用于電動(dòng)車(chē)輛的感應(yīng)充電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于電動(dòng)車(chē)輛的感應(yīng)充電系統(tǒng)
[0001]本申請(qǐng)是于2012年7月5日進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01180005434.5且發(fā)明名稱(chēng)為“用于電動(dòng)車(chē)輛的感應(yīng)充電系統(tǒng)”的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及用于電動(dòng)車(chē)輛的充電系統(tǒng)并且更加具體地涉及在初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間提供改進(jìn)的對(duì)準(zhǔn)的充電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]在各種車(chē)輛充電應(yīng)用中使用感應(yīng)電力。這些系統(tǒng)包括被連接到電源的初級(jí)充電線圈和被連接到蓄電池的、在車(chē)輛內(nèi)的次級(jí)線圈。電力被施加到初級(jí)充電線圈，初級(jí)充電線圈在次級(jí)線圈中誘發(fā)電流以對(duì)蓄電池充電。如果I)初級(jí)線圈和次級(jí)線圈未被充分地彼此對(duì)準(zhǔn)和/或2)線圈并不足夠地彼此鄰近，則感應(yīng)充電系統(tǒng)能夠經(jīng)歷效率問(wèn)題。現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)包括用于對(duì)準(zhǔn)線圈和/或移動(dòng)線圈至物理接近的各種技術(shù)。不幸的是，那些設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的并且經(jīng)常包括比較精密的感測(cè)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其隨著時(shí)間可能要求校準(zhǔn)和維護(hù)。此外，動(dòng)物或者其它移動(dòng)物體可能在初級(jí)和次級(jí)線圈之間游蕩，這可能妨礙在初級(jí)和次級(jí)線圈之間的耦合效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]前述問(wèn)題在本發(fā)明中得以克服，其中感應(yīng)充電系統(tǒng)提供安全、簡(jiǎn)單且高效的電動(dòng)車(chē)輛充電。在本發(fā)明的第一方面，該充電系統(tǒng)包括在止輪塊結(jié)構(gòu)內(nèi)的初級(jí)線圈。當(dāng)車(chē)輛的輪子進(jìn)入止輪塊結(jié)構(gòu)時(shí)，初級(jí)線圈相對(duì)于在車(chē)輛內(nèi)的次級(jí)線圈自動(dòng)地移動(dòng)到位。例如，止輪塊可以包括被連接到初級(jí)充電線圈的提升機(jī)構(gòu)。當(dāng)車(chē)輛進(jìn)入止輪塊時(shí)，輪子的重量向前推動(dòng)踏板。踏板的運(yùn)動(dòng)使初級(jí)充電線圈升高至更加緊鄰次級(jí)線圈。該兩個(gè)線圈為了感應(yīng)耦合而被置放到位并且充電開(kāi)始。當(dāng)充電完成時(shí)，車(chē)輛離開(kāi)止輪塊，踏板向后樞轉(zhuǎn)并且初級(jí)充電線圈從次級(jí)線圈解耦。
[0005]在本發(fā)明的第二方面，該車(chē)輛包括用于相對(duì)于初級(jí)充電線圈將次級(jí)線圈移動(dòng)到位的機(jī)構(gòu)。
[0006]在本發(fā)明的第三方面，該初級(jí)充電線圈處于與止輪塊的固定縱向配準(zhǔn)。初級(jí)線圈被定位成使得當(dāng)車(chē)輛的輪子接觸止輪塊時(shí)，初級(jí)線圈與車(chē)輛中的次級(jí)線圈相對(duì)準(zhǔn)。另外，初級(jí)和次級(jí)線圈是基本水平的或者從水平傾斜以在車(chē)輛進(jìn)出充電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)期間便于線圈的無(wú)損親合和解親。
[0007]在本發(fā)明的第四方面，該充電系統(tǒng)至少部分地響應(yīng)于從車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器或者車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器發(fā)送器發(fā)送的信號(hào)受到控制。例如，在車(chē)輛離開(kāi)止輪塊之后，充電器過(guò)渡到睡眠模式中以節(jié)省電力。當(dāng)車(chē)輛返回時(shí)，使用者致動(dòng)車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器以打開(kāi)車(chē)庫(kù)門(mén)。