用于無線電動車輛充電機的測試機的制作方法
【專利摘要】一種測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)的示例性總成包括便攜式測試機，該便攜式測試機配置為模擬車載式充電接收系統(tǒng)并且與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線地相互作用。
【專利說明】
用于無線電動車輛充電機的測試機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明大體上涉及測試用于電動車輛的無線充電發(fā)射系統(tǒng)。無線充電發(fā)射系統(tǒng)通過便攜式充電機進行測試，并且無需電動車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，電動車輛區(qū)別于傳統(tǒng)的機動車輛，因為電動車輛選擇性地使用一個或多個電池供電的電機進行驅(qū)動。與電動車輛相比，傳統(tǒng)的機動車輛只使用內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動。電機可以替代內(nèi)燃發(fā)動機驅(qū)動電動車輛，或者除內(nèi)燃發(fā)動機之外還使用電機驅(qū)動車輛。示例的電動車輛包括全電動車輛、混合動力電動車輛(HEV)、插電式混合動力電動車輛(PHEV)、燃料電池車輛、和純電動車輛(BEV)。
[0003]—些電動車輛的電池可被無線再充電。在無線再充電期間，車載式充電接收系統(tǒng)與無線充電發(fā)射系統(tǒng)相互作用以為電池再充電。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)本發(fā)明的示例性方面的用于測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)的總成，除了別的之外包括，便攜式測試機，該便攜式測試機配置為模擬車載式充電接收系統(tǒng)并且與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線地相互作用。
[0005]在前述總成的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機不安裝至車輛。
[0006]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機包括接收來自于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率的接收線圈。
[0007]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機包括耗散從無線充電發(fā)射系統(tǒng)接收到的功率的負載組。
[0008]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機包括與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信的射頻通信模塊。
[0009]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，射頻通信模塊配置為通過無線保真(W1-Fi)與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信。
[0010]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，總成包括選擇性地調(diào)節(jié)便攜式測試機的接收線圈相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的豎直位置的豎直調(diào)節(jié)裝置。
[0011]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，總成包括選擇性地調(diào)節(jié)便攜式測試機的接收線圈相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的水平位置的水平調(diào)節(jié)裝置。
[0012]在任一前述總成的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機至少包括接收來自于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率的接收線圈、耗散從無線充電發(fā)射系統(tǒng)接收到的功率的負載組、與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信的射頻通信模塊、和相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射線圈選擇性地定位至少接收線圈的調(diào)節(jié)裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一示例方面的測試電動車輛的無線充電發(fā)射站的方法，除了別的之外包括相對于無線充電發(fā)射站定位便攜式測試機、和使用便攜式測試機模擬與無線充電發(fā)射站連接的電動車輛。
[0014]在前述方法的進一步非限制性實施例中，便攜式測試機與電動車輛分離。
[0015]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，方法包括在使用期間從無線充電發(fā)射站發(fā)射功率至便攜式測試機的接收線圈。
[0016]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，方法包括在使用期間將從無線充電發(fā)射站接收到的功率耗散至便攜式測試機的負載組。
[0017]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，方法包括使用便攜式測試機與無線充電發(fā)射站無線通信。
[0018]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，無線通信包括使用W1-Fi無線通信。
[0019]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，方法包括在定位期間致動便攜式測試機的豎直調(diào)節(jié)裝置以相對于無線充電發(fā)射站豎直地定位便攜式測試機的接收線圈。
