[發明專利]一種基于陣列檢測線圈組的無線充電線圈定位方法及電路

在審

• 申請號: 202310633359.1
• 申請日: 2023-05-30
• 公開（公告）號: CN116633040A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 強浩;劉東輝;關甲琪;肖菲杭
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: H02J50/90
• 分類號: H02J50/90;H02J50/10;H02J50/00;B60L53/38;B60L53/12
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發明涉及無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種基于陣列檢測線圈組的無線充電線圈定位方法及電路，包括定位磁場和定位信號的產生；構建離線指紋映射圖譜；構建分區算法；指紋映射圖譜在線重構；根據在線獲得的定位信號確認接收線圈的位置。本發明通過配置的不同數目的檢測線圈組在定位磁場中產生的定位信號，可檢測發射線圈與接收線圈的對準情況，還能顯示接收線圈的坐標，從而便于工作人員進行對準調整，以提高無線充電效率。

技術領域

本發明涉及無線電能傳輸技術領域，尤其涉及一種基于陣列檢測線圈組的無線充電線圈定位方法及電路。

背景技術

無線充電技術是利用電感耦合的一種非接觸式充電方式。無線充電快捷、方便，減少了輸電線路在日常生活中的空間位置，提高了人們的日常用電安全，因此無線充電被廣泛應用于各類電器設備。

對于無線充電技術，特別是在電動汽車的電感或磁耦合無線充電系統中，借助交變磁場將電力從初級發射線圈傳輸到次級接收線圈，線圈之間的錯位將降低充電功率和效率；如何判斷發射線圈和接收線圈是否對準，是需要解決的技術問題。

發明內容

針對現有方法的不足，本發明通過配置的不同數目的檢測線圈組在定位磁場中產生的定位信號，可檢測發射線圈與接收線圈的對準情況，還能顯示接收線圈的坐標，從而便于工作人員進行對準調整，以提高無線充電效率。

本發明所采用的技術方案是：一種基于陣列檢測線圈組的無線充電線圈定位方法包括以下步驟：

步驟一、定位磁場和定位信號的產生；

進一步的，具體包括：

連通發射線圈的激勵源U_S開始工作，在發射線圈內接入電流接收線圈與發射線圈共振建立定位磁場，n個檢測線圈在定位磁場的作用下產生定位信號。

進一步的，定位信號滿足：

其中，為n個檢測線圈在定位磁場中的感應電壓值，ω為發射線圈與接收線圈的共振頻率，M_TR為發射線圈與接收線圈之間的互感，M_RC-x為接收線圈與檢測線圈之間的互感，R_R為接收線圈的寄生電阻，為發射線圈接入的電流。

步驟二、構建離線指紋映射圖譜；

進一步的，具體包括：

設置發射線圈與接收線圈的垂直距離，固定發射線圈，接收線圈在發射線圈垂直距離的二維平面內移動，接收線圈的每個位置的指紋向量與n個檢測線圈的感應電壓信號相對應；

在柱坐標系下，柱坐標系是以發射線圈的中心為原點，建立柱坐標系，接收線圈的坐標(r,θ,z)與柱坐標系下指紋向量的關系表示為：

其中，φ_(r,θ,z)代表接收線圈的坐標(r,θ,z)處的指紋向量，V_x是的均方根，是的極性(x＝1,2,…,n)，z為柱坐標系下接收線圈的中心點與發射線圈平面垂直距離，r為柱坐標系下接收線圈的中心與Z軸的距離，θ為柱坐標系下接收線圈的中心與極點的連線在極坐標平面上的投影和極軸之間的夾角；

離線指紋映射圖譜由指紋向量構成，表示為：

其中，Φ_(z)代表離線指紋映射圖譜；r_min,r_max為柱坐標系下接收線圈的中心與Z軸距離的邊界值，θ_min,θ_max為柱坐標系下接收線圈的中心與極點的連線在極坐標平面上的投影和極軸之間的夾角的邊界值，z_min和z_max為柱坐標系下接收線圈的中心點與發射線圈平面垂直距離的邊界值。