在充電器中的接收器從車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器或者車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器發(fā)送器接收信號(hào)、喚醒并且準(zhǔn)備進(jìn)行充電。車(chē)輛進(jìn)入止輪塊并且使用者致動(dòng)車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器以關(guān)閉車(chē)庫(kù)門(mén)。在充電器中的接收器從車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器或者車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器發(fā)送器接收信號(hào)并且開(kāi)始充電。當(dāng)使用者準(zhǔn)備離開(kāi)車(chē)庫(kù)時(shí)，使用者致動(dòng)車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器以打開(kāi)車(chē)庫(kù)門(mén)。來(lái)自車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器或者車(chē)庫(kù)門(mén)打開(kāi)器發(fā)送器的信號(hào)由充電器接收并且充電停止。
[0008]在本發(fā)明的第五方面，該止輪塊結(jié)構(gòu)包括用于車(chē)輛輪子的橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)。該對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括當(dāng)輪子進(jìn)入止輪塊時(shí)自動(dòng)地橫向地對(duì)準(zhǔn)輪子的輥?zhàn)雍洼喿右龑?dǎo)件。
[0009]在本發(fā)明的第六方面，初級(jí)充電線圈可以例如位于在支撐車(chē)輛的路面或者表面內(nèi)的保護(hù)性非傳導(dǎo)蓋體內(nèi)，以便于在初級(jí)線圈之上除雪。另外或者作為替代方案，次級(jí)充電線圈可以位于被安裝到車(chē)輛的保護(hù)性滑板內(nèi)。
[0010]在本發(fā)明的第七方面，動(dòng)物探測(cè)和威懾系統(tǒng)可以被結(jié)合到充電系統(tǒng)中。該系統(tǒng)可以探測(cè)動(dòng)物或者其它物體何時(shí)已經(jīng)進(jìn)入充電區(qū)域并且可以發(fā)射聲響報(bào)警或者其它信號(hào)以驅(qū)使動(dòng)物離開(kāi)充電區(qū)域或者就干擾物體提醒車(chē)主。
[0011]通過(guò)參考當(dāng)前的實(shí)施例和附圖的說(shuō)明，將會(huì)更加全面地理解和領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是在車(chē)輛接近該系統(tǒng)時(shí)本發(fā)明的充電系統(tǒng)的第一實(shí)施例的透視圖；
圖2是示出在止輪塊中的車(chē)輛的、圖1的充電系統(tǒng)的透視圖；
圖3是圖1的充電系統(tǒng)的放大側(cè)視圖；
圖4是圖1的充電系統(tǒng)和停駐車(chē)輛的側(cè)視圖；
圖5是本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)視圖；
圖6A是本發(fā)明第三實(shí)施例的透視圖；
圖6B是在第三實(shí)施例的充電器中停駐的車(chē)輛的側(cè)視圖；
圖7A是本發(fā)明第四實(shí)施例的透視圖；
圖7B是在第四實(shí)施例的充電器中停駐的車(chē)輛的側(cè)視圖；
圖8是橫向輪子對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的頂平面視圖；
圖9是本發(fā)明第六實(shí)施例的側(cè)視圖；
圖10是根據(jù)第六實(shí)施例的蓋體的頂視圖；
圖11是蓋體的底視圖；
圖12是根據(jù)第六實(shí)施例的初級(jí)線圈、蓋體和外罩的截面視圖；
圖13是根據(jù)第六實(shí)施例的滑板的分解視圖；
圖14是根據(jù)第六實(shí)施例的初級(jí)線圈布置的頂視圖；
圖15是根據(jù)第六實(shí)施例的次級(jí)線圈布置的頂視圖；
圖16是根據(jù)第六實(shí)施例的、移除了蓋體的初級(jí)線圈和初級(jí)線圈外罩的透視圖；
圖17是根據(jù)第六實(shí)施例的次級(jí)線圈和滑板的透視圖；
圖18是與第八實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的電路的概略圖；
圖19是監(jiān)視系統(tǒng)的概略圖；
圖20是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的初級(jí)線圈、蓋體和外罩的截面視圖；
圖21和22是車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)和充電網(wǎng)絡(luò)的概略圖；
