具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一：

本实施例提供一种车载水杯加热装置，图1是车载水杯加热装置的各部件的连接关系示意图。

参见图1，车载水杯加热装置包括杯座和水杯。

杯座包括杯座端控制器11、杯座端线圈12和杯座端红外收发器13，杯座端控制器11通过杯座端线圈12发送能量电磁波，通过杯座端红外收发器13发送和接收红外信号。

需要说明的是，杯座端红外收发器13集成红外线发射器和红外线接收器，其中，红外线发射器具有遥控功能。它通过红外线发射管在一定范围内向外发射光线，从而达到控制信号的作用，红外线接收器可以接收红外信号并能独立完成从红外线接收到输出与电频信号兼容。

水杯包括水杯端控制器21和与水杯端控制器21连接的水杯端线圈22、温度传感器23、加热器24和水杯端红外收发器25，水杯端控制器21集成有控制电路和电源，水杯端控制器21通过水杯端线圈22接收能量电磁波，水杯端控制器21通过能量电磁波为自身、温度传感器23、加热器24供电和水杯端红外收发器25，水杯端控制器21通过水杯端红外收发器25接收和发送红外信号。

需要说明的是，水杯端红外收发器25集成红外线发射器和红外线接收器，其中，红外线发射器具有遥控功能。它通过红外线发射管在一定范围内向外发射光线，从而达到控制信号的作用，红外线接收器可以接收红外信号并能独立完成从红外线接收到输出与电频信号兼容。

杯座向水杯发送能量电磁波，水杯接收能量电磁波并能转化成电能，一部分电能供给水杯端控制器21、温度传感器23和水杯端红外收发器25供电，从而能够控制加热和信息反馈，另一部分电能通过加热器24加热水杯中的水，水杯端控制器21通过温度传感器23采集水温，通过红外线与杯座端控制器11进行信息反馈。

车载水杯加热装置将电磁波能量用于水杯加热，控制信号通过红外线进行传输交互，完全避免了有线接触，并且利用红外收发器传输信号不会和车载蓝牙、网络信号发生窜扰，具有较好的抗干扰性。

进一步，在本申请实施例中，加热器24设置为热敏电阻。需要说明的是，加热器24也可使用电阻丝。

进一步，加热器24与水杯端控制器21之间设有继电器26，水杯端控制器21控制继电器26的打开和关闭，进而控制加热器24的打开和关闭。

需要说明的是，继电器26能够替换为MOS管。本申请实施例并不限于此。

优选地，杯座端控制器11接入汽车CAN总线上，通过汽车CAN总线与整车其他控制器执行信息交互。

例如，中控屏通过汽车CAN总线连接杯座端控制器11，进而通过中控屏上的交互界面或语音控制系统执行控制。

优选地，汽车CAN总线通过服务器连接移动终端，例如手机，手机设有相应的控制软件，也能够远程对车载水杯加热装置执行控制。

实施例二：

本实施例提供一种车载水杯加热方法，该方法基于实施例一提供的车载水杯加热装置的杯座，如图2所示，车载水杯加热方法包括以下步骤：

S100、向水杯端供电和发送控制指令。

具体地，杯座端控制器11将能量电磁波通过杯座端线圈12发出，之后，将控制指令通过杯座端红外收发器13发出红外信号。可以理解为，能力电磁波先用于供电，之后水杯端才能接收到红外信号。

步骤S100后执行步骤S200、接收水杯端的初始温度T₀。例如，水杯端的初始温度T₀为16℃。

步骤S200后执行步骤S300、根据初始温度判断是否需要试加热。

步骤S300具体包括：判断初始温度T₀是否在预设加热温度范围内，若初始温度T₀不在预设加热温度范围内，则判断为需要试加热。

在本申请实施例中，预设加热温度范围在35℃-50℃。由于室温下的水温在30℃以下，当监测到预设加热温度为35℃-50℃时，表明水杯内的水最近经过加热正在冷却。并且，从35℃以上降温到35℃以下一般是经过车内空气形成热交换，因此在等待较短时间内即可降低到35℃以下，不会给用户造成不便。

并且，若初始温度T₀大于50℃时，例如初始温度为55℃时，一般为用户明知道水刚加热完毕，仍需要加热，或者需要将水保持在烧开状态，即客户想要使用温度较高的热水，这也符合国内用户的喝热水的习惯，因此仍可执行之后步骤。

需要说明的是，预设加热温度范围能够自行设置，换言之，预设加热温度范围包括两个极值，两个极值是可调的。例如，用户可根据使用习惯通过移动终端或中控屏交互界面执行设置，即当初始温度T₀不在预设加热温度范围时可执行后续加热步骤。

若需要试加热，继续执行步骤S400、接收水杯端在试加热时长后的第一温度T₁。即需要试加热后，水杯端开启加热，经过试加热时长后杯座接收第一温度T₁。

在本申请实施例中，试加热时长设置为一分钟，即水杯端会加热一分钟。一分钟后杯座接收第一温度T₁，需要说明的是，在一分钟内水杯和杯座之间不间断地执行单向能量传输与双向数据传输，因此该过程也不断接收温度数据，第一温度T₁为一分钟后杯座端处理器接收到的温度数据。以下过程也如上述，在整个加热过程中，不断执行单向能量传输与双向数据(控制指令和反馈数据)传输，水杯会不断反馈温度信息，而杯座会不断执行供电和发出控制指令，以及接收温度信息，加热过程不间断。

