移動充電裝置及其充電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種移動充電裝置及其充電系統(tǒng)，包含位于充電站的電能發(fā)生裝置、電動車以及移動充電裝置。所述的移動充電裝置包括信號接收單元，通過檢測電能接收裝置中信號發(fā)射單元發(fā)出的紅外信號以確定電動車充電的位置，實現(xiàn)對電動車的無線充電功能。通過本發(fā)明，可有效避免障礙物對移動充電裝置在定位電動車充電位置過程中的干擾，實現(xiàn)充電裝置的快速定位，極大地提高了充電的靈活性，對未來新能源汽車的發(fā)展具有重要意義。
【專利說明】
移動充電裝置及其充電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車電池?zé)o線充電技術(shù)領(lǐng)域。具體地說，是關(guān)于一種移動充電裝置及其充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，環(huán)保節(jié)能的電動汽車憑借其環(huán)境友好、噪音低、能源利用效率高等優(yōu)勢，受到社會越來越多的關(guān)注。然而在其普及的過程當(dāng)中仍然面臨一些問題。其中，充電問題尤其突出，并且已經(jīng)成為電動汽車推廣的一大難題，急待解決。
[0003]針對電動車充電問題，目前已經(jīng)提出了多種無線電能傳輸技術(shù)，其能有效克服傳統(tǒng)供電存在的設(shè)備移動靈活性差，環(huán)境不美觀，容易產(chǎn)生接觸火花，供電線暴露等問題，繼而消除了傳統(tǒng)供電方式存在的安全隱患問題，使整個供電過程更加安全。目前，無線輸電大致可分為，電磁感應(yīng)式，電磁輻射式和電磁共振式；電磁感應(yīng)式傳輸距離近，效率低；電磁輻射式傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸效率低，傳輸功率為毫瓦級;磁耦合諧振式可以在幾米的范圍內(nèi)實現(xiàn)高效能量傳輸。
[0004]無線充電技術(shù)的使用，極大的方便了電動車的充電，尤其近年來出現(xiàn)的充電機器人的技術(shù)，使得電動車不必在停放至某一個固定的充電的位置，只要駛?cè)肽骋粎^(qū)域內(nèi)，充電機器人就可以自行檢測并移動到電動車的位置，以將充電粧的電能傳輸給電動車的充電電池。而如何能夠使充電機器人快速準(zhǔn)確地檢測到電動車的充電位置成為目前比較突出的問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，一種檢測方式是通過安裝在移動機器人側(cè)面的攝像頭來獲取電動車的停放位置，從而引導(dǎo)機器人移動到該位置，但采用這種檢測方式時，一旦電動車周圍存在障礙物遮擋了機器人攝像頭的視線，則無法準(zhǔn)確的檢測到電動車的停放位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種為電動車充電的可移動充電裝置，通過本發(fā)明的技術(shù)方案，可通過使用紅外探測技術(shù)快速準(zhǔn)確的移動充電裝置到電動車停泊位置，并通過監(jiān)測電動車充電電池的實時充電裝置，找到充電最佳位置。
[0006]提供一種電動汽車移動充電系統(tǒng)，一種電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括位于充電場站的電能發(fā)生裝置、置于電動汽車內(nèi)的電能接收裝置和移動充電裝置，其中所述電能接收裝置包括電池充電控制器、電能接收單元、充電電池和無線數(shù)據(jù)通訊模塊，進(jìn)一步包括信號發(fā)射單元，所述的信號發(fā)射單元受觸發(fā)發(fā)送位置信號;所述的移動充電裝置包括:車輪，位于所述移動充電裝置底部；電能接收端，通過連接充電電纜接收來自電能發(fā)生裝置的電能；電能輸出端，安裝在所述移動充電裝置的頂部向電動車提供充電電能;信號接收單元，接收所述信號發(fā)射單元發(fā)送的位置信號以確定電動車及電動車電能接收裝置的位置;短程通訊單元，與電動車所述的無線數(shù)據(jù)通信模塊進(jìn)行通訊。其特征在于，進(jìn)一步包括控制單元，所述控制單元根據(jù)來自所述信號接收單元發(fā)送的檢測信號移動所述移動充電裝置到達(dá)所述電動車充電電池的位置，并根據(jù)所述短程通訊單元所傳送的所述充電電池狀態(tài)信息移動所述電能輸出端。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述的電動汽車移動充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的移動充電裝置的信號接收單元是由安裝在所述移動充電裝置表面的多個紅外接收管組成。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述的電動汽車移動充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的電能接收裝置的信號發(fā)射單元是由安裝在所述電能接收裝置底部的多個紅外發(fā)射管以及若干條引導(dǎo)線組成。
