阅读说明：本技术 电动汽车无线充电线圈对准方法 (Alignment method for wireless charging coil of electric automobile ) 是由 龚庆 曹强 鲜奇迹 杨远航 于 2020-12-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种电动汽车无线充电线圈对准方法,包括：S1.将地面充电终端设置于六自由度平台上,并获取六自由度平台的初始姿态信息；并将电动汽车停在地面充电终端位置处；S2.采集电动汽车的车载充电终端与地面充电终端之间的位置参数；S3.根据位置参数调整六自由度平台的姿态；S4.控制地面充电终端处于小功率充电状态,调整六自由度平台的姿态,并在调整过程中采集车载充电终端接收到的电流信息；S5.判断找出电流信息中的最大值,并以电流为最大值时所对应的六自由度平台的姿态对六自由度姿态进行设定并保持,能够保证线圈之间的磁通量最大化,从而能够确保电动汽车具有最大的充电效率。(The invention provides an alignment method for a wireless charging coil of an electric automobile, which comprises the following steps: s1, arranging a ground charging terminal on a six-degree-of-freedom platform, and acquiring initial attitude information of the six-degree-of-freedom platform; stopping the electric automobile at the position of the ground charging terminal; s2, collecting position parameters between a vehicle-mounted charging terminal and a ground charging terminal of the electric automobile; s3, adjusting the posture of the six-degree-of-freedom platform according to the position parameters; s4, controlling the ground charging terminal to be in a low-power charging state, adjusting the posture of the six-degree-of-freedom platform, and collecting current information received by the vehicle-mounted charging terminal in the adjusting process; and S5, judging and finding out the maximum value in the current information, setting and maintaining the six-degree-of-freedom attitude by using the attitude of the six-degree-of-freedom platform corresponding to the maximum current, and ensuring the maximization of the magnetic flux between the coils so as to ensure the maximum charging efficiency of the electric automobile.)

电动汽车无线充电线圈对准方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充电控制领域，尤其涉及一种电动汽车无线充电线圈对准方法。

背景技术

电动汽车为新能源汽车，其充电系统为电动汽车动力不可缺少的部分，随着技术的发展以及使用的便捷性，越来越多的电动汽车采用无线充电的方式。

电动汽车的无线充电方式为在地面设置地面充电终端，该终端具有一个发射线圈，而车辆上具有一个车载充电终端，该终端具有一个接受线圈，通过将电动汽车开到地面充电终端上，然后通过其设置的定位设备(为现有的无线定位设备通过收发信息来实现定位)确定地面充电终端与车载充电终端之间的相对位置，然后进行充电，但是，现有技术中，由于不同厂家的电动汽车的车载充电终端设置的差异性，使得地面充电终端与车载充电终端之间的线圈并没有充分对准，根据电磁理论，两个线圈之间的轴线重合能够保证最优的电磁耦合性能，才能具有最大的充电效率，但是，由于电动汽车的差异性，往往导致电动汽车在充电是两个线圈并没有处于最佳位置状态，从而充电效率低。

因此，为了解决上述技术问题，继续提出一种新的技术手段。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电动汽车无线充电线圈对准方法，能够在电动汽车进行无线充电时确保电动汽车的车载充电终端的接收线圈与地面充电终端的发射线圈的轴线重合，保证线圈之间的磁通量最大化，从而能够确保电动汽车具有最大的充电效率。

本发明提供的一种电动汽车无线充电线圈对准方法，包括以下步骤：

S1.将地面充电终端设置于六自由度平台上，并获取六自由度平台的初始姿态信息；并将电动汽车停在地面充电终端位置处；

S2.采集电动汽车的车载充电终端与地面充电终端之间的位置参数；

S3.根据位置参数调整六自由度平台的姿态；

S4.控制地面充电终端处于小功率充电状态，调整六自由度平台的姿态，并在调整过程中采集车载充电终端接收到的电流信息；

S5.判断找出电流信息中的最大值，并以电流为最大值时所对应的六自由度平台的姿态对六自由度姿态进行设定并保持。

进一步，步骤S2中，位置参数包括车端定位设备与地面定位设备之间的直线距离dh、车载充电终端的离地间隙dc、车载充电终端最小立地间隙dl、地面定位设备与六自由度平台平面的垂直距离dsen、地面充电终端与地面之间的垂直距离dg、车载充电终端与地面充电终端的安装间隙ds、车端定位设备与地面充电设备之间的直线距离dL、地面定位设备与地面充电终端的直线距离L1以及微调距离dm。

进一步，步骤S3中，根据如下方法调整六自由度平台的姿态：

S31.构建三维坐标系，将充电六自由度平台的初始姿态调整至姿态Ⅰ，其中，姿态Ⅰ以地面充电终端的姿态表示：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(0，0，z1＝Min{dl+dg-ds-dsen，zmax}，0，0，0)；其中，ψx表示地面充电终端的横滚角，ψy为地面充电终端的俯仰角，ψz为地面充电终端的偏航角，x，y和z分别为地面充电终端在三维坐标系中的值，zmax为六自由度平台在坐标系的z轴方向所能延伸的最大值；

