[发明专利]无线能量传输的发射线圈定位对准装置

说明书

本发明涉及无线能量传输领域，具体为一种无线能量传输的发射线圈定位对准装置，包括线圈支架、基座和控制器构成；所述线圈支架的一面固定安装有发射线圈，另一面与基座的一面之间连接有伸缩杆和控制器，基座的另一面连接有全向移动平台；所述控制器由通讯模块、程序处理器和伸缩装置驱动器构成，通讯模块与程序处理器相连，所述程序处理器与伸缩装置驱动器和电机驱动器相连；该装置可引导发射线圈准确的与任意一个选定的接收线圈进行定位对准，同时具有发射线圈姿态调整装置，保证发射线圈与该接收线圈的姿态契合精度，提高两线圈之间的耦合系数，解决了电动汽车无线充电的关键问题。

技术领域

本发明涉及无线能量传输领域，尤其适合应用于电动汽车、机器人等不适合接触式电能传输的一种无线能量传输的发射线圈定位对准装置。

背景技术

电动汽车应用已在我国广泛进行，电动汽车充电是电动汽车应用的基础，是电动汽车发展的支撑技术。目前主流的电动汽车充电是通过有线的方式、即通过接插头有接触的方式进行的。但由于接触电阻的存在，电能量在传输过程中难免出现一些问题，尤其在一些特殊场合，接触式电能量传输可能会出现传输不良、过热燃烧等问题。因此，在许多环境场合(如粉尘、潮湿环境下)有线充电方式受到了限制。随着无线电能量传输技术研究深入，电动汽车无线充电技术的研究也日益受到关注。由于具有传递功率大，结构简单等优点，感应耦合无线能量传输是电动汽车无线充电技术的主要方式。感应耦合无线电能量传输是基于电磁感应耦合原理：电能经变换器将直流电转变换成高频交流电驱动初级线圈，高频交流电在初级线圈产生交变磁场能量，通过电磁耦合，磁场能量被耦合到次级线圈；在次级线圈中，磁场能量被变换为高频交流电并送往负载。显然，如果初级线圈与次级线圈没有对准，或初次级线圈相互姿态不正确(如不平行)，两线圈之间的耦合能力就会受到很大的影响，导致传输效率大幅下降。因此，如提高发射线圈与接收线圈之间的对准精度和姿态契合精度是电动汽车无线充电的一个重要研究课题。

线圈之间的对准精度主要解决如何将发射线圈精确的移动到接收线圈处，并与之重合。线圈之间的姿态契合精度主要如何调节线圈的姿态(发射线圈与接收线圈的相对角度，使之相互平行)。

采用X轴、Y轴移动发射线圈可进行发射、接收线圈之间的对准精度调节。专利“感应式非接触充电定位对准装置及其定位方法”(103342101B)和“一种电动汽车用高效率无线充电装置及方法”(CN109159681A)都给出了利用X轴、Y轴丝杆带动发射线圈进行对准精度调节，但X轴、Y轴丝杆是一个相对复杂的结构，同时需要地面有一个安装的面积，需要进行地面施工，难以应用在实际场合。

发明内容

本发明提出了一种用于无线能量传输的发射线圈定位对准装置，该定位对准装置自身具有自治全向行走系统，该自治全向行走系统可引导发射线圈准确的与任意一个选定的接收线圈进行定位对准，与传统的发射线圈定位对准装置不同的是本定位对准装置无需进行地面施工就可正常工作；该定位对准装置同时具有发射线圈姿态调整装置，该发射线圈姿态调整装置可精确调节发射线圈与任意一个选定的接收线圈之间的相对关系，保证发射线圈与该接收线圈的姿态契合精度，提高两线圈之间的耦合系数，解决了电动汽车无线充电的关键问题。