專利名稱：車輛無線充電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電器充電裝置，尤其是用于對車輛進行無線充電的裝置。
背景技術：
目前，采用電動或混合動カ的環(huán)保車輛正趨于普及，車輛電能使用完后其能源的補充是通過更換電池塊或通過有線的插頭、插座連接而進行充電，完成能源的補充，用有線的接插口裝置充電，必須拖拉導線，拔、插電源插頭，整個充電過程不方便，是環(huán)保車輛普及而遇阻的因素之一。
發(fā)明內容為了使電動或混合動カ的環(huán)保車輛方便地在車庫、停車場及合適的路邊充電，本實用新型設計ー種車輛無線充電裝置，這種裝置充電時是無線的即無充電接ロ，駕駛員只要把車停到充電區(qū)的充電位置，放下充電升降架，位置顯示指示燈亮時即可開始自動充電，充電完畢，自動升起充電升降架，完成能源的補充，整個充電過程安全便捷。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是把車輛無線充電裝置分成兩個部分，一部分安裝在車身底部，另一部分安裝在地面下，整個裝置的結構如圖I所示，由充電發(fā)射部分和充電接收部分構成，包括框架(I)，充電升降架(2),齒條(3),齒輪(4),直流電機(5)，電機支撐架(7)，上限位凸塊(8)，上限位開關(9)，下限位凸塊(10)，下限位開關(11)，充電接收控制箱(12)，長螺栓(13)，接觸地面的槽型膠木板(14)，螺母(15)，壓簧
(16)，螺母(17)，螺母(18)，屏蔽用鋁箔紙(19)，表示車輛位置的鉄片I (20)，鉄片2 (21)，充電接收線圈L4 (22)，非金屬板(24)，位于兩側用來檢測車輛位置的位置檢測線圈LI (25)，位置檢測線圈L2 (26)，充電發(fā)射線圈L5 (27)，充電狀態(tài)檢測線圈L3 (28)，線路管道(29)，充電發(fā)射控制箱(30)，位置顯示指示燈(31)，其中與地面(23)保持同一平面的非金屬板(24)下有緊貼的充電發(fā)射線圈L5 (27)。安裝在車體上的充電接收部分設有充電升降架(2)，充電升降架(2)下有槽型膠木板(14)，充電升降架(2)與槽型膠木板(14)之間設有壓簧
(16)，槽型膠木板(14)下設有充電接收線圈L4(22)，充電接收線圈L4(22)兩端分別設有鉄片1(20)和鉄片2 (21)，地面(23)上設有與地面保持同等高度的非金屬板(24)，非金屬板(24)下設有緊貼的充電狀態(tài)檢測線圈L3 (28)，此充電狀態(tài)檢測線圈L3(28)與IC2單片機、V24、C12和Rp2構成自動選擇工作頻率電路，充電發(fā)射線圈L5(27)兩端分別設有位置檢測線圈LI (25)和位置檢測線圈L2 (26)，充電發(fā)射控制箱(30)的前面板上設有位置顯示指示燈(31)。整個裝置的電路框圖如圖2，下面結合電路框圖圖2繼續(xù)敘述技術方案，當車輛停在充電位置，通過控制按鈕(I)給單片機(2)發(fā)出放下充電升降架的信號，單片機(2)收到信號后，發(fā)出指令，該指令經過功率驅動(3)使直流電機(4)轉動，通過機械傳動使充電升降架下降并且柔性地接觸地面，此時附在充電升降架下的槽型膠木板、充電接收線圈L4(9)、鉄片1(5)和鉄片2(6)緊貼地面，地面下的位置檢測線圈Ll(Il)和位置檢測線圈L2(12)受鐵片1(5)和鐵片2(6)的鐵磁材料影響，電感量發(fā)生變化，LC諧振電壓也發(fā)生變、化，經位置檢測1(13)和位置檢測2 (14)檢測，給單片機(17)變化的模擬信號，此模擬信號經過A/D轉換為數字信號，當兩個變化的信號同時存在，表明有車輛待充電并且停車位置正確，此時單片機(17)發(fā)出指令使位置顯示(21)上的指示燈亮并通過輸出IKHz至IOOKHz之間變化的頻率信號，讓充電發(fā)射控制(19)經充電發(fā)射線圈L5(18)發(fā)射電磁波。在無線充電的初始階段，由充電狀態(tài)檢測線圈L3(15)和充電狀態(tài)檢測(16)組成充電狀態(tài)檢測器，把不同頻率所產生的充電電壓送給單片機(17)，經過單片機(17)的A/D轉換，加以存儲和比較，單片機(17)把最大電壓所對應的頻率確定為最合適的頻率，并且單片機(17)輸出此頻率，把它 作為充電發(fā)射控制(19)的工作頻率，完成自動選擇工作頻率，以電磁共振方式經過充電發(fā)射線圈L5(18)發(fā)射電磁波，實現以電磁共振為基礎的能量傳遞即無線供電。