S32.实时采集车端定位设备与地面定位设备之间的直线距离dh，调整六自由度平台的姿态处于姿态Ⅱ，姿态Ⅱ满足dh＝dc-dl+ds，此时，地面充电终端的姿态调整为：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x1，y1，z1，0，0，0)，其中，如果此时z1＝zmax，等式dh＝dc-dl+ds中的ds＝dl-zmax+dg；

S33.调整六自由度平台的姿态处于姿态III，此时地面充电终端的姿态调整为：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x1，y1，z1，ψx1，ψy1，ψz1)；调整地面充电终端的z轴坐标值，调整距离为dc-dl；

S34.调整地面充电终端在六自由度平台处于姿态III时的x、y和z的三轴坐标值，直至ds²+L1²＝dL²，此时，地面充电终端的姿态为(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x2，y2，z2，ψx1，ψy1，ψz1)。

进一步，步骤S4中，调整六自由度平台的姿态时，对地面充电终端在坐标系中的位置进行调整，其调整范围为x2±dm、y2±dm以及z2±dm。

本发明的有益效果：能够在电动汽车进行无线充电时确保电动汽车的车载充电终端的接收线圈与地面充电终端的发射线圈的轴线重合，保证线圈之间的磁通量最大化，从而能够确保电动汽车具有最大的充电效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图。

图2-图11为本发明的车载充电终端与地面充电终端位置调整关系图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：

本发明提供的一种电动汽车无线充电线圈对准方法，包括以下步骤：

S1.将地面充电终端设置于六自由度平台上，并获取六自由度平台的初始姿态信息；并将电动汽车停在地面充电终端位置处；其中，六自由度平台设置于地面下，如图2至图11所示，图2中，1为六自由度平台，2为地面充电终端，3为车载充电终端；

S2.采集电动汽车的车载充电终端与地面充电终端之间的位置参数；

S3.根据位置参数调整六自由度平台的姿态；

S4.控制地面充电终端处于小功率充电状态，调整六自由度平台的姿态，并在调整过程中采集车载充电终端接收到的电流信息；

S5.判断找出电流信息中的最大值，并以电流为最大值时所对应的六自由度平台的姿态对六自由度姿态进行设定并保持，通过本发明，能够在电动汽车进行无线充电时确保电动汽车的车载充电终端的接收线圈与地面充电终端的发射线圈的轴线重合，保证线圈之间的磁通量最大化，从而能够确保电动汽车具有最大的充电效率。

本实施例中，步骤S2中，位置参数包括车端定位设备与地面定位设备之间的直线距离dh、车载充电终端的离地间隙dc、车载充电终端最小立地间隙dl、地面定位设备与六自由度平台平面的垂直距离dsen、地面充电终端与地面之间的垂直距离dg、车载充电终端与地面充电终端的安装间隙ds、车端定位设备与地面充电设备之间的直线距离dL、地面定位设备与地面充电终端的直线距离L1以及微调距离dm；其中，地面定位设备和车端定位设备是分别设置于地面充电终端和车载充电终端的用于对两个充电终端进行对位的传感器，可以采用光电开关等现有器件；

具体地，步骤S3中，根据如下方法调整六自由度平台的姿态：

S31.构建三维坐标系，将充电六自由度平台的初始姿态调整至姿态Ⅰ，其中，姿态Ⅰ以地面充电终端的姿态表示：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(0，0，z1＝Min{dl+dg-ds-dsen，zmax}，0，0，0)；其中，ψx表示地面充电终端的横滚角，ψy为地面充电终端的俯仰角，ψz为地面充电终端的偏航角，x，y和z分别为地面充电终端在三维坐标系中的值，zmax为六自由度平台在坐标系的z轴方向所能延伸的最大值；

S32.实时采集车端定位设备与地面定位设备之间的直线距离dh，调整六自由度平台的姿态处于姿态II，姿态II满足dh＝dc-dl+ds，此时，地面充电终端的姿态调整为：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x1，y1，z1，0，0，0)，其中，如果此时z1＝zmax，等式dh＝dc-dl+ds中的ds＝dl-zmax+dg；

S33.调整六自由度平台的姿态处于姿态III，此时地面充电终端的姿态调整为：

(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x1，y1，z1，ψx1，ψy1，ψz1)；调整地面充电终端的z轴坐标值，调整距离为dc-dl；

S34.调整地面充电终端在六自由度平台处于姿态III时的x、y和z的三轴坐标值，直至ds²+L1²＝dL²，此时，地面充电终端的姿态为(x，y，z，ψx，ψy，ψz)＝(x2，y2，z2，ψx1，ψy1，ψz1)。

步骤S4中，调整六自由度平台的姿态时，对地面充电终端在坐标系中的位置进行调整，其调整范围为x2±dm、y2±dm以及z2±dm。通过上述方法，能够准确确保车载充电终端与地面充电终端的线圈的轴线重合，提升充电效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。