一种汽车无线充电对准匹配系统及方法

摘要

本发明公开一种汽车无线充电对准匹配系统及方法，其系统包括设于电动汽车下部的无线充电接收装置、设于停车区域地面上的无线充电发射装置；无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块；无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括第一磁传感器芯片阵列和第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片和第一螺线管组围绕接收线圈而设置；无线充电发射装置包括无线发射板、检测匹配模块以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，其中，无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括光敏传感器芯片阵列、第二磁传感器芯片阵列和第二螺线管组；无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下实现移动和对准。

权利要求

1.一种汽车无线充电对准匹配系统，包括设于电动汽车下部的无线充电接收装置、设于停车区域地面上的无线充电发射装置，无线充电接收装置和无线充电发射装置在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；

所述无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块；无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片和第一螺线管组的各螺线管围绕接收线圈而设置；

所述无线充电发射装置包括无线发射板、检测匹配模块以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，其中，无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组；采用光敏传感器检测汽车停靠、采用磁传感器来定位，所述无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下实现移动和对准，所述驱动装置包括微调驱动电机，微调驱动电机用于水平微调转动无线充电装置。

2.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：所述第一磁传感器芯片阵列至少包括四个磁传感器芯片，分别记为第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片，第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片顺时针围绕接收线圈而设置；第一螺线管组至少包括四个螺线管，记为第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管和第四螺线管，第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管分别与第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：所述第一螺线管和第三螺线管产生相同极的磁场，第二螺线管和第四螺线管产生相同极的磁场，且第一螺线管和第二螺线管产生不同极的磁场；同时，第一磁传感器芯片和第三磁传感器芯片用来检测同一极的磁场；第二磁传感器芯片和第四磁传感器芯片用来检测同一极磁场。

4.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：第二磁传感器芯片阵列至少包括四个磁传感器芯片，分别记为第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片，第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片按顺时针排列依次设于发射线圈的四周；第二螺线管组至少包括四个螺线管，记为第五螺线管、第六螺线管、第七螺线管和第八螺线管，第五螺线管、第六螺线管、第七螺线管、第八螺线管分别与第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片间隔设置。

5.根据权利要求4所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：所述第五螺线管和第七螺线管产生相同极的磁场，第六螺线管和第八螺线管产生相同极的磁场，且第五螺线管和第六螺线管产生不同极的磁场；同时，第五磁传感器芯片和第七磁传感器芯片用来检测同一极的磁场；第六磁传感器芯片和第八磁传感器芯片用来检测同一极的磁场，且第五磁传感器芯片和第六磁传感器芯片检测不同极的磁场。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：

所述光敏传感器芯片阵列至少包括四个光敏传感器芯片，记为第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片，第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片设于第二磁传感器芯片阵列和第二螺线管组的外围。

7.根据权利要求1所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：所述驱动装置包括横纵轨道，无线发射板可移动的设于该纵横轨道上，并在驱动装置的驱动下在横纵轨道做纵横移动。

8.根据权利要求1或7所述的一种汽车无线充电对准匹配系统，其特征在于：所述驱动装置包括分别安装于无线发射板四周的多个驱动电机，所述驱动电机包括微调驱动电机，微调驱动电机用于水平微调转动无线充电装置。

9.一种汽车无线充电对准匹配方法，包括如下步骤：

步骤1：在电动汽车底部设置无线充电接收装置，在停车区域地面上设置无线充电发射装置；

无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块，无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组；

无线充电发射装置包括无线发射板、检测匹配模块以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，无线发射板设于驱动装置上；无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组；无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下实现移动和对准；

第一磁传感器芯片阵列和第二磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片均设置为只允许垂直方向磁力线通过；光敏传感器芯片阵列的各光敏传感器芯片设置为只接收垂直方向光线通过；

步骤2：采用光敏传感器检测汽车停靠，光敏传感器芯片阵列检测其当前光线是否被遮挡；

步骤3：采用磁传感器来定位，检测对准模块的第一螺线管组产生磁场，检测匹配模块的第二螺线管组产生磁场；

在所有的磁传感器芯片安装磁力线屏蔽装置，只允许垂直方向磁力线通过；

第二磁传感器芯片阵列对第一螺线管组产生的磁场进行检测以判断第二磁传感器芯片阵列是否与检测对准模块的第一螺线管组一一对应；第一磁传感器芯片阵列对第二螺线管组产生的磁场进行检测以判断第一磁传感器芯片阵列是否与检测对准模块的第二螺线管组一一对应；

