[发明专利]基于多供电线圈下无线能量传输系统的自动定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线能量传输领域，是一种基于多供电线圈下无线能量传输系统的自动定位方法。

背景技术

定位技术在各种应用中显示出重要的意义，尤其是对于多目标无线充电系统和基于无线能量传输的分布式能量管理系统，供电线圈与能量接收器之间的相对位置会显著地影响能量传输的效率。现有定位技术如GPS、蓝牙、Wi‐Fi、iBeacons等，也能够提供室内/室外的位置信息，但是这些技术通常需要增加额外的设备和通信协议。对于无线能量传输(WPT)系统而言，这将不可避免地增加系统的复杂性和维护成本。而且，这些技术都会受到无线能量传输(WPT)系统中高频感应电磁场的干扰。

发明内容

针对上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于多供电线圈下无线能量传输系统的自动定位方法，更加合适并利于方便可靠地自动为WPT系统获得能量接收器的位置信息，为改变供电线圈与能量接收器之间相对位置以优化能量传输的效果提供依据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于多供电线圈下无线能量传输系统的自动定位方法，该方法是在无线能量传输系统中进行，无线能量传输系统中包括供电单元1与手机、平板电脑支持无线充电的能量接收器2，供电单元1是由多个供电线圈3排列组成的线圈阵列，无线能量传输时由电流传感器检测各个供电线圈3中的电流值，该方法包括以下步骤：

A)：初步确定能量接收器2所处的范围

将供电单元1线圈阵列中的供电线圈3按照在线圈阵列中的坐标进行编号；

按照供电线圈3的电流值i的大小将供电线圈3进行降序排列，由位列第1的供电线圈A4的位置初步确定能量接收器2所处的范围，把位列第1的供电线圈A 4即电流值最大的供电线圈A 4在线圈阵列中的坐标，作为能量接收器2所在的位置坐标；

B)：进一步确定能量接收器2所处的区域

由单个供电线圈3的电流值i与能量接收器2距各个线圈距离r的i‐r函数关系得到能量接收器2所在的圆周，圆周以供电线圈3中心为圆心，以由i‐r函数关系得到的距离r为半径，能量接收器2就位于圆周上；

根据步骤A)线圈排序中位列第1、2、3的供电线圈A 4、供电线圈B 5、供电线圈C 6的3个电流值i_a、i_b、i_c，由i‐r函数关系能够分别得到的3个圆周的半径r_a 8、半径r_b 9、半径r_c 10，分别以供电线圈A 4、供电线圈B 5、供电线圈C 6的中心为圆心，以半径r_a 8、半径r_b 9、半径r_c 10画出3个圆周，如果3个圆周交于同一点，这个点的位置就是能量接收器2的位置；

如果3个圆周不相交于同一个点，形成相互重叠的区域，3个圆周相互重叠的区域12就是能量接收器2所处的区域；

C)：缩小能量接收器2的所处的区域面积直至满足预定定位面积的要求

如果3个圆周相互重叠的区域12的面积比预定的定位面积小，可以由供电线圈D 7的电流值i_d由i‐r函数关系得到供电线圈D 7与能量接收器2的距离r_d 11，然后以供电线圈D 7的中心为圆心以r_d 11为半径画出第4个圆。半径分别为半径r_a 8、半径r_b 9、半径r_c 10、半径r_d 11的4个圆相互重叠的区域13的面积小于步骤B)中由3个圆相互重叠的区域12的面积，将这个区域13的面积与预定的定位面积进行比较，如果仍然比预定的定位面积大，就按照步骤A)中的线圈排序，依据步骤B)中的方法添加位列第4之后的圆周，形成的重叠区域面积小于4个圆相互重叠区域13的面积，直至达到预定的定位面积要求。

D)：得到能量接收器2所处的位置

步骤C)中直至满足预定的定位面积要求用到的圆相互重叠的区域就是能量接收器2的所处的位置，这个位置信息将为优化能量传输的效果提供依据。