圖23是示出授權(quán)和充電過(guò)程的流程圖； 圖24是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的動(dòng)物探測(cè)系統(tǒng)的側(cè)視圖；
圖25A是次級(jí)溫度板的電路圖的第一部分；
圖25B是次級(jí)溫度板的電路圖的第二部分；
圖25C是次級(jí)溫度板的電路圖的第三部分；
圖26A是次級(jí)AC板的電路圖的第一部分；
圖26B是次級(jí)AC板的電路圖的第二部分；
圖27是次級(jí)逆變器的電路圖；
圖28A是初級(jí)控制器的電路圖的第一部分；
圖28B是初級(jí)控制器的電路圖的第二部分；
圖28C是初級(jí)控制器的電路圖的第三部分；
圖28D是初級(jí)控制器的電路圖的第四部分；
圖29是選擇開(kāi)關(guān)的電路圖；
圖30A是數(shù)字接口的電路圖的第一部分；
圖30B是數(shù)字接口的電路圖的第二部分；
圖30C是數(shù)字接口的電路圖的第三部分；
圖31A是AC電力管理和測(cè)量電路的電路圖的第一部分；
圖31B是AC電力管理和測(cè)量電路的電路圖的第二部分；
圖31C是AC電力管理和測(cè)量電路的電路圖的第三部分；
圖32是與各種電源相關(guān)聯(lián)的電路圖；
圖33是溫度電路的電路圖；
圖34是線圈驅(qū)動(dòng)的電路圖；
圖35A是用于開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源的電路圖的第一部分；
圖35B是用于開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源的電路圖的第二部分；
圖35C是用于開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源的電路圖的第三部分；并且圖36是帶有指示燈的蓋體的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]1.第一實(shí)施例
本發(fā)明的感應(yīng)車(chē)輛充電系統(tǒng)的第一實(shí)施例在圖中示意并且被一般地標(biāo)為10。充電系統(tǒng)10包括止輪塊50和車(chē)輛150。止輪塊50包括對(duì)準(zhǔn)軌道70和充電電路100。車(chē)輛150包括與對(duì)準(zhǔn)軌道70相對(duì)準(zhǔn)的輪子200。車(chē)輛150包括蓄電池電路250。
[0014]如在圖1-3中所示，充電系統(tǒng)10包括止輪塊50、對(duì)準(zhǔn)軌道70、初級(jí)充電線圈110和次級(jí)線圈252。在圖1中，示出了玩具車(chē)輛150，其中當(dāng)玩具車(chē)輛150接近止輪塊50時(shí)輪子200與對(duì)準(zhǔn)軌道70相對(duì)準(zhǔn)。玩具車(chē)輛150的輪子200進(jìn)入對(duì)準(zhǔn)軌道70并且玩具車(chē)輛150向前前進(jìn)。對(duì)準(zhǔn)軌道70終止于前壁74處。在輪子200接觸對(duì)準(zhǔn)軌道70的前壁74之后，玩具車(chē)輛150的向前運(yùn)動(dòng)被阻止?？蛇x地，如在圖3中所示，對(duì)準(zhǔn)軌道70可以包括井部76使得車(chē)輛150的駕駛員可以能夠感覺(jué)到輪子200何時(shí)處于井部76內(nèi)。
[0015]進(jìn)一步可選地，如在圖8中所示，對(duì)準(zhǔn)軌道70’可以包括自動(dòng)輪子橫向?qū)?zhǔn)機(jī)構(gòu)400。輪子對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)400包括橫向輥?zhàn)?10和輪子引導(dǎo)件420。橫向輥?zhàn)?10圍繞平行于輪子200的行進(jìn)方向的軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)輪子200進(jìn)入止輪塊50時(shí)，輪子200在橫向輥?zhàn)?10上騎行。橫向輥?zhàn)?10允許輪子200橫向地移動(dòng)。輪子引導(dǎo)件420包括斜向部分422和直形部分424。當(dāng)車(chē)輛150向前移動(dòng)時(shí)，輪子引導(dǎo)件420的斜向部分424朝向輪子引導(dǎo)件420的中部驅(qū)策輪子200。當(dāng)車(chē)輛150繼續(xù)向前移動(dòng)時(shí)，輪子引導(dǎo)件420的直形部分424將輪子200維持在輪子引導(dǎo)件420的中部中。
[0016]如在圖3中所示，止輪塊50被設(shè)計(jì)成使得當(dāng)輪子200抵靠前壁74和/或在井部76內(nèi)時(shí)，初級(jí)充電線圈110縱向地和橫向地與在車(chē)輛150內(nèi)的次級(jí)線圈252相對(duì)準(zhǔn)。井部76允許次級(jí)線圈252從在初級(jí)充電線圈110上方的高程(elevat1n)接近初級(jí)充電線圈110并且逐漸地降低到對(duì)準(zhǔn)位置中?？蛇x地，止輪塊50可以?xún)H僅沿著車(chē)輛行進(jìn)的兩個(gè)橫向方向提供線圈110、252的對(duì)準(zhǔn)。如在圖3中所示，在輪子200牢固地處于止輪塊50中之后，被連接到次級(jí)線圈252的彈簧加載柱塞2