一种智能对位的无线充电系统及对位方法与流程

本发明涉及电动汽车无线充电，尤其涉及一种智能对位的无线充电系统及对位方法。

背景技术：

1、充电方式主要有有线充电和无线充电两大类。其中无线充电因没有电气连接，不需要手动连接充电电缆，具有操作方便，维护成本低的优点，能够有效避免有线充电存在的漏电、火花、磨损等问题，同时防水防尘的设备可以在不同的环境条件下工作，可以实现自动充电全过程，对于用户友好，增强了充电方式的灵活性。

2、电动汽车无线充电系统包括发射端的整流逆变电路、初级补偿网络、原边线圈和车辆上接收端的副边线圈(耦合机构)、次级补偿网络、同步整流电路，两路并联交错升压电路组成。工作时整流变换器将市电转成直流电源连接到逆变电路输入端，通过逆变电路将直流转化为恒定频率的交流电，输出给初级补偿网络后连接原边线圈端，耦合机构(接收线圈)再经次级补偿网后由降压变压器进行降压，降压变压器副边接通到同步整流电路，将交流转为直流，得到的直流电再通过升压电路满足不同电压等级的车载电池充电需求。

3、现有的电动汽车无线充电系统要求汽车上的接收线圈端与发射线圈端的位置偏差在较小的范围内，才能达到有效地耦合。国家标准gb/t38775.3-2020附录a中规定的原、副边设备偏移量：x轴偏移量为±75mm，y轴偏移量为±100mm。这就需要车载接收设备增加定位引导装置，同时要求车辆在停车位上要求停好停正，但是实际应用中汽车的停放位置不同，而充电装置不便于移动，这一点对于用户不太友好，虽然如今自动泊车技术日益成熟，但也不能保证车载端接收线圈与发射线圈的相对位置正好对位，其对位困难不仅浪费用户时间，也导致无线充电设备无法大量被使用，最终导致无线充电的效果不好。

4、大量的研究资料显示增加系统耦合系数，其无线充电系统的系统输入功率及输出功率呈线性增加关系。同时，在无线系统工作条件下，其充电效率可以达到92％以上，使无线充电系统具有大功率、高效率的传输特点。一般无线充电接收线圈固定在电动汽车端，地面发射线圈固定在地面或埋沉于地下，这样使得两线圈之间有较大的空气间隙，导致其系统的耦合系数较低，不能满足大功率、高效率的功率传输需求，导致充电效果不佳，充电设备的功率损耗较大，进而造成设备发热，如散热不及时存在损坏设备的风险。

5、中国发明专利cn111907363a公开了一种升降式无线充电器和汽车智能自动对位系统及其对位方法，在充电时，要求将汽车停在升降装置的上方，使得无线发射器和接收器大致位置相应。通过电流传感器感应无线充电发射器与汽车接收器之间的充电量，当检测到接收器电流不是最大值时，移动机构带动无线发射器移动；中国发明专利cn112234723a公开了一种履带式升降的无线充电发射器，利用链条单面弯曲的特性，对其升降的两端进行固定和限位，在齿轮和传动轴的配合驱动下，控制无线发射板的升降；中国发明专利cn116691382a公开了一种可升降式无线充电设备、充电方法及车辆，当车辆进入架设有可移动充电线圈的可充电车道时，升降弓升起，使得无线充电模块连接上无线充电线圈并对车辆电池进行充电；中国实用新型专利cn212637213u公开了一种汽车无线充电器智能对位装置，通过升降充气顶微调充电装置的位置，从而调节和汽车之间的位置。

6、在现有技术中，市面上推出的无线充电设备大多数不会同时具备升降机构和水平移动的特点。另外，已经公开的很多专利虽然提出升降式无线充电器和汽车智能自动对位系统，其系统包括底座、升降装置及无线发射器，无线发射器与升降装置之间设置有移动机构。但是，有些要在接收器中心设有电流传感器来侦测接收线圈与发射线圈的位置，同时，左右横移距离也受限在一定的范围内；此外，升降机构利用丝杆机构，其对于工作环境要求较高，不能有异物或灰尘等影响丝杆的工作；对于用户的停车位置有一定的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种智能对位的无线充电系统，解决以上技术问题；