在無線充電的過程中，充電接收線圈L4(9)和充電接收控制⑶向充電電池(7)充電，充電電池(7)兩端的電壓經過分壓傳遞給單片機(2)，經過A/D轉換后由單片機(2)判別電池充電充滿程度，在與此同時的過程中，充電狀態(tài)檢測器時時檢測充電狀況，并且把此信息傳遞給單片機(17)。在無線充電臨近結束時，一旦單片機(2)判別出充電完畢，立即發(fā)出上升充電升降架的指令，此指令經過功率驅動(3)使直流電機(4)轉動，通過機械傳動使充電升降架上升，完成充電。與此同時，由于充電升降架的上升，充電狀態(tài)發(fā)生變化，充電狀態(tài)檢測線圈L3(15)和充電狀態(tài)檢測(16)發(fā)出變化的信號給單片機(17)，單片機(17)通過信號存儲和比較后，暫停向充電發(fā)射控制(19)輸出頻率信號，并且檢查位置檢測1(13)和位置檢測2(14)信號，如果無位置檢測1(13)和位置檢測2(14)信號，表明充電升降架已上升，此時充電完畢，單片機(17)則發(fā)出指令使位置顯示(21)上的指示燈暗，停止向充電發(fā)射控制(19)輸出頻率信號，充電發(fā)射線圈L5(18)停止發(fā)射電磁波射，整個充電過程結束，如果在充電的時候要臨時取消充電，則通過控制按鈕(I)上升升降架即可。本實用新型的有益效果是通過無線的方式為新能源車輛自動充電，提供安全、方便的能源補充。
以下結合附圖
和實施例對本實用新型進ー步說明。圖I是本實用新型結構圖圖中(I).框架，(2).充電升降架，(3).齒條，(4).齒輪，(5).直流電機，(6).電機軸，(7).電機支撐架，(8).上限位凸塊，(9).上限位開關，(10).下限位凸塊，(11).下限位開關，(12).充電接收控制箱，(13).長螺栓，(14).槽型膠木板，(15).螺母，(16).壓簧，(17).螺母，(18).螺母，(19).鋁箔紙，(20).鐵片1，(21).鐵片2，(22).充電接收線圈L4, (23).地面，(24).非金屬板，(25).位置檢測線圈LI，(26).位置檢測線圈L2，(27).充電發(fā)射線圈L5，(28).充電狀態(tài)檢測線圈L3，(29).線路管道，(30).充電發(fā)射控制箱，
(31).位置顯示指示燈。圖2是本實用新型電路框圖圖中(I).控制按鈕，(2).單片機，(3).功率驅動，(4).直流電機，(5).鉄片1，
(6).鐵片2，(7).充電電池，(8).充電接收控制，(9).充電接收線圈L4，(10).上下兩個部分的界面，(11).位置檢測線圈LI，(12).位置檢測線圈L2，(13).位置檢測1，(14).位置檢測2，(15).充電狀態(tài)檢測線圈L3，(16).充電狀態(tài)檢測，(17).單片機，(18).充電發(fā)射線圈L5，(19).充電發(fā)射控制，(20).電源，(21).位置顯示。圖3是本實用新型無線發(fā)射電路圖圖中IC2采用型號為16F877A單片機，Vc采用5V電源，R35、S5組成復位電路，C9、ClO和晶振X組成外部振蕩電路，Rll、R12至R22、VlO至V14、V21、C5、C6組成位置檢測I電路，LI為位置檢測線圏，RIO、R23至R33、V15至V19、V22、C7、C8組成位置檢測2電路，L2為位置檢測線圏，R36、V23組成位置顯示電路，其中V23是位置顯示指示燈，R37至R40、V25、V26、C11、⑶2315組成充電發(fā)射控制電路，其中光耦器件⑶2315起隔離作用，L5為充電發(fā)射線圈，Cll與L5構成電磁諧振電路，V24、C12、RP2組成充電狀態(tài)檢測電路，L3為充電狀態(tài)檢測線圏，FUURV組成電源保護電路，BI至B3、C13至C20、V27至V38、R41組成電源電路，其中C13、B1、C14組成雙型濾波，抑制輸入電源的電磁噪聲及雜波信號，阻止電 源本身產生的高頻雜波對電網干擾，IC2單片機啟動后，其7腳輸出20KHz的頻率信號分別給位置檢測I電路和位置檢測2電路，IC2單片機的2腳和3腳接收位置檢測I電路和位置檢測2電路送來的位置檢測模擬信號，通過內部A/D轉換變成數字量，如果車輛停的位置正確，IC2單片機的5腳輸出位置顯示信號，使位置顯示指示燈V23亮，IC2單片機的8腳輸出頻率信號，通過光電耦合給充電發(fā)射控制電路，經充電發(fā)射線圈L5向外發(fā)射電磁波，IC2單片機的4腳接收由充電狀態(tài)檢測器送來的充電狀態(tài)模擬信號。