汽车无线充电系统的制作方法

1.本技术涉及汽车充电技术领域，具体涉及一种汽车无线充电系统。


背景技术：

2.目前的汽车无线充电系统通常包括设置于地面的发射模块和设置于汽车上的接收模块，汽车驶入充电区域时，发射模块向接收模块发射电磁波，接收模块接收电磁波并通过转换形成电能。
3.目前的汽车无线充电系统的发射模块和接收模块具有较大的充电间距，系统体积庞大，成本高，充电的效率较低。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供一种能够解决上述的问题的汽车无线充电系统。
5.为实现本技术的目的，本技术提供了如下的技术方案：
6.本技术提供了一种汽车无线充电系统，包括地面电能发射装置和车载电能接收装置，所述地面电能发射装置用于设置于地面，所述地面电能发射装置在待机状态和充电状态之间切换，所述车载电能接收装置用于设置在汽车上；所述地面电能发射装置包括电能发射组件、升降组件和外壳，在所述待机状态时，所述升降组件和所述电能发射组件均被所述外壳收纳，从所述待机状态切换为所述充电状态时，所述外壳打开，所述升降组件带动所述电能发射组件在竖直方向上上升，以使所述电能发射组件与所述车载电能接收装置接触而充电。
7.一种实施方式中，所述外壳包括壳体、盖板和连杆机构，所述壳体开设有背向地面的开口，所述盖板通过所述连杆机构与所述壳体连接，在所述待机状态时，所述盖板封闭所述开口，从所述待机状态切换为所述充电状态时，所述升降组件动作，所述连杆机构跟随联动以带动所述盖板移动，以露出所述开口，所述电能发射组件从所述开口伸出。
8.一种实施方式中，所述升降组件包括驱动件和传动件，所述驱动件设置在所述壳体内，所述传动件连接所述驱动件和所述电能发射组件，所述连杆机构与所述传动件或所述电能发射组件连接。
9.一种实施方式中，所述盖板包括两块，所述连杆机构包括多个连杆，两块所述盖板各连接有所述连杆，从所述待机状态切换为所述充电状态时，两块所述盖板分别向相背的两侧移动，以露出所述开口。
10.一种实施方式中，所述传动件包括涡轮蜗杆、齿轮齿条、丝杠螺母传动结构的任意一种。
11.一种实施方式中，所述壳体包括底板和多个侧板，多个所述侧板连接在所述底板的边缘，多个所述侧板和所述底板共同围合一容纳腔，所述电能发射组件和所述升降组件容置在所述容纳腔，多个所述侧板远离所述底板的一端围合形成所述开口。
12.一种实施方式中，所述侧板的一端与所述底板的边缘连接，所述侧板的相背的另
一端朝向所述底板的中部延伸，以使所述外壳形成倾斜的外表面。
13.一种实施方式中，所述侧板设有容纳槽，所述电能发射组件完全自所述开口伸出时，所述盖板贴在所述侧板上，所述连杆机构容置在所述容纳槽中。连杆机构容置在容纳槽中，可使得盖板完全的贴合到侧板上，由于侧板相对于地面倾斜，盖板在移动过程中要与侧板贴合，也需要倾斜以适配盖板的倾斜的形状，故在盖板从封闭开口处上升并往两侧打开的过程中也会呈倾斜状，两盖板相对的一侧高，两盖板相背的一侧低，若盖板上有异物(例如：落叶、烟头或碎石等)，在盖板移动的过程中异物在重力的作用下会从盖板较低的一侧落下，使得电能发射组件上无异物，避免充电时异物影响充电。因此，本技术的无线充电系统无需设置异物检测和活体检测功能。
14.一种实施方式中，所述电能发射组件包括第一充电面，所述第一充电面的一侧设有传感器，所述车载电能接收装置包括第二充电面，所述传感器用于检测所述第一充电面和所述第二充电面的间隔距离，当处于所述充电状态时，所述第一充电面和所述第二充电面接触，所述传感器反馈电信号以用于控制所述升降组件停止上升动作。
15.一种实施方式中，所述汽车无线充电系统还包括地面电力电子控制单元和车载电力电子控制单元，所述地面电力电子控制单元设置在地面，并与至少一个所述地面电能发射装置电连接，所述车载电力电子控制单元设置在汽车上，并与所述车载电能接收装置电连接。
16.本技术通过地面电能发射装置的壳体可打开，电能发射组件可在升降组件的带动下上升，与汽车上的车载电能接收装置接触而进行充电，由于电能发射组件与车载电能接收装置接触，两者之间无间距，系统结构紧凑体积小，可降低成本，提升充电的效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为一种实施例的汽车无线充电系统的示意图；
19.图2为一种实施例的汽车无线充电系统的示意图；
20.图3为汽车在车位进行无线充电的示意图；
21.图4为汽车进行无线充电的侧视图；
