[發明專利]線圈對準方法和使用該方法的電動車輛無線電力傳輸裝置

有效

• 申請號: 201710452454.6
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107528389B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 成宰容;姜遠實;具賢澈;林鐘均
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社;建國大學校產業學校協力團
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/90;H01F38/14;H02J7/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本發明提供了一種在耦合至車輛組件控制器的線圈對準裝置中實現的線圈對準方法，包括：通過固定耦合至車輛組件線圈的第一輔助線圈和第二輔助線圈感測從地面組件線圈感應的磁場強度；將通過第一輔助線圈感測到的第一磁場強度與通過第二輔助線圈感測到的第二磁場強度進行比較；將車輛組件線圈或地面組件線圈移動至第一磁場強度與第二磁場強度之間存在預定差值或更小差值的位置；以及將車輛組件線圈和地面組件線圈中的至少一個在彼此相對的方向上移動，使得車輛組件線圈的中心點和地面組件線圈的中心點位于彼此的最短距離內或者在最短距離的特定誤差范圍內，同時維持第一磁場強度與第二磁場強度之間的預定差值或更小差值。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年6月16日在韓國知識產權局(KIPO)提交的第2016-0075311號韓國專利申請的優先權，其全部內容通過引用合并于此，如同在此完全闡述。

技術領域

本發明通常涉及線圈對準方法，更具體地，涉及用于將無線電力傳輸系統中使用的車輛組件線圈(vehicle assembly coil)與地面組件線圈(ground assembly coil)對準的方法以及使用該方法的電動車輛無線電力傳輸裝置。

背景技術

電動車輛(EV)是由電池供電的電動機驅動的一種車輛。因此，與傳統汽油發動機車輛相比，該車輛具有更少的污染源(例如，尾氣和噪音)、故障更少、壽命更長、駕駛操作簡單。

根據驅動源，EV通常分為混合電動車輛(HEV)、插電式混合電動車輛(PHEV)和電動車輛(EV)。HEV具有作為主動力源的發動機和作為輔助動力源的電動機。PHEV具有作為主動力源的電動機和當電池正在放電時主要使用的發動機。同時，EV沒有發動機，而具有電動機作為唯一驅動源。

為了使用無線充電方法對裝備在EV中的電池進行充電，可能需要使用磁共振將充電站的一次線圈與EV的二次線圈耦合。為了提高無線充電效率，可能需要將一次線圈與二次線圈對準。在磁共振無線電力傳輸系統中，如果一次線圈與二次線圈未對準，則無線電力傳輸的效率可能會急劇下降。

例如，如圖1所示，當EV具有磁耦合至安裝在地面上的一次線圈(稱為“Tx線圈”)的二次線圈(稱為“Rx線圈”)時，二次線圈應與一次線圈對準。否則，例如，隨著沿著圓環形式的Tx線圈的中心軸延伸的第一延伸線與沿著圓環形式的Rx線圈的中心軸延伸的第二延伸線之間的距離(a)增加，電力傳輸效率可能急劇下降。這里，作為示例，一次線圈和二次線圈的直徑可假設為300mm，并且它們之間的距離(d)可假設為105mm。如圖2所示，隨著Tx線圈和Rx線圈的中心軸之間的距離(a)從0以50mm遞增至450mm，具有一次線圈和二次線圈的上述無線電力傳輸系統中的電力傳輸(由S-參數S21表示)的效率從-2.5dB大幅降低至-22.5dB。

如上所述，在EV無線電力傳輸(WPT)系統中，發送線圈與接收線圈之間的對準極大地影響無線電力傳輸的效率。因此，線圈對準可能成為高效率無線電力傳輸的重要要求。因此，正在進行與線圈對準相關的各種研究和開發。

同時，在EV的WPT系統中，在安裝在停車區的發送墊(pad)與安裝在EV上的接收墊之間實現無線電力傳輸。因此，與移動設備和移動設備的充電墊的情況相比，EV WPT系統的線圈對準是困難的。為此，已經提出了如下方法：通過使用輔助線圈等，基于表示高于參考值的最大磁場耦合系數的位置，實現線圈對準。然而，仍然缺乏適用于EV WPT系統的有效的線圈對準方法。因此，需要用于EV WPT系統的新的線圈對準方案。

發明內容

因此，提供本發明的實施例以基本消除由于現有技術的限制和缺點而引起的一個或多個問題。

本發明的實施例提供了用于將車輛組件線圈與地面組件線圈有效對準的線圈對準方法，以在無線電力傳輸系統中達到優異的性能和效率。本發明的實施例還提供線圈對準方法，用于使用至少一個輔助線圈、磁場圖案查找表或其組合來有效地對準車輛組件線圈和地面組件線圈，并且還提供了使用該方法的電動車輛無線電力傳輸系統。