充電狀態(tài)檢測線圈L3 (28)與IC2單片機、V24、C12和Rp2構成自動選擇工作頻率電路。圖4是本實用新型無線接收電路圖圖中ICl采用型號為12F675單片機，Vc采用5V電源，SI是上升升降架按鈕，S2是下降升降架按鈕，RU R2是上拉電阻，開關電路⑶4066和直流電機正反轉控制模塊LSD-24P150組成功率驅動電路，M為帶減速裝置的直流電機，FU2為熔斷器，保護直流電機，R4是上拉電阻，S3是上限位開關，與上限位凸塊一起構成上限位裝置，S4是下限位開關，與下限位凸塊一起構成下限位裝置，L4為充電接收線圏，C2與L4構成電磁諧振電路，Vl至V4是整流電路，R5、V5組成充電顯示電路，V6是隔離ニ極管，E是充電電池，R6與Rpl串聯后并接在電池E兩端，從RpI上取出部分電壓給ICl單片機12F675的引腳7，經過A/D轉換后為數字量，此數字量與電池電壓成正比。
具體實施方式
本實施方式中，分為機械連接和電路連接，機械連接如下在圖I中，充電接收控制箱(12)與框架(I)固定連接，齒輪⑷與電機軸(6)固定連接，直流電機(5)與電機支撐架(7)固定連接，電機支撐架(7)與框架(I)固定連接，上限位開關(9)與框架(I)固定連接，下限位開關(11)與框架(I)固定連接，齒條(3)與升降架(2)固定連接，上限位凸塊
(8)與升降架⑵固定連接，下限位凸塊(10)與升降架⑵固定連接，齒輪⑷與齒條(3)嚙合，由轉動變?yōu)橹本€運動，使得升降架(2)在框架(I)內上下運動，運動范圍由螺母(17)和螺母(18)決定，長螺栓(13)穿過槽型膠木板(14)后被螺母(15)固定在槽型膠木板(14)上，套上壓簧(16)后穿過升降架(2)旋上螺母(17)，穿過框架(I)后旋上螺母(18)，長螺栓(13)與升降架(2)可作相對運動，長螺栓(13)與框架(I)可作相對運動，鉄片1(20)與槽型膠木板(14)緊貼固定連接，鉄片2(21)與槽型膠木板(14)緊貼固定連接，充電接收線圈L4(22)與槽型膠木板(14)固定連接，鋁箔紙(19)與升降架(2)緊貼并固定，在壓簧(16)的作用下，升降架(2)下降運動帶動槽型膠木板(14)遇到地面(23)時是柔性接觸，地面(23)上開ー個凹塊，嵌入非金屬板(24)并且與地面(23)保持同一平面，位置檢測線圈LI (25)緊貼非金屬板(24)并固定，位置檢測線圈L2 (26)緊貼非金屬板(24)并固定，充電狀態(tài)檢測線圈L3(28)嵌入在充電發(fā)射線圈L5 (27)內，兩者緊貼并固定在非金屬板(24)上，充電發(fā)射控制箱(30)安裝在地面(23)上，位置顯示指示燈(31)安裝在充電發(fā)射控制箱(30)的前面板上，安裝在非金屬板(24)下的所有線圈連接線通過線路管道(29)通向充電發(fā)射控制箱(30)。電路連接如下充電接收控制箱內，含有除了直流電機、上限位開關、下限位開關、充電接收線圈L4之外的所有電子元器件，上升升降架的控制按鈕SI與ICl單片機的2腳電連接，下降升降架 的控制按鈕S2與ICl單片機的3腳電連接，ICl單片機的6腳輸出使直流電機正轉的控制信號，與功率驅動中的元件⑶4066的4腳電連接，ICl單片機的5腳輸出使直流電機反轉的控制信號，與功率驅動中的元件CD4066的8腳電連接，⑶4066的5腳與3腳是開關的兩個端點，受控于⑶4066的4腳，分別連接直流電機正反轉控制模塊的A+與V+，⑶4066的6腳與9腳是開關的兩個端點，受控于⑶4066的8腳，分別連接直流電機正反轉控制模塊的B+與V+，直流電機正反轉控制模塊的2腳與4腳，分別與充電接收控制箱外的直流電機電連接，ICl單片機的4腳與充電接收控制箱外的上限位開關S3和下限位開關S4電連接，充電接收線圈L4與充電接收控制箱內的電容器C2并聯連接。充電發(fā)射控制箱內，含有除了位置檢測線圈LI、位置檢測線圈L2、充電發(fā)射線圈L5、充電狀態(tài)檢測線圈L3之外的所有電子元器件，位置檢測線圈LI與充電發(fā)射控制箱內的元件C5并聯連接，位置檢測線圈L2與充電發(fā)射控制箱內的元件C7并聯連接，充電發(fā)射線圈L5與充電發(fā)射控制箱內的元件Cl I并聯連接，充電狀態(tài)檢測線圈L3與充電發(fā)射控制箱內的元件V24、C12電連接，位置顯示指示燈與充電發(fā)射控制箱內的元件R36電連接。