[0020]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，方法包括在定位期間致動便攜式測試機的水平調(diào)節(jié)裝置以相對于無線充電發(fā)射站水平地定位便攜式測試機的接收線圈。
[0021]在任一前述方法的進一步非限制性實施例中，使用便攜式測試機包括接收從無線充電發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的功率、耗散從無線充電發(fā)射系統(tǒng)接收到的功率、與無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信、和操縱調(diào)節(jié)裝置以相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射線圈定位至少便攜式測試機的接收線圈。
【附圖說明】
[0022]通過【具體實施方式】，所公開的示例的各個特征和優(yōu)點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將變得顯而易見。伴隨【具體實施方式】的附圖可被簡述如下:
[0023]圖1表示在無線充電期間電動車輛的透視的，并且部分示意的視圖；
[0024]圖2表示用于為圖1的車輛的電池?zé)o線充電的示例方法的流程圖；
[0025]圖3表示可用于與圖1的無線充電發(fā)射系統(tǒng)連接的示例的便攜式測試機的高度示意圖；
[0026]圖4表示圖3的便攜式測試機的側(cè)視圖；
[0027]圖5表示圖3的便攜式測試機的俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]參照圖1，電動車輛1包括電池14。來自于電池14的電力被用于為電機供電，電機使車輛10的驅(qū)動輪18旋轉(zhuǎn)。
[0029]示例的車輛10是全電動車輛。在其它示例中，車輛10可以是另一種類型的電動車輛，例如，混合電動車輛。
[0030]描述了在適于無線充電過程的位置中的車輛10。在該位置中，來自于墻壁電源22的電力可被傳輸至電池14以為電池14充電。
[0031]在該示例中，車輛10的電池14被無線充電。在無線充電過程期間，電力從墻壁電源22移動至無線充電發(fā)射系統(tǒng)26。在該示例中，通過有線連接，電力從墻壁電源22移動至無線充電發(fā)射系統(tǒng)26。
[0032]車載式充電接收系統(tǒng)30在之后無線接收電力。電力例如通過電磁感應(yīng)進行發(fā)射。電力從無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的線圈28發(fā)射至車載式充電接收系統(tǒng)的線圈。電力從車載式充電接收系統(tǒng)傳輸至電池14。
[0033]車輛10中的控制器34可用于控制在充電期間至電池14的電力的流動。用戶界面38可用于顯示充電進展。用戶界面38可以是車輛10中的顯示屏。用戶界面38也可以是與車輛10分離的顯示器，例如，由車輛10的用戶攜帶的便攜式裝置中的顯示器。用戶界面38可以包括用于控制充電率的特征，以及除了別的之外顯示充電完成的時間和電池14的當(dāng)前充電狀態(tài)的特征。
[0034]無線充電發(fā)射系統(tǒng)26可以定位在經(jīng)常停放車輛10的位置，例如，車庫地板上。車輛10駕駛前往無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)以使車載式充電接收系統(tǒng)30定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)。
[0035]本領(lǐng)域技術(shù)人員和本發(fā)明的優(yōu)點將理解如何利用無線充電發(fā)射系統(tǒng)26和車載式充電接收系統(tǒng)30為車輛10充電。
[0036]在繼續(xù)參照圖1的情況下現(xiàn)參照圖2，用于為車輛10無線再充電的示例的方法50包括在步驟52使車輛10移動到無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)。在步驟52之后，車輛10的車載式充電接收系統(tǒng)30定位在適當(dāng)?shù)泥徑鼰o線充電發(fā)射系統(tǒng)26的發(fā)射線圈的位置。
[0037]無線充電發(fā)射系統(tǒng)26配置為與車載式充電接收系統(tǒng)30無線通信，例如，通過W1-Fi無線電通信。無線充電發(fā)射系統(tǒng)26連續(xù)地發(fā)送無線聲脈沖。
[0038]當(dāng)車輛10移動接近離無線充電發(fā)射系統(tǒng)26時，車載式充電接收系統(tǒng)30中的整流器接收來自于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的聲脈沖。在步驟54接收聲脈沖。在步驟56，車載式充電接收系統(tǒng)30中的整流器之后用無線充電發(fā)射系統(tǒng)26驗證。
[0039]在步驟58，攝影機，例如，360°攝影機，開始運轉(zhuǎn)。示例的攝影機被安裝至車輛10。攝影機提供反饋至控制器34，反饋之后被顯示在用戶界面38上。來自于攝影機的反饋幫助車輛10的操作者開始將車輛10定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)。
[0040]在步驟60，控制器34中的定位系統(tǒng)開始。定位系統(tǒng)用于將車載式充電接收系統(tǒng)30的線圈定位在相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的線圈的適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0041 ]在步驟62，車輛10的駕駛員另外使用人機界面(“HMI”)來輔助駕駛員將車輛10停放在適于無線充電的位置。
[0042]在步驟64，控制器34評估車載式充電接收系統(tǒng)30是否定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)適于為車輛充電的位置。
[0043]在步驟68，激活車輛10中的運動和對象檢測系統(tǒng)。無線充電之后在步驟70開始。