22.图5a－图5d为汽车无线充电系统进行无线充电的过程示意图；
23.图6a－图6d为地面电能发射装置进行无线充电的过程示意图；
24.图7为地面电能发射装置的内部结构分解示意图。
25.附图标记说明：
26.100－车位，101－地面，102－行驶指示标志，104－车轮定位墩，110－支撑板，111－支撑面；
27.200－汽车，201－车头，202－车尾；
28.10－地面电能发射装置，11－电能发射组件，114－传感器，115－第一充电面，12－升降组件，121－驱动件，1211－锥齿轮一，122－传动杆，1221－锥齿轮二，1222－锥齿
轮三，123－底座，124－丝杠，1241－锥齿轮四，125－滑块螺母，126－连接杆，127－支撑块，13－壳体，131－底板，132－侧板，133－容纳腔，134－容纳槽，14－盖板，15－连杆机构；
29.20－地面电力电子控制单元；
30.30－车载电能接收装置，31－第二充电面；
31.40－车载电力电子控制单元。
具体实施方式
32.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
35.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.请参考图1和图2，本技术提供一种汽车无线充电系统，包括地面电能发射装置10和车载电能接收装置30。地面电能发射装置10用于设置于地面101，地面电能发射装置10在待机状态和充电状态之间切换，车载电能接收装置30用于设置在汽车200上。
37.地面电能发射装置10可设置在车位100的地面101上，也可在车位100的地面101上挖一凹槽，地面电能发射装置10放置在该凹槽中，或者，车位100有一凸台，地面电能发射装置10放置在该凸台上。车载电能接收装置30设置在汽车200的底盘上，具体可设置在靠近车头201或车尾202处的底盘上(如图3所示)。车位100的地面101上可设行驶指示标志102，汽车200根据行驶指示标志102的指示驶入车位100并停车，使得汽车200上的车载电能接收装置30与地面电能发射装置10对位。当然，本技术的汽车无线充电系统不限制只应用于车位100，只要有任意可停车的位置，即可应用。
38.汽车无线充电系统还包括地面电力电子控制单元20和车载电力电子控制单元40，地面电力电子控制单元20设置在地面101，并与至少一个地面电能发射装置10电连接，车载电力电子控制单元40设置在汽车200上，并与车载电能接收装置30电连接。
39.车位100的一侧可设有支撑板110或者墙壁，支撑板110或墙壁具有支撑面111，地面电力电子控制单元20可靠在支撑面111上，或者，挂在支撑面111上。如图1所示，一地面电力电子控制单元20与一车位100对应，即一地面电力电子控制单元20与一地面电能发射装置10电连接；如图2所示，一地面电力电子控制单元20与三车位100对应，即一地面电力电子控制单元20与三地面电能发射装置10电连接。地面电力电子控制单元20与地面电能发射装
置10的电连接可以采用无线连接，也可以采用线缆连接，不做具体限制。车载电力电子控制单元40设置在汽车200内，其与车载电能接收装置30的电连接即可采用无线连接或者线缆连接，不做具体限制。
40.如图2和图3所示，车载电能接收装置30可设置在汽车200的车头201或车尾202的底盘处，图3中靠左边的车位100的车载电能接收装置30设置在车尾202的底盘处，汽车200倒车入库后可进行无线充电，图3中中间的车位100的车载电能接收装置30设置在车头201的底盘处，汽车200开车入库后可进行无线充电。图3中还示出了车位100的地面101设有车轮定位墩104，当汽车200驶入车位100并使得车轮与车轮定位墩104接触时，汽车200上的车载电能接收装置30正好与车位100的地面101上的地面电能发射装置10对位，可进行无线充电。
41.如图3和图4所示，当车载电能接收装置30设置在汽车200的车头201的底盘处时，汽车200开车入库并使得前轮与车轮定位墩104接触时，车载电能接收装置30与地面电能发射装置10对位，可进行无线充电。当然，汽车200的前轮也可不与车轮定位墩104接触，而是车轮与地面电能发射装置10接触时，可进行无线充电。具体选择何时停车以进行无线充电可根据实际情况进行设置。
42.地面电能发射装置10在待机状态和充电状态之间切换，当汽车200驶入车位100并停到预定的位置时，地面电能发射装置10可从待机状态切换至充电状态，当汽车200充好电后，地面电能发射装置10可从充电状态切换回待机状态，汽车200可驶出车位100。
