一種電動汽車無線充電發(fā)射接收自動對準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動汽車用無線充電系統(tǒng)，具體涉及電動汽車無線充電系統(tǒng)中的發(fā)射模塊和接收模塊自動對準(zhǔn)的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車以其節(jié)油、環(huán)保、高效率的優(yōu)點(diǎn)，被世界各國科學(xué)家和工業(yè)界普遍認(rèn)為是二十一世紀(jì)重要的清潔交通工具。其中，電動汽車充電站與充電網(wǎng)絡(luò)是電動汽車規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
[0003]現(xiàn)有的電動汽車充電站中，采用無線充電方式的電動汽車充電時，需要將布置于車底部無線接收板與布置于地面的無線發(fā)射板對準(zhǔn)，才能保證充電效率的最大化。目前，現(xiàn)有的對準(zhǔn)方式是司機(jī)控制汽車根據(jù)充電站的定位標(biāo)志來定位對準(zhǔn)，或者是根據(jù)車載電子指示系統(tǒng)的定位指令移動汽車或控制充電接收板對準(zhǔn)無線發(fā)射板。無論采用上述哪種方式都是需要駕駛員的人工控制來實(shí)現(xiàn)無線發(fā)送接收板的對準(zhǔn)，這個過程緩慢而低效。
[0004]為此，一篇申請?zhí)枮?01110276928.9的發(fā)明專利，公開了一種強(qiáng)電磁耦合式電動汽車無線充電裝置，其包括市電電源，初級整流濾波器，初級變換器，可分離電磁耦合器的原邊線圈，可活動原邊線圈支架，可分離電磁耦合器副邊線圈，聚磁鐵芯，可活動副邊線圈支架，次級整流濾波器，充電控制器，蓄電池，電動汽車。把工頻交流電輸入到初級整流濾波器，從初級整流濾波器輸出穩(wěn)定的直流電，經(jīng)初級變換器進(jìn)行高頻逆變變換后的高頻交流電，該交流電輸送至可分離電磁耦合器的原邊線圈，可分離電磁耦合器的原邊線圈內(nèi)有聚磁鐵芯，分離電磁耦合器的原邊線圈通過可活動原邊線圈支架可以上下移動與可分離電磁耦合器副邊線圈通過可活動副邊線圈支架上下移動發(fā)生強(qiáng)電磁耦合，這樣實(shí)現(xiàn)高磁密度的能量傳輸。該專利采用的是分別能夠上下移動的原邊線圈裝置和副邊線圈裝置，在移動汽車使車上的副邊線圈正好對準(zhǔn)到原邊線圈上方后，兩裝置上下移動并將原副邊線圈貼近來實(shí)現(xiàn)提供電能轉(zhuǎn)換效率的目的；該專利方案的缺點(diǎn)是需要司機(jī)移動汽車以實(shí)現(xiàn)副邊線圈正好對準(zhǔn)在原邊線圈上才能滿足實(shí)現(xiàn)該專利目標(biāo)的前提條件，并且該裝置是上下移動，在充電結(jié)束后，需要一個時間來保證原邊線圈和副邊線圈回收到初始位置后汽車才可駛離，增加了汽車整個充電的過程程序和時間，并容易由于司機(jī)提早移動汽車而導(dǎo)致原副邊線圈裝置被刮蹭而損壞。
[0005]另有一篇申請?zhí)枮?01080058025.7的發(fā)明專利，公開了一種電動汽車用無線充電系統(tǒng)及充電方法，其充電系統(tǒng)包括:電力控制裝置，其設(shè)置于無線充電所并控制所有無線電力傳輸裝置；設(shè)置于停車區(qū)域的無線電力傳輸裝置及地面近距離無線通訊模塊；無線電力傳輸裝置，其以多個數(shù)量設(shè)置于停車區(qū)域的地面、選擇運(yùn)行隨電動汽車的充電信息對向的一部分無線傳輸面板；以及，在電動汽車的底部安裝能夠升降的多個無線傳輸面板，在電動汽車內(nèi)具備無線電力接收機(jī)和無線充電終端及近距離無線通信模塊和充電控制器，通過無線充電終端駕駛員的選擇實(shí)現(xiàn)無線充電的最優(yōu)化。該專利在車底部布置有多個接收線圈，當(dāng)車停在充電車位上后由司機(jī)選擇最優(yōu)效果的接收板來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化無線充電，該專利在發(fā)射機(jī)收裝置最優(yōu)定位實(shí)現(xiàn)上有以下確定，一是需要司機(jī)來人工選擇合適的接收板來工作，二是在車底布置多個接收板成本昂貴。
[0006]另外一篇申請?zhí)枮?01310043965.4的發(fā)明專利，公開了一種電動汽車無線充電系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有的原邊線圈與副邊線圈對接匹配難的問題。該電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括無線發(fā)射板和無線接收板，還包括供電動汽車停泊的支撐平臺和用于支撐無線發(fā)射板的支撐組件；無線接收板設(shè)置于電動汽車的底部且其接收面朝下底面；支撐組件和支撐平臺之間至少設(shè)有能調(diào)節(jié)無線發(fā)射板高度的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)?？筛鶕?jù)車輛位置快速調(diào)整無線發(fā)射板的高度，縮短無線發(fā)射板與無線接收板的距離，有效降低了由于車輛及無線發(fā)射板的位置引起的電量傳輸損耗，提升了能量傳輸效率，輻射也相應(yīng)降低。