[0044]運動和對象檢測系統(tǒng)可以終止無線充電。具體地，在步驟72，如果檢測到運動，則在步驟74終止充電。運動可以是對象在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26和車載式充電接收系統(tǒng)30之間移動。例如，籃球可能在車輛10下滾動并且可在步驟72被檢測到。
[0045]在步驟74，如果車輛10的對象檢測系統(tǒng)檢測到金屬，則方法50關(guān)閉充電。如可以領(lǐng)會的是，定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26、車載式充電接收系統(tǒng)30、或二者之下或鄰近它們的金屬可以使充電中斷。步驟74保證了如果檢測到這樣的金屬則使充電停止。
[0046]在步驟76，如果檢測到無線充電場中的燃料變化，則車輛10中的檢測系統(tǒng)終止充電并移動至步驟74。充電場變化可能是由例如車輛10相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的運動導(dǎo)致。
[0047]在步驟80，方法50確定是否已經(jīng)請求車輛10開走。例如，打開車輛10的門、或啟動車輛10可表明已經(jīng)請求開走。
[0048]如果在步驟80請求開走，則方法50移動至步驟74，在步驟74中，充電關(guān)閉。
[0049]如果沒有請求開走，則方法50移動至步驟80以確定是否已經(jīng)提供任何充電關(guān)閉請求。車輛10的用戶可選擇停止為車輛無線充電。關(guān)于關(guān)閉充電的輸入可以通過用戶界面38或通過一些其它機制提供，例如，類似于智能手機的個人設(shè)備。
[0050]在步驟84，方法計算電池14的充電是否完成。如果是，則充電停止并且方法移動至步驟74。
[0051]可以領(lǐng)會的是，用于為車輛10無線充電的部件和步驟可能是相對復(fù)雜的。多個因素可阻止車輛10無線再充電。因素可以包括無線充電發(fā)射系統(tǒng)26、車載式充電接收系統(tǒng)30、或連接至車輛10的一些其它部件中的損壞部件。檢修這些系統(tǒng)中的錯誤和故障部件可能是困難的，尤其當(dāng)請求車輛10評估無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的功能時。
[0052]參照圖3-5，便攜式測試機100用于測試至少無線充電發(fā)射系統(tǒng)26。便攜式測試機100可以測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)26而無需車輛10。便攜式測試機100對于充電場中的技術(shù)員嘗試在為車輛10充電的情況下診斷問題是特別有用的。
[0053]在該示例中，便攜式測試機100包括接收線圈104、負載組108、射頻通信模塊112、遠程控制器116、和殼體120。便攜式測試機100配置為模擬車載式充電接收系統(tǒng)30的性能和相互作用而無需車輛10。在一些示例中，便攜式測試機100包括允許便攜式測試機100重復(fù)由車輛10執(zhí)行的方法50中的每個步驟的部件。
[0054]遠程控制器116允許技術(shù)員遠離便攜式測試機100并且進行和控制測試程序。技術(shù)員可使用便攜式測試機100而非車輛遠程地執(zhí)行方法(圖2)。
[0055]從遠程位置操縱便攜式測試機100限制了技術(shù)員暴露于在測試期間產(chǎn)生的電磁場。
[0056]為了使用便攜式測試機100測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)26，便攜式測試機100定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)，如圖4所示。
[0057]在示例的便攜式測試機100中，殼體120包括由支柱128支撐的平臺124。每個示例的支柱128包括豎直調(diào)節(jié)裝置132。對豎直調(diào)節(jié)裝置132的調(diào)節(jié)導(dǎo)致支柱128變短或變長，這可使平臺124相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26，并且尤其是線圈28，豎直地升高或降低。
[0058]不同類型的車輛可以具有在不同豎直高度的車載式充電接收系統(tǒng)。豎直調(diào)節(jié)裝置132使技術(shù)員能夠?qū)⑵脚_124，并且尤其是平臺124中的接收線圈104，相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26定位在所需豎直位置以模擬多個車輛和高度。所需豎直位置可以對應(yīng)于車輛10中的車載式充電接收系統(tǒng)30的豎直位置。
[0059]在該示例中，豎直調(diào)節(jié)裝置132包含螺紋段。使螺紋段在第一方向上旋轉(zhuǎn)來縮短支柱128以降低平臺124。使螺紋段在相反的第二方向上旋轉(zhuǎn)來延長支柱128以升高平臺124。除了螺紋段之外的豎直調(diào)節(jié)裝置132可用在其它示例中。在一些示例中，可以對豎直調(diào)節(jié)裝置132提供動力。
[0060]豎直調(diào)節(jié)裝置132可包括接收在孔中調(diào)節(jié)高度的銷、或一些其它類型的改變支柱128的長度的調(diào)節(jié)技術(shù)。
[0061]平臺124也包括用于將接收線圈104定位在平臺124中的不同水平位置的多個水平調(diào)節(jié)裝置。技術(shù)員可以調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)裝置以重新定位可移動線圈104。
[0062]在該示例中，水平調(diào)節(jié)裝置是延伸穿過平臺開口的軌道。接收線圈104可在軌道上四處滑動以調(diào)節(jié)接收線圈104相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)的水平位置。在一些示例中，可以對水平調(diào)節(jié)裝置提供動力。