43.请参考图5a－图5d，以及图6a－图6d，地面电能发射装置10包括电能发射组件11、升降组件12和外壳。请参考图5a和图6a，在待机状态时，升降组件12和电能发射组件11均被外壳收纳。请参考图5b－图5d，以及图6b－图6d，从待机状态切换为充电状态时，外壳打开，升降组件12带动电能发射组件11在竖直方向上上升，以使电能发射组件11与车载电能接收装置30接触而充电。具体的，如图5a－图5b和图6a－6b所示，在待机状态时，升降组件12和电能发射组件11被外壳收纳，从待机状态开始切换至充电状态时，外壳逐渐打开，升降组件12开始带动电能发射组件11开始移动，开始露出电能发射组件11；请参考图5b－图5c和图6b－图6c，外壳继续打开，升降组件12继续带动电能发射组件11上升，电能发射组件11露出面积增大；请参考图5c－图5d和图6c－图6d，外壳打开至最大，电能发射组件11露出至最大，升降组件12继续带动电能发射组件11上升，直至电能发射组件11与车载电能接收装置30接触，此时进行充电。其中，从待机状态切换为充电状态，以及从充电状态切换为待机状态可以互逆，可将地面电能发射装置10的运动过程反向即可。
44.本技术通过地面电能发射装置10的壳体13可打开，电能发射组件11可在升降组件12的带动下上升，与汽车200上的车载电能接收装置30接触而进行充电，由于电能发射组件11与车载电能接收装置30接触，两者之间无间距，系统结构紧凑体积小，可降低成本，提升充电的效率。
45.请参考图5a－图5d，以及图6a－图6d，外壳包括壳体13、盖板14和连杆机构15，壳体13开设有背向地面101的开口(未示出)，盖板14通过连杆机构15与壳体13连接。在待机状态时，盖板14封闭开口；从待机状态切换为充电状态时，升降组件12动作，连杆机构15跟随联动以带动盖板14移动，以露出开口，电能发射组件11从开口伸出。
46.具体的，如图5a－图5b和图6a－图6b，开口开设在壳体13的顶部，电能发射组件
11、升降组件12在竖直方向上从开口依次向地面101设置。在待机状态时，盖板14盖在开口上，使得壳体13形成完整统一的外观。从待机状态开始切换至充电状态时，在升降组件12的带动下，电能发射组件11开始上升，同时，连杆机构15跟随动作，带动盖板14移动以逐渐打开开口。盖板14移动时，盖板14可先上升，再向壳体13的侧面移动，以露出开口。请参考图5b－图5c和图6b－图6c，连杆机构15带动盖板14继续移动，开口逐渐增大至完全露出开口，同时升降组件12带动电能发射组件11已开始穿过开口，逐渐伸出至壳体13的顶部。请参考图5c－图5d和图6c－图6d，连杆机构15带动盖板14移动至壳体13的侧面，且电能发射组件11与车载电能接收装置30接触时，进行充电，此时升降机构停止动作，直至充电完成。待充电完成后，从充电状态切换至待机状态，可将上述的动作逆向进行即可，即升降机构带动电能发射组件11下降，直至电能发射组件11从开口缩回至壳体13内，同时连杆机构15带动盖板14逐渐移动直至盖在开口处封闭开口。使用连杆机构15带动盖板14移动，使得盖板14盖住开口或者露出开口，在盖板14盖住开口时外壳具有完整统一的外观，在盖板14移动至壳体13的一侧时露出开口，使得电能发射组件11能够从开口伸出用于充电的方式，结构简单。
47.可选的，请参考图5a－图5d，以及图6a－图6d，壳体13包括底板131和多个侧板132，多个侧板132连接在底板131的边缘，多个侧板132和底板131共同围合一容纳腔133，电能发射组件11和升降组件12容置在容纳腔133，多个侧板132远离底板131的一端围合形成开口。侧板132的数量可为4个，也可更多。
48.可选的，请参考图5a－图5d，以及图6a－图6d，侧板132的一端与底板131的边缘连接，侧板132的相背的另一端朝向底板131的中部延伸，以使外壳形成倾斜的外表面。结合图4，外壳的倾斜的外表面可以供汽车200的车辆碾过，使得汽车200驶入车位100进行无线充电时，即使误操作使得车轮碾过地面电能发射装置10时，由于外壳的保护，也避免造成外壳内部的电能发射组件11和升降组件12等结构的破坏。
49.可选的，请参考图5a－图5d，以及图6a－图6d，盖板14包括两块，连杆机构15包括多个连杆，两块盖板14各连接有连杆，从待机状态切换为充电状态时，两块盖板14分别向相背的两侧移动，以露出开口。每块盖板14上连接的连杆数量相同，且两块盖板14连接的连杆的结构和布置相对于开口的中部对称，盖板14移动时，两块盖板14及对应的连杆的运动也对称。连杆的数量不做具体限制。