權利要求1.一種車輛無線充電裝置，由充電發(fā)射部分和充電接收部分構成,包括框架(1)，充電升降架(2)，齒條(3)，齒輪(4)，直流電機(5)，電機支撐架(7)，上限位凸塊(8)，上限位開關(9)，下限位凸塊(10)，下限位開關(11)，充電接收控制箱(12)，長螺栓(13)，槽型膠木板(14)，螺母(15)，壓簧(16)，螺母(17)，螺母(18)，鋁箔紙(19)，鐵片I (20)，鐵片2 (21)，充電接收線圈L4 (22)，非金屬板(24)，位置檢測線圈LI (25)，位置檢測線圈L2 (26)，充電發(fā)射線圈L5 (27)，充電狀態(tài)檢測線圈L3 (28)，線路管道(29)，充電發(fā)射控制箱(30)，位置顯示指示燈(31)，其特征是與地面(23)保持同一平面的非金屬板(24)下有緊貼的充電發(fā)射線圈 L5(27)。
2.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是安裝在車體上的充電接收部分設有充電升降架(2)。
3.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是充電升降架(2)下有槽型膠木板(14)ο
4.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是；充電升降架(2)與槽型膠木板(14)之間設有壓簧(16) ο
5.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是槽型膠木板(14)下設有充電接收線圈L4(22)。
6.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是充電接收線圈L4(22)兩端分別設有鐵片I (20)和鐵片2(21)。
7.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是地面(23)上設有與地面保持同等高度的非金屬板(24)。
8.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是非金屬板(24)下設有緊貼的充電狀態(tài)檢測線圈L3 (28)，此充電狀態(tài)檢測線圈L3(28)與IC2單片機、V24、C12和Rp2構成自動選擇工作頻率電路。
9.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是充電發(fā)射線圈L5(27)兩端分別設有位置檢測線圈LI (25)和位置檢測線圈L2(26)。
10.根據權利要求I所述的車輛無線充電裝置，其特征是充電發(fā)射控制箱(30)的前面板上設有位置顯示指示燈(31)。
專利摘要一種屬于電器充電裝置的車輛無線充電裝置，一部分安裝在車身底部，另一部分安裝在地面，車身部分主要由充電升降架、直流電機、齒輪、齒條、上限位凸塊、上限位開關、下限位凸塊、下限位開關、接觸地面的槽型膠木板、壓簧、充電接收線圈L4、屏蔽用鋁箔紙、表示車輛位置的鐵片1、鐵片2和充電接收控制箱組成，地面部分主要由非金屬板、充電發(fā)射線圈L5、充電狀態(tài)檢測線圈L3、位于兩側用來檢測車輛位置的位置檢測線圈L1、位置檢測線圈L2、充電發(fā)射控制箱和位置顯示指示燈組成。待充電的車輛停到充電位置，放下充電升降架，位置顯示指示燈亮時即可開始自動充電，充電完畢，自動升起充電升降架，完成能源的補充，整個充電過程無線、安全便捷。
文檔編號H02J17/00GK202405807SQ201120457678
公開日2012年8月29日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權日2011年11月17日
發(fā)明者陸忠良 申請人:陸忠良