[0063]測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)26可以包括將便攜式測試機100定位在無線充電發(fā)射系統(tǒng)26范圍內(nèi)并且之后操縱豎直調(diào)節(jié)裝置132和水平調(diào)節(jié)裝置以微調(diào)接收線圈104相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的位置。操縱可響應(yīng)于來自于遠程控制器116的指令而發(fā)生。在一些示例中，技術(shù)員可手持遠程控制器。
[0064]便攜式測試機100的射頻通信模塊112之后接收來自于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的聲脈沖。雖然可以使用其它形式的射頻通信，但在該示例中，聲脈沖通過W1-Fi發(fā)射至射頻通信模塊112。
[0065]便攜式測試機100的接收線圈104之后接收來自于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的功率。該功率被直接傳輸至負載組108，以耗散接收到的功率。負載組108可以包括用于耗散從無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的接收到的功率的電阻器陣列。
[0066]如果功率被無效地傳輸至便攜式測試機100，則技術(shù)員可使用該信息識別無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的故障。顯而易見地，該故障或問題被識別而無需使用車輛10并且無需相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26重新定位車輛10。
[0067]技術(shù)員可通過執(zhí)行圖2的方法50識別故障或問題并且驗證每個步驟被正確地執(zhí)行。
[0068]使用豎直調(diào)節(jié)裝置132和水平調(diào)節(jié)裝置使技術(shù)員能夠操縱接收線圈104相對于無線充電發(fā)射系統(tǒng)26的位置。這可以幫助識別與無線充電發(fā)射系統(tǒng)26相關(guān)的、導(dǎo)致無效功率傳輸?shù)奶囟ㄎ恢?。在一些示例中，定位接收線圈104的操縱可以發(fā)生在功率傳輸期間。
[0069]前述說明書實際上是示例性的而非限制性的。所公開的示例的變化和改進對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可變得顯而易見而不必背離本發(fā)明的本質(zhì)。因此，本發(fā)明的法律保護的范圍可僅通過研究以下權(quán)利要求確定。
【主權(quán)項】
1.一種測試無線充電發(fā)射系統(tǒng)的總成，包含: 便攜式測試機，所述便攜式測試機配置為模擬車載式充電接收系統(tǒng)并且與所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線地相互作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中，所述便攜式測試機不安裝至車輛。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中，所述便攜式測試機包含接收來自于所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率的接收線圈。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中，所述便攜式測試機包含耗散從所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)接收到的功率的負載組。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中，所述便攜式測試機包含與所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信的射頻通信模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的總成，其中，所述射頻通信模塊配置為通過W1-Fi與所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，進一步包含選擇性地調(diào)節(jié)所述便攜式測試機的接收線圈相對于所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)的豎直位置的豎直調(diào)節(jié)裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，進一步包含選擇性地調(diào)節(jié)所述便攜式測試機的接收線圈相對于所述無線充電器發(fā)射系統(tǒng)的水平位置的水平調(diào)節(jié)裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的總成，其中，所述便攜式測試機至少包含: 接收線圈，所述接收線圈接收來自于所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射功率； 負載組，所述負載組耗散從所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)接收到的功率； 射頻通信模塊，所述射頻通信模塊與所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)無線通信;和 調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置相對于所述無線充電發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)射線圈選擇性地定位至少所述接收線圈。
【文檔編號】G01R31/00GK106053974SQ201610141196
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年3月14日 公開號201610141196.5, CN 106053974 A, CN 106053974A, CN 201610141196, CN-A-106053974, CN106053974 A, CN106053974A, CN201610141196, CN201610141196.5
【發(fā)明人】克里斯·W·貝爾, 約翰·保羅·吉博, 吉姆·A·萊思羅普
【申請人】福特全球技術(shù)公司