50.可选的，请参考图5a和图5d，侧板132设有容纳槽134，电能发射组件11完全自开口伸出时，盖板14贴在侧板132上，连杆机构15容置在容纳槽134中。
51.连杆机构15容置在容纳槽134中，可使得盖板14完全的贴合到侧板132上，由于侧板132相对于地面101倾斜，盖板14在移动过程中要与侧板132贴合，也需要倾斜以适配盖板14的倾斜的形状，故在盖板14从封闭开口处上升并往两侧打开的过程中也会呈倾斜状，两盖板14相对的一侧高，两盖板14相背的一侧低，若盖板14上有异物(例如：落叶、烟头或碎石等)，在盖板14移动的过程中异物在重力的作用下会从盖板14较低的一侧落下，使得电能发射组件11上无异物。避免充电时异物影响充电。因此，本技术的无线充电系统无需设置异物检测和活体检测功能。
52.可选的，请参考图5a－图5d和图7，升降组件12包括驱动件121和传动件，驱动件121设置在壳体13内，传动件连接驱动件121和电能发射组件11，连杆机构15与传动件或电能发射组件11连接。
53.驱动件121可为电机，驱动件121驱动传动件带动电能发射组件11移动的过程中，连杆机构15可与传动件或电能发射组件11连接，连杆机构15跟随传动件或电能发射组件11的移动而运动，连杆机构15再带动盖板14移动，以实现盖板14封闭开口和露出开口的动作。
54.可选的，传动件包括涡轮蜗杆、齿轮齿条、丝杠螺母等传动结构的任意一种，不做具体限制，只要能够实现升降动作的结构都可以。
55.请参考图7，示出了一种升降组件12的具体结构，升降组件12包括驱动件121和传动件。驱动件121具有输出轴，输出轴上连接有锥齿轮一1211。传动件包括传动杆122、底座123、丝杠124、滑块螺母125、连接杆126和支撑块127。传动杆122的中部连接有锥齿轮二1221，两端各连接有一锥齿轮三1222，传动杆122的两端分别与一底座123转动连接；底座123上设有滑轨，丝杠124的中部连接有锥齿轮四1241，丝杠124上锥齿轮四1241的两侧具有螺纹；滑块螺母125与滑轨滑动连接，且滑块螺母125与丝杠124的螺纹配合，每一底座123与两个滑块螺母125滑动连接；连接杆126的数量为两个，每一连接杆126与一滑块螺母125转动连接，两个连接杆126的远离滑块螺母125的一端转动连接；支撑块127与个连接杆126的远离滑块螺母125的一端连接。支撑块127用于与电能发射组件11连接。
56.运动时，驱动件121的输出轴转动，带动锥齿轮一1211转动，锥齿轮一1211带动传动杆122的锥齿轮二1221转动，锥齿轮二1221带动传动杆122转动；传动杆122转动带动两端的锥齿轮三1222转动；锥齿轮三1222转动带动丝杠124的锥齿轮四1241转动；锥齿轮四1241转动带动丝杠124转动，丝杠124转动带动两个滑块螺母125相对移动或相背移动；两个滑块螺母125的移动带动两个连接杆126相对转动，从而使得支撑块127上升或下降，进而使得电能发射组件11上升或下降。
57.上述的升降组件12的结构都是采用常见的结构，具有良好的稳定性，可提升升降组件12的可靠性。
58.请参考图5a－图5d、图6a－图6d和图7，电能发射组件11包括第一充电面115，第一充电面115的一侧设有传感器114，车载电能接收装置30包括第二充电面31，传感器114用于检测第一充电面115和第二充电面31的间隔距离。当处于充电状态时，第一充电面115和第二充电面31接触，传感器114反馈电信号以用于控制升降组件12停止上升动作。
59.传感器114可与地面电力电子控制单元20的控制件连接，传感器114反馈的电信号传输至控制件，控制件再控制升降组件12停止上升动作。
60.第一充电面115和第二充电面31接触时，电能发射组件11提供电能，通过第一充电面115传输至第二充电面31，第二充电面31接收的电能可通过车载电能接收装置30的内部器件传输至汽车200的蓄电池，实现充电。第一充电面115和第二充电面31的电能传输可通过磁芯、线圈等结构，形成类似变压器的结构，并采用电磁感应效应，地面电能发射装置10提供的电能传输至车载电能接收装置30。
61.以上对本技术所提供的一种汽车无线充电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。