向電動(dòng)或混合式電動(dòng)車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)充電的系統(tǒng)及方法
【專利說明】向電動(dòng)或混合式電動(dòng)車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)充電的系統(tǒng)及方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是于2011年3月9日提交的專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?01110063580.5，發(fā)明名稱“向電動(dòng)或混合式電動(dòng)車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)充電的系統(tǒng)及方法”)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例主要涉及充電系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于向電動(dòng)車輛或混合式電動(dòng)車輛的儲(chǔ)能系統(tǒng)充電的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]電動(dòng)車輛和混合式電動(dòng)車輛通常由單獨(dú)的或與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能裝置提供動(dòng)力。在純電動(dòng)車輛中，一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)能裝置向整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，從而消除了對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的需求。另一方面，混合式電動(dòng)車輛包括儲(chǔ)能裝置動(dòng)力以補(bǔ)充由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，這極大地提高了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛的燃料效率。
[0004]傳統(tǒng)上，電動(dòng)車輛或混合式電動(dòng)車輛中的儲(chǔ)能裝置包括至少一個(gè)電池(或蓄電池，battery)，其能夠從常規(guī)電插座(outlet)經(jīng)由120V或240V的電力進(jìn)行充電。電纜線可人工地連接在儲(chǔ)能裝置與電插座之間以啟動(dòng)再充電循環(huán)，優(yōu)選為在非高峰用電時(shí)間期間。然而，該充電技術(shù)可能會(huì)相當(dāng)耗時(shí)，且例如可能需要長達(dá)12小時(shí)來對(duì)儲(chǔ)能裝置完全充電。此外，儲(chǔ)能裝置與電插座之間的傳導(dǎo)性接合趨于限制充電站點(diǎn)的位置，因?yàn)橹T如雨、雪和霧等的環(huán)境條件可能會(huì)降低充電性能。
[0005]對(duì)電動(dòng)車輛或混合式電動(dòng)車輛中的儲(chǔ)能裝置充電的另一方法公知為感應(yīng)充電。感應(yīng)充電使用第一感應(yīng)線圈來從位于車輛外部的充電站點(diǎn)內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場。該第一感應(yīng)線圈通常定位在"槳葉(paddle)"或其它裝置內(nèi)以形成電力變壓器的一半。第二感應(yīng)線圈定位在車輛內(nèi)，以及當(dāng)包含第一感應(yīng)線圈的"槳葉"或其它裝置安放成緊鄰車輛內(nèi)的第二感應(yīng)線圈時(shí)，這兩個(gè)感應(yīng)線圈便形成電力變壓器，該電力變壓器通過電磁場傳輸功率，且將其轉(zhuǎn)變成電流來對(duì)車輛的儲(chǔ)能裝置充電。不同于常規(guī)傳導(dǎo)充電，感應(yīng)充電不涉及露出的導(dǎo)體，且因此，諸如雨、雪和霧的環(huán)境條件便不會(huì)極大地影響充電性能。然而，使用者仍然必須人工地將兩條感應(yīng)線圈安放成彼此鄰近。因此，為了啟動(dòng)充電循環(huán)，使用者必須離開車輛，從而變?yōu)樘幵诃h(huán)境條件下。
[0006]因此，期望的是提供一種用于電動(dòng)和/或混合式電動(dòng)車輛的充電站點(diǎn)，其具有在充電站點(diǎn)與車輛之間啟動(dòng)充電操作的備選的“免于用手”模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種充電系統(tǒng)，該充電系統(tǒng)包括第一充電線圈和聯(lián)接到第一充電線圈上的至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置。