2、本发明的目的还在于，提供一种智能对位的无线充电系统的对位方法，解决以上技术问题；

3、一种智能对位的无线充电系统，包括，

4、无线充电发射装置，包括，

5、充电墙盒，用于将市电转换为恒定频率的交流电，所述充电墙盒接收汽车的充电请求并开启充电信号；

6、发射线圈端，于所述充电信号的作用下可控制地移动至所述汽车的车载接收线圈端进行对位充电，所述发射线圈端包括，

7、可移动的全向底盘；

8、发射线圈，通过升降结构安装于所述全向底盘上，所述发射线圈与所述充电墙盒有线连接；

9、传感器组件，安装于所述全向底盘上，用于测距并启动所述升降结构移动所述发射线圈与所述车载接收线圈端的接收线圈中心对齐。

10、优选地，所述发射线圈端还包括，

11、第一支撑铝板，位于所述全向底盘的上方；

12、所述升降结构，位于所述第一支撑铝板的上方；

13、第二支撑铝板，位于所述升降结构的上方，

14、所述发射线圈位于所述第二支撑铝板的上方。

15、优选地，所述全向底盘的底部设有，

16、全向轮，用于进行纵向移动和横向移动；

17、控制电机，连接所述全向轮，用于控制所述全向轮进行全方位移动；

18、绕线机，位于相邻的两个所述全向轮之间；

19、绕线电机，位于所述绕线机的两侧，用于控制所述绕线机卷绕或舒放电缆。

20、优选地，所述升降结构包括，

21、第一连杆，所述第一连杆的第一端与所述第二支撑铝板通过滚轮滑动连接，所述第一连杆的第二端与所述第一支撑铝板固定连接；

22、第二连杆，所述第二连杆的第一端与所述第二支撑铝板固定连接，所述第二连杆的第二端与所述第一支撑铝板通过所述滚轮滑动连接；

23、传动轴，与所述第一连杆、所述第二连杆销接固定；

24、直流电机，连接所述传动轴，用于控制所述传动轴带动所述第一连杆、所述第二连杆进行升降运动。

25、优选地，所述充电墙盒与所述发射线圈端通过所述电缆进行能源传输；

26、所述传感器组件包括用于测距、避障的摄像头和超声传感器。

27、优选地，所述充电墙盒内设有功率因数校正整流器和逆变电路；

28、所述功率因数校正整流器的输入端连接市电电网，将所述市电电网的所述市电转为直流电后，输送至所述逆变电路，所述逆变电路将所述直流电转化为所述交流电。

29、优选地，所述发射线圈端内设有所述发射线圈和初级补偿网络；

30、所述初级补偿网络的输入端连接所述逆变电路的输出端，所述交流电经过所述初级补偿网络后输送至所述发射线圈。

31、优选地，所述车载接收线圈端内设有所述接收线圈和次级补偿网络；

32、所述接收线圈与所述发射线圈耦合后，通过所述次级补偿网络进行调整，得到调整后电流；

33、所述调整后电流依次经过所述汽车上的降压变压器、整流电路、两路并联交错升压电路后，流入车载电池中。

34、一种智能对位的无线充电系统的对位方法，用于所述的智能对位的无线充电系统，包括，

35、步骤s1，所述无线充电发射装置的所述充电墙盒接收所述汽车的所述充电请求并开启所述充电信号；

36、步骤s2，所述发射线圈端于所述充电信号的作用下，自初始位置自主移动至所述汽车的底部，并基于所述升降结构、所述传感器组件与所述车载接收线圈端进行对位充电；

37、步骤s3，充电结束后，所述发射线圈端退出所述汽车的底部，并卷线退回至所述初始位置。

38、优选地，步骤s2包括，

39、步骤s21，所述发射线圈端自所述初始位置自主移动至所述汽车底部的所述车载接收线圈端的位置；

40、步骤s22，所述传感器组件启动所述升降结构移动所述发射线圈，直至所述发射线圈与所述接收线圈的中心对齐；

41、步骤s23，所述接收线圈与所述发射线圈进行耦合充电。

42、本发明的有益效果是：提供一种智能对位的无线充电系统和对位方法，兼具水平方向移动和升降功能，对用户的停车位置无要求，对位过程简单灵活。