該專利采用可移動的無線充電發(fā)射板來實(shí)現(xiàn)發(fā)射板與接收板的對準(zhǔn)定位以實(shí)現(xiàn)提高無線充電傳輸效能，該專利的缺點(diǎn)是可移動的發(fā)射板需要在車位地面進(jìn)行較大工作量的地面破土工程，并需要挖掘出足夠其裝置預(yù)埋的空間，如采用金屬架結(jié)構(gòu)作為支撐面則增加了整個系統(tǒng)的成本，且金屬架結(jié)構(gòu)支撐面也存在著金屬對電磁波吸收發(fā)熱的危險可能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]因此，針對上述的問題，本實(shí)用新型提出一種電動汽車無線充電發(fā)射接收自動對準(zhǔn)系統(tǒng)，采用無線電引導(dǎo)定位方式、通過控制步進(jìn)電機(jī)定位系統(tǒng)驅(qū)動無線充電接收裝置對準(zhǔn)無線充電發(fā)射裝置，無線電引導(dǎo)定位簡單方便，配合圖像識別定位技術(shù)定位準(zhǔn)確而快速，并控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無線接收裝置與無線充電發(fā)射裝置的快速定位對準(zhǔn)，提高無線充電速度，并解放了駕駛者，讓電動汽車無線充電過程更加智能、方便和高效。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的思路是，該發(fā)射接收自動對準(zhǔn)系統(tǒng)由圖像識別自動定位裝置和電機(jī)定位驅(qū)動裝置構(gòu)成，其中，電機(jī)定位驅(qū)動裝置的實(shí)現(xiàn)是將無線充電接收裝置固定于由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的橫縱兩條軌道移動系統(tǒng)上，采用無線電測距定位原理，無線接收裝置上布置有無線電測距電路，而無線發(fā)射裝置上的四角每個角上均有一個無線電測距應(yīng)答點(diǎn)電路，當(dāng)無線接收裝置上的無線電測距電路發(fā)射測距無線電信號后，無線發(fā)射裝置四個角上的應(yīng)答電路均會發(fā)射回應(yīng)信號，無線電測距電路根據(jù)接收到的應(yīng)答信號時間長短來計(jì)算4個點(diǎn)的距離，根據(jù)四個定位點(diǎn)距離差來計(jì)算接收裝置與發(fā)射裝置的位差，進(jìn)而根據(jù)位差來控制步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)接收裝置與發(fā)射裝置的精確定位。另外，為了加快定位速度，還同時采用圖像識別定位技術(shù)來定位，具體是固定于無線充電接收裝置上的圖像識別自動定位裝置根據(jù)其對無線充電發(fā)射裝置的圖像采樣數(shù)據(jù)的識別分析計(jì)算出充電裝置與發(fā)射裝置的位差，根據(jù)位差數(shù)據(jù)來控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動無線充電接收裝置的移動，來實(shí)現(xiàn)無線充電接收裝置與無線充電發(fā)射裝置的逐步對準(zhǔn)。由于圖像識別定位非常精確，而無線電定位技術(shù)非常迅速，因此可實(shí)現(xiàn)接收裝置與發(fā)射裝置的快速準(zhǔn)確定位對準(zhǔn)。
[0009]具體的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種電動汽車無線充電發(fā)射接收自動對準(zhǔn)系統(tǒng)，包括設(shè)于電動汽車下部的無線接收裝置、設(shè)于停車區(qū)域的地面上的無線發(fā)射裝置，無線接收裝置和無線發(fā)射裝置在一定距離內(nèi)建立通訊連接，并自動開始無線電力傳輸；該自動對準(zhǔn)系統(tǒng)還包括無線電定位裝置和電機(jī)定位驅(qū)動裝置；所述電機(jī)定位驅(qū)動裝置設(shè)于電動汽車底部，且所述無線接收裝置設(shè)于該電機(jī)定位驅(qū)動裝置上，并在電機(jī)定位驅(qū)動裝置的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)前后左右移動；所述無線電定位裝置與電機(jī)定位驅(qū)動裝置建立有線或者無線通訊連接，該無線電定位裝置包括設(shè)于無線接收裝置的無線電測距電路、設(shè)于無線發(fā)射裝置上的無線電應(yīng)答電路，無線電測距電路和無線電應(yīng)答電路建立通訊連接，當(dāng)無線接收裝置上的無線電測距電路發(fā)射測距無線電信號后，無線發(fā)射裝置的無線電應(yīng)答電路發(fā)射回應(yīng)信號，無線電測距電路根據(jù)接收到的應(yīng)答信號時間長短來計(jì)算相應(yīng)間距，根據(jù)該間距來計(jì)算無線接收裝置與無線發(fā)射裝置的位差，進(jìn)而根據(jù)位差來控制所述電機(jī)定位驅(qū)動裝置進(jìn)行移動。
[0010]其中，為了保證定位精確，所述無線電應(yīng)答電路至少設(shè)置4個，分別設(shè)于無線發(fā)射裝置四個角的位置處。這樣，當(dāng)無線接收裝置上的無線電測距電路發(fā)射測距無線電信號后，無線發(fā)射裝置四個角上的無線電應(yīng)答電路均會發(fā)射回應(yīng)信號，無線電測距電路根據(jù)接收到的應(yīng)答信號時間長短來計(jì)算4個點(diǎn)的距離，根據(jù)四個定位點(diǎn)距離差來計(jì)算無線接收裝置與無線發(fā)射裝置的位差，進(jìn)而根據(jù)位差來控制電機(jī)定位驅(qū)動裝置進(jìn)行移動，來實(shí)現(xiàn)無線接收裝置與無線發(fā)射裝置的精確定位。
[0011]該自動對準(zhǔn)系統(tǒng)還包括設(shè)于無線接收裝置上的圖像識別自動定位裝置，所述圖像識別自動定位裝置與電機(jī)定位驅(qū)動裝置建立有線或者無線通訊連接，該圖像識別自動定位裝