处理单元（21）。


2.根据权利要求1所述的无线充电系统对准设备，其特征在于，
所述引导对齐系统还包括：
惯性导航单元（3），至少具有：加速度传感器（31）、陀螺仪（32）和电子罗盘（33）；
所述惯性导航单元（3）向所述信号处理单元（21）发送车辆移动数据，所述车辆移动数据至少包括车辆的加速度、角速度以及位移方向。


3.根据权利要求1所述的无线充电系统对准设备，其特征在于，
所述信号驱动单元（11）包括：依次联通的信号发生器（111）、驱动电路（112）和发射电路（113），所述发射电路（113）连接所述信号发射天线（12）；
所述信号处理单元（21）包括联通的检测电路（211）和处理器（212），所述检测电路（211）分别联通所述信号接收天线（22）和磁力计（23）。


4.根据权利要求1所述的无线充电系统对准设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲，陆钧，贺凡波，葛俊杰，马俊超，
申请(专利权)人：北京有感科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11