步骤S400后执行步骤S500、根据初始温度T₀、试加热时长t₁、加热功率P、第一温度T₁和预设比热容c判断是否持续加热。

具体地，步骤S500包括：

S501、根据初始温度T₀、预热时长t₁、加热功率P、第一温度T₁和预设比热容c获得实际水量V。

根据公式：P·t₁＝ρ·V·c·(T₁-T₀)。

公式转换后得到V＝P·t₁/[ρ·c·(T₁-T₀)]。

需要说明的是，预设比热容c为水的比热容，加热功率P与为汽车出厂设置，ρ为水的密度。

例如，经过计算获得实际水量V为350ml。

步骤S501之后执行步骤S502、判断实际水量V是否大于预设水量V₀。

在本申请实施例中，若预设水量V₀为100ml，实际水量V大于100ml，则表明可以继续加热。

需要说明的是，若实际水量小于100ml，再继续加热容易发生干烧。下一步执行S900、停止向水杯端供电，进而完成步骤S901、结束加热。

若继续加热，步骤S500后执行步骤S600、根据第一温度T₁和目标温度T_m获得加热到目标温度T_m的目标时长t₂。

在本申请实施例中，目标温度T_m设置为70℃。

具体地，步骤S600包括：

S601、根据第一温度T₁、目标温度T_m、实际水量V和预设比热容c获得所需总热量Q。

具体地，计算公式：Q＝ρ·V·c·(T_m-T₁)。根据该计算公式能够得到所需总热量Q。

步骤S601之后执行步骤S602、根据加热功率P和所需总热量Q获得目标时长t₂。

具体地，计算公式：t₂＝Q/P。通过该计算公式能够得到目标时长t₂。例如目标时长t₂为240秒，即四分钟。

步骤S600后执行步骤S700、接收水杯端在目标时长后的第二温度T₂。可以理解为四分钟后接收第二温度T₂。

步骤S700之后执行步骤S800、根据第二温度T₂判断是否达到目标温度T_m。

若第二温度T₂达到70℃，则执行步骤S900、停止向水杯端供电。

步骤S900之后执行步骤S901、结束加热。

需要说明的是，考虑到车内环境和加热水时的使用习惯，这里默认了在加热过程中不会添加水或车内环境温度急剧降低导致加热速度变慢，因此加热效率能够或必然使得完成加热到目标温度T_m。

即杯座端停止发送能量电磁波，此时水杯被切端能量传输，水杯将不再接收到能量电磁波。

需要说明的是，现有的加热器往往会添加电容，在断电后，水杯端尤其是加热器部分仍然有部分电量，进而还能够维持加热一段时间。

实施例三：

本实施例提供一种车载水杯加热方法，该方法基于上述车载水杯加热装置的水杯，结合图2和图3所示，该方法包括以下步骤：

S1000、接收杯座端供电和控制指令。

需要说明的是，步骤S1000是对应实施例二中的步骤S100之后，即杯座端的步骤S100执行后，水杯端执行步骤S1000。

具体地，步骤S1000包括以下步骤：

S1001、水杯端线圈22接收能量电磁波。

S1002、水杯端控制器21根据能量电磁波转换为电能并向温度传感器23、水杯端红外收发器25、继电器26和加热器24供电。

步骤S1000后执行步骤S2000、获取初始温度。换言之，步骤S2000是通过温度传感器23获得初始温度。

具体地，步骤S2000包括以下步骤：

S2001、水杯端控制器21根据控制信号电磁波发送获取初始温度指令。

S2002、温度传感器23根据获取初始温度指令获取初始温度T₀。

S2003、温度传感器23将初始温度T₀发送至水杯端控制器21。

步骤S2000后执行步骤S3000、向杯座端发送初始温度T₀。

步骤S3000具体包括：水杯端控制器21将初始温度T₀通过水杯端线圈22发送包含初始温度信息的红外信号。水杯端执行完步骤S2000后，杯座端执行步骤S200-S300。

步骤S3000后执行步骤S4000、获取试加热时长后的第一温度。需要说明的是，杯座端执行完步骤S300后，水杯端执行步骤S4000。

需要说明的是，水杯和杯座之间的能量传输和信号传输是不间断的，在试加热时长内也在执行数据传输，这里水杯的温度传感器23获取加热时长后的第一温度，和杯座接收的加热时长的第一温度在时间上存在一个时差，但由于该时差极短(一次信号传输的时长)，因此可以认为第一温度与实际无差。

步骤S4000后执行步骤S5000、向杯座端发送第一温度T₁。可以理解为，试加热时长后，水杯端控制器21将第一温度T₁通过水杯端红外收发器25发送包含第一温度信息的红外信号。

水杯端执行完步骤S5000后，杯座端执行步骤S400-S600。步骤S600执行后，水杯端执行步骤S6000、获取目标时长后的第二温度。

具体地，步骤S6000包括：

S6001、到目标时长之时，水杯端控制器21发送获取第二温度指令。

S6002、温度传感器23根据获取第二温度指令获取第二温度T₂。

S6003、温度传感器23将第二温度T₂发送至水杯端控制器21。

步骤S6000后执行步骤S7000、向杯座端发送第二温度T₂。可以理解为，水杯端控制器21将第二温度T₂通过水杯端红外收发器25发送包含第二温度信息的红外信号。

水杯端执行完步骤S7000后，杯座端执行S700-S901,相应地，杯座端执行步骤S900后，水杯端执行步骤S8000、停止接收杯座端供电。之后执行步骤S9000、结束加热。可以理解为，步骤S9000和步骤S901为同一步骤。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够执行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。