[0009 ]通過本發(fā)明提供的可移動充電裝置，充電裝置可快速準(zhǔn)確地找到電動汽車的電池充電位置，尤其在充電場站中有多個電動車停放的密集環(huán)境下，能夠透過障礙物準(zhǔn)確地找到待充電的電動車的位置，極大地提高了充電的靈活性。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的一種移動充電裝置及其充電系統(tǒng)的示意圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的電動汽車電能接收裝置的示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的電能接收裝置中信號發(fā)射單元的示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置的示意圖；
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置頂部示意圖；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置底部示意圖；
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置信號接收單元的示意圖；
[0017]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置進(jìn)入充電位置的運動狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的一種移動充電裝置及其充電系統(tǒng)的示意圖，其中包含位于充電站的電能發(fā)生裝置、電動車101以及移動充電裝置200。
[0020]圖2是依據(jù)本發(fā)明的電動車101底部構(gòu)造的示意圖。如圖所示，電動車101包括電能接收裝置。電能接收裝置包括電池充電控制器102、電能接收單元103、充電電池104、車載無線數(shù)據(jù)通訊單元105以及信號發(fā)射單元106。電能接收單元103輸出端連接電池充電控制器102的輸入端，電池充電控制器102第一輸出端連接充電電池104，電池充電控制器102第二輸出端連接車載無線數(shù)據(jù)通信單元105。根據(jù)本發(fā)明的實施例，電池充電控制器102通過CAN總線與電池進(jìn)行通訊。電池充電控制器102包括CPU、測量電路、整流電路以將拾取線圈的高頻交流電進(jìn)行整流。信號發(fā)射單元106包括安裝在所述電能接收裝置底部的多個紅外發(fā)射管107以及若干條引導(dǎo)線108。
[0021]本發(fā)明的實施例中，所述電能接收單元103設(shè)置在電動汽車底盤上，電能接收單元103采用磁耦合方式通過接收線圈能量發(fā)射單元產(chǎn)生的高頻電磁能，通過拾取線圈將其轉(zhuǎn)化為高頻電能，經(jīng)充電控制器整流穩(wěn)壓后給電池充電。
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的電能接收裝置中信號發(fā)射單元106的示意圖。如圖所示，所述信號發(fā)射單元106由多個紅外發(fā)射管107以及若干條引導(dǎo)線108組成，安裝在所述電能接收裝置的底部，發(fā)射紅外信號引導(dǎo)所述移動充電裝置200移動靠近所述電能接收目.0
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明的移動充電裝置200的示意圖。如圖所示，移動充電裝置200包括本體201、信號接收單元202以及位于本體201底部的車輪203。車輪可采用萬向輪的形式，使移動充電裝置更加靈活。
[0024]移動充電裝置200包括電能輸入端204，其通過電纜線連接至電能發(fā)生裝置，例如固定在充電站里的充電粧。為方便移動充電裝置200的移動，電纜線可采用可伸縮的電纜線，即在一定范圍內(nèi)是可隨著移動充電裝置的移動而變換長度。
[0025]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置200頂部的示意圖，其中包括電能輸出端205和信號接收單元202。在一個實施例中，所述的電能輸出端205為充電線圈。如圖6所示，移動充電裝置200底部包括短程通訊單元206以及控制器207。在一個實施例中，該短程通訊單元206可以與電動車內(nèi)的移動無線數(shù)據(jù)通信單元105進(jìn)行信息的傳遞，包括電池S0C、電池充電電流建議值、電池電壓、溫度、車輛識別碼、車輛輪間距、充電要求時間等等。控制器207控制上述各單元模塊以及與電動車和電能發(fā)生裝置的溝通。
