[发明专利]一种集成辅助对位功能的电动汽车无线充电系统

说明书

本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种集成辅助对位功能的电动汽车无线充电系统。该系统包括上位机、无线通信装置、数据处理单元、发射单元和接收单元，具有辅助线圈对准功能和异物或活物检测功能。当进行异物或活物检测时，LED照明装置照亮车身底部，摄像头中图像信息经数据处理单元后发送到上位机中显示，辅助驾驶员进行异物及活物检测；当进行线圈对准时，利用摄像头识别发射线圈上的LED自发光标识，获取发射线圈的位置信息，发送到上位机中并显示发射线圈和接收线圈的相对位置，辅助驾驶员进行线圈对位。本发明无需自动泊车功能或线圈上额外安装伺服位置控制机构，节约成本和空间，相比车位标线或电磁检测等方法，定位精度更高。

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，涉及一种集成辅助对位功能的电动汽车无线充电系统。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，新能源汽车的发展受到了越来越多的重视。为了应对环境问题，实现节能减排的需求，我国开始大力发展电动汽车。近年来随着新能源汽车的保有量持续增加，其充电问题也受到了越来越广泛的重视。

电动汽车的充电方式主要分为两种：传导式充电和无线充电。传导式充电也称为有线充电，其基本思想是从单向或三相交流电源或电网取电，经整流器将交流电转变为直流电，然后给电动汽车的动力电池充电。充电枪和电动汽车的充电设备之间采用的是机械相连，根据整流器位置的不同传导式充电可以分为交流充电和直流充电，如图1和图2所示。

交流充电和直流充电本质上都是有线充电，因为有线充电采用的是机械连接，所以其充电接口之间不可避免地会存在机械摩擦，造成接触不良，产生电火花；同时在接口之间会出现渗水等问题，存在漏电等安全隐患。而无线充电技术不存在这些问题。

关于无线充电技术，其基本思想是将电能转化成磁能，利用无线的方式进行能量的传输，其传输方式有多种，但由于电动汽车充电的充电功率大，充电距离长，所以现在主要采用谐振式无线电能传输的方式，其系统如图3所示，其中，交流电网供电，经整流滤波之后转变为直流电，再经高频逆变之后转变为高频交流电，经补偿电路给到发射线圈，同时在电动汽车一侧的接收线圈内激发出交流电，经补偿电路和整流之后给动力电池充电。

因为电动汽车与充电设备之间采用发射线圈和接收线圈进行能量传输，没有直接接触，所以避免了机械摩擦，老化的问题，充电方便，安全可靠，逐渐成为未来电动汽车充电的发展趋势。

电动汽车的无线充电技术涉及到充电车辆与充电设备的对位情况，现有对位技术多采用：一是驾驶员通过泊车系统的帮助完成线圈的对准，这种方法需要特殊的摄像头对准系统，摄像头的安装位置根据车型的不同需要做特殊的调整，并且需要检测停车标线，易受外界光线的干扰。二是采用激光，信号发射源，结合传感器和定位装置等实现车辆的定位，进而提示驾驶员实现定位。三是利用伺服位置控制机构，根据所得到的位置信息，移动充电线圈实现对位。

无线充电及其线圈对准技术的主要缺点如下：

1、现有无线充电技术主要采用松耦合的方式，其充电效率受线圈的位置和距离影响较大。而车辆在实际停放过程中必然会存在一定偏差，线圈不可能完全对准，线圈之间会产生一定的错位，如果错位较为严重，则可能无法实现充电。

2、采用摄像头的自动对准系统，需要将摄像头安装于车身外侧并检测车位标线,需要根据车型进行针对性设计，且易受到外界光线的干扰。

3、采用线圈自动对准功能的系统，要求车辆具备自动泊车功能或在充电线圈处安装伺服位置控制机构，这样不仅会增加成本，伺服机构的存在还会减小车辆的底盘空间。

4、采用激光作为信号发射源，位置传感器的线圈对准系统只能获取位置信息，不具备辅助异物及活物检测的功能。