[发明专利]基于两维度双对称线圈结构的电动汽车无线充电定位系统

说明书

一种基于两维度双对称线圈结构的电动汽车无线充电定位系统，包括车载电池及其高频能量变换器、接收线圈、发射线圈、检测装置，以及电流‑偏移距离两类型物理量转码与显示控制器，沿电动汽车的长轴和短轴方向还水平设有两对平衡线圈，且每对平衡线圈相对于接收线圈轴对称布置；当车辆和发射线圈对齐时，平衡线圈的感应电流为零，当车辆和发射线圈存在偏移时，平衡线圈回路产生差分电流，检测装置获取该差分电流，在差分电流数据库中找出相应偏移距离并显示，完成该精度下的线圈定位。本发明适用于电动汽车高效、大功率静态无线充电，能够保证充电线圈间的精确对位，该系统结构简洁，易于实施，具有良好的应用前景和社会意义。

技术领域

本发明涉及电动车无线充电定位设备，尤其涉及一种基于两维度双对称线圈结构的电动汽车无线充电高精度定位系统。

背景技术

汽车工业是评判一个国家和社会的工业水平高低重要标准。眼下，随着国家政策和社会能源的需要，电动汽车已经得到了越来越多的关注。目前的新能源汽车存在着续航时间短、电池容量小等问题，大大限制了电动汽车的性能发挥。电动汽车无线充电技术可以大大增加充电的复杂性与运营的无人值守化，减小电动汽车对大容量电池的依赖。

电动汽车无线充电的过程中，停车对位充电问题亟待解决。若电动汽车的车载接收线圈与充电位上的发射线圈未能得到精确对位，将大大影响充电的效率与快充的可行性。因此，在电动汽车无线充电领域，如何以简单、可行、精确级别高的定位装置实现电动汽车无线充电系统发射线圈与接收线圈间的精确定位，还未有较为简单而可靠的方法出现。因此，电动汽车无线充电高精度辅助定位装置及其通用型设计方法成为了当前该领域产业化发展急需解决的问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种用于对电动汽车无线充电系统的发射线圈与接收线圈间进行高精度定位的电动汽车无线充电线圈定位装置，以保证高效、大功率的电动汽车无线充电指标。

技术方案：一种基于两维度双对称线圈结构的电动汽车无线充电定位系统，包括车载电池及其高频能量变换器、接收线圈、发射线圈、用于检测汽车与地面充电位是否有位置偏移的检测装置，以及电流-偏移距离两类型物理量转码与显示控制器，其中，接收线圈和检测装置设于车载端，发射线圈设于地面充电位上；沿电动汽车的长轴和短轴方向水平还设有两对平衡线圈，且每对平衡线圈相对于接收线圈轴对称布置；上述各线圈回路均设有配平电容和限流电阻，其中两对平衡线圈回路各自设有用以输出差分电流信号的整流装置；

测定不同偏移距离下差分电流的大小，建立对应于偏移距离的差分电流数据库，将定位系统产生的电信号通过芯片处理转化成数字信号；当车辆和发射线圈对齐时，平衡线圈的感应电流为零，当车辆和发射线圈存在偏移时，平衡线圈回路产生差分电流，检测装置获取该差分电流，在差分电流数据库中找出相应偏移距离并显示，完成该精度下的线圈定位。

优选的，所述检测装置为双通道差分电流比较器。

进一步的，所述两对平衡线圈、发射线圈、接收线圈与其配平电容所构成的谐振单元谐振角频率相等，且均与车载电池高频能量变换器的工作频率保持一致。

所述两对平衡线圈中，每一对平衡线圈的两个电流方向相反，设每对平衡线圈中，一个为顺时针绕向，另一个为逆时针绕向，每对平衡线圈中，两个线圈对于其余各线圈之间的互感影响相反，在互感矩阵中一个对于其余各线圈符号为正，另一个为负；每对平衡线圈中，两个平衡线圈之间的互感影响相反，符号为负，该判断方法适用于两对平衡线圈同时处于发射线圈内部或外部的情况。

在不同的偏移距离下，实测平衡线圈距接收线圈中心轴不同位置处的差分电流大小，并作变化曲线图簇，设定差分电流取值上下限，以满足取值上下限及曲线陡度最小为判定依据，确定每对平衡线圈的最优位置