[0026]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施方案示出的移動充電裝置信號200接收單元202的示意圖。信號接收單元202由多個紅外接收管208組成，安裝于所述的移動充電裝置200表面上，用于檢測信號發(fā)射單元106發(fā)出的紅外信號。
[0027]在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)電動車進(jìn)入充電區(qū)域需要完成充電工作時，電動車駕駛員按下車內(nèi)充電按鈕，將充電請求信號以及電池信息通過安裝在所述電動車101底部的車載無線數(shù)據(jù)通訊單元105發(fā)送至所述移動充電裝置200的短程通訊單元206。同時，安裝在所述電能接收裝置的信號發(fā)射單元106開始工作，紅外發(fā)射管107處于常亮狀態(tài)，豎直向下照射并發(fā)出具有一定指向性的紅外信號光線。
[0028]短程通訊單元206獲取電動車充電電池的狀態(tài)信息，包括電池型號、當(dāng)前電能儲備、所需要的電能、充電電流建議值等，并將與電池相關(guān)的信息傳遞給電能發(fā)生裝置。電能發(fā)生裝置根據(jù)所接收的電動車電池相關(guān)信息，調(diào)整分配將被提供給電動車的電能輸出量。
[0029]在電動車充電電池的狀態(tài)信息確定之后，安裝在所述移動充電裝置200表面上的信號接收單元202開始工作，并檢測紅外發(fā)射管107發(fā)射出的紅外信號光線。如圖8所示，當(dāng)紅外接收管208受到紅外發(fā)射管107照射時，可以觸發(fā)感應(yīng)信號，并通過所述信號接收單元202將感應(yīng)信號指令傳遞給移動充電裝置200。感應(yīng)信號指令傳遞完成之后，控制器207進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，通過確定移動充電裝置200當(dāng)前時刻受到照射而觸發(fā)感應(yīng)信號的紅外接收管208的數(shù)目以及位置這兩方面信息，來獲取當(dāng)前移動充電裝置200相對于電能接收單元103中接收線圈的位置信息。在得到相關(guān)位置信息之后，控制器207控制車輪203帶動移動充電裝置200向電動車101方向移動。當(dāng)所述移動充電裝置200移動至所述電動車電能接收裝置的電能接收單元103接收線圈的位置之后，移動充電裝置200通過電能輸出端205與電能接收單元103間的無線對接，實現(xiàn)電能傳送。
[0030]電動車101充電工作完成之后，信號發(fā)射單元106中的紅外發(fā)射管停止工作，位于所述移動充電裝置200表面上的信號接收單元202的紅外接收管失去照射光線，不觸發(fā)信號，移動充電裝置200返回至原始位置并完成整個充電工作流程。
[0031]以上對本發(fā)明的優(yōu)選實施實施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明的思想的范圍內(nèi)，可做出若干變形和修改。
【主權(quán)項】
1.一種電動汽車無線充電系統(tǒng)，包括位于充電場站的電能發(fā)生裝置、 置于電動汽車內(nèi)的電能接收裝置和移動充電裝置，其中所述電能接收裝置包括電池充電控制器、電能接收單元、充電電池和無線數(shù)據(jù)通信模塊，進(jìn)一步包括信號發(fā)射單元，所述的信號發(fā)射單元受觸發(fā)發(fā)送位置信號； 所述的移動充電裝置包括: 車輪，位于所述移動充電裝置底部； 電能接收端，通過連接充電電纜接收來自電能發(fā)生裝置的電能； 電能輸出端，安裝在所述移動充電裝置的頂部向電動車提供充電電能； 信號接收單元，接收所述信號發(fā)射單元發(fā)送的位置信號以確定電動車及電動車電能接收裝置的位置； 短程通訊單元，與電動車所述的無線數(shù)據(jù)通信模塊進(jìn)行通訊。 其特征在于，進(jìn)一步包括控制單元，所述控制單元根據(jù)來自所述信號接收單元發(fā)送的檢測信號移動所述移動充電裝置到達(dá)所述電動車充電電池的位置，并根據(jù)所述短程通訊單元所傳送的所述充電電池狀態(tài)信息移動所述電能輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車移動充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的移動充電裝置的信號接收單元是由安裝在所述移動充電裝置表面的多個紅外接收管組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車移動充電系統(tǒng)，其特征在于，所述的電能接收裝置的信號發(fā)射單元是由安裝在所述電能接收裝置底部的多個紅外發(fā)射管以及若干條引導(dǎo)線組成。
【文檔編號】H02J50/00GK105932754SQ201610547528
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】關(guān)天宇
【申請人】戴姆勒股份公司