該能量充填系統(tǒng)還包括能量充填站點(diǎn)，該站點(diǎn)包括設(shè)置在可動(dòng)式定位器(posit1ner)上的第二充電線圈，其中，第二充電線圈可聯(lián)接到電源上；構(gòu)造成用以使可動(dòng)式定位器平移的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器構(gòu)造成用以檢測表示第一充電線圈鄰近能量充填站點(diǎn)的事件，平移可動(dòng)式定位器而使得第二充電線圈與第一充電線圈大致對(duì)準(zhǔn)且接近地間隔開以形成電力變壓器，以及啟動(dòng)充電循環(huán)，該充電循環(huán)構(gòu)造成用以將電能通過電力變壓器傳輸至該至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，示出了一種對(duì)車輛充電的方法，該方法包括檢測與能量充填站點(diǎn)鄰近的車輛，其中，車輛包括第一充電線圈，而能量充填站點(diǎn)包括設(shè)置在可動(dòng)式電樞(armature)上的第二充電線圈；以及基于對(duì)車輛的檢測來啟動(dòng)充電循環(huán)請(qǐng)求。該方法還包括操縱可動(dòng)式電樞，使得第二充電線圈沿第一充電線圈的方向移動(dòng);通過確定第一充電線圈與第二充電線圈之間的能量傳遞水平和檢測從第一充電線圈附近的位置所發(fā)出的超聲波信號(hào)中的至少一個(gè)來檢測第一充電線圈的位置。此外，該方法包括操縱可動(dòng)式電樞來使第二充電線圈與第一充電線圈對(duì)準(zhǔn)以形成電力變壓器，以及通過電力變壓器的方式來對(duì)車輛的儲(chǔ)能裝置充電。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了一種能量充填設(shè)備。該能量充填設(shè)備包括定位在可動(dòng)式電樞上的初級(jí)充電線圈，其中，該初級(jí)充電線圈電性地連接到電源上;構(gòu)造成用以使可動(dòng)式電樞沿至少兩個(gè)維度平移的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及系統(tǒng)控制器。該系統(tǒng)控制器構(gòu)造成用以檢測定位在能量充填設(shè)備外部的次級(jí)充電線圈的存在，檢測次級(jí)充電線圈的位置，以及使可動(dòng)式電樞和初級(jí)充電線圈沿次級(jí)充電線圈的方向平移，以便初級(jí)充電線圈與次級(jí)充電線圈大致對(duì)準(zhǔn)且接近地間隔開。該系統(tǒng)控制器還構(gòu)造成用以啟動(dòng)充電循環(huán)來對(duì)至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置充電，其中，該至少一個(gè)儲(chǔ)能裝置通過由初級(jí)充電線圈和次級(jí)充電線圈所形成的電力變壓器和傳導(dǎo)性電聯(lián)接器(或?qū)щ娐?lián)接器)中的至少一個(gè)進(jìn)行充電。
[0010]根據(jù)以下詳細(xì)描述和附圖中，將會(huì)清楚各種其它特征和優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]附圖示出了當(dāng)前構(gòu)思出的用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0012]在附圖中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)充電構(gòu)造的截面視圖。
[0013]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁芯和充電線圈的前視圖。
[0014]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的充電線圈定位系統(tǒng)的透視圖。
[0015]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)充電系統(tǒng)的簡圖。
[0016]圖5A至圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的感應(yīng)充電系統(tǒng)的簡圖。
[0017]圖6為關(guān)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的感應(yīng)充電方法的流程圖。
[0018]零件清單
100無接觸器式充電接口(interface)
102磁芯 104磁芯 106充電線圈 108電樞 110充電線圈 112非導(dǎo)電阻隔物 114空氣間隙 116充電組件殼體 120電動(dòng)或混合式電動(dòng)車輛
300定位裝置
302步進(jìn)馬達(dá)
304導(dǎo)引螺桿
402車輛
404充電站點(diǎn)
406電池
408車輛電子器件 410電源
412車輛存在傳感器
414最大功率探尋器(seeker)
416乘法器
418諧振功率轉(zhuǎn)換器
420諧振電容器
502電動(dòng)或混合式電動(dòng)車輛
504充電站點(diǎn)
506容置空間凹部
508容置空間門
510可再充電池
512感應(yīng)充電聯(lián)接裝置
514超聲波信號(hào)
516再充接口
600充電方法
602方框
604方框
606方框
608步驟
610方框
612否
614是
616方框
618方框。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例示出了用于車輛或其它裝置的儲(chǔ)能裝置的電能充填的系統(tǒng)及方法，其中，該儲(chǔ)能裝置聯(lián)接到能量充填組件上，而無需使用者的人工應(yīng)用或干涉。
[0020]參看圖1，示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無接觸