步骤4：驱动装置驱动无线发射板进行移动，直到同时满足第一磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第二螺线管组的螺线管一一对应，第二磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第一螺线管组的螺线管一一对应，则完成对准。

说明书

一种汽车无线充电对准匹配系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线充电技术领域，具体是一种应用光敏传感器及磁传感器的汽车无线充电对准匹配系统及方法。

背景技术

[0002] 现有的采用无线充电方式的电动汽车在进入无线充电站充电时，需要将车载底部无线充电接收板与地面的无线充电发射板对准才能保证充电效率的最大化，现有的对准方式一般是司机控制汽车根据充电站的定位标志来定位对准，或者是根据车载电子指示系统的定位指令移动汽车或控制充电接收板对准无线充电发射板，无论采用上述哪种方式都是需要驾驶员的人工控制来实现无线发送、接收板的对准，这个过程缓慢而低效。

[0003] 为此，一篇申请号为201110276928.9的发明专利，公开了一种强电磁耦合式电动汽车无线充电装置，其包括市电电源，初级整流滤波器，初级变换器，可分离电磁耦合器的原边线圈，可活动原边线圈支架，可分离电磁耦合器副边线圈，聚磁铁芯，可活动副边线圈支架，次级整流滤波器，充电控制器，蓄电池，电动汽车。把工频交流电输入到初级整流滤波器，从初级整流滤波器输出稳定的直流电，经初级变换器进行高频逆变变换后的高频交流电，该交流电输送至可分离电磁耦合器的原边线圈，可分离电磁耦合器的原边线圈内有聚磁铁芯，分离电磁耦合器的原边线圈通过可活动原边线圈支架可以上下移动与可分离电磁耦合器副边线圈通过可活动副边线圈支架上下移动发生强电磁耦合，这样实现高磁密度的能量传输。该专利采用的是分别能够上下移动的原边线圈装置和副边线圈装置，在移动汽车使车上的副边线圈正好对准到原边线圈上方后，两装置上下移动并将原副边线圈贴近来实现提供电能转换效率的目的；该专利方案的缺点是需要司机移动汽车以实现副边线圈正好对准在原边线圈上才能满足实现该专利目标的前提条件，并且该装置是上下移动，在充电结束后，需要一个时间来保证原边线圈和副边线圈回收到初始位置后汽车才可驶离，增加了汽车整个充电的过程程序和时间，并容易由于司机提早移动汽车而导致原副边线圈装置被刮蹭而损坏。

[0004] 另有一篇申请号为201080058025.7的发明专利，公开了一种电动汽车用无线充电系统及充电方法，其充电系统包括：电力控制装置，其设置于无线充电所并控制所有无线电力传输装置；设置于停车区域的无线电力传输装置及地面近距离无线通讯模块；无线电力传输装置，其以多个数量设置于停车区域的地面、选择运行随电动汽车的充电信息对向的一部分无线传输面板；以及，在电动汽车的底部安装能够升降的多个无线传输面板，在电动汽车内具备无线电力接收机和无线充电终端及近距离无线通信模块和充电控制器，通过无线充电终端驾驶员的选择实现无线充电的最优化。该专利在车底部布置有多个接收线圈，当车停在充电车位上后由司机选择最优效果的接收板来实现最优化无线充电，该专利在发射机收装置最优定位实现上有以下确定，一是需要司机来人工选择合适的接收板来工作，二是在车底布置多个接收板成本昂贵。

[0005] 另外一篇申请号为201310043965.4的发明专利，公开了一种电动汽车无线充电系统，解决了现有的原边线圈与副边线圈对接匹配难的问题。该电动汽车无线充电系统，包括无线发射板和无线接收板，还包括供电动汽车停泊的支撑平台和用于支撑无线发射板的支撑组件；无线接收板设置于电动汽车的底部且其接收面朝下底面；支撑组件和支撑平台之间至少设有能调节无线发射板高度的位置调节机构。可根据车辆位置快速调整无线发射板的高度，缩短无线发射板与无线接收板的距离，有效降低了由于车辆及无线发射板的位置引起的电量传输损耗，提升了能量传输效率，辐射也相应降低。该专利采用可移动的无线充电发射板来实现发射板与接收板的对准定位以实现提高无线充电传输效能，该专利的缺点是可移动的发射板需要在车位地面进行较大工作量的地面破土工程，并需要挖掘出足够其装置预埋的空间，如采用金属架结构作为支撑面则增加了整个系统的成本，且金属架结构支撑面也存在着金属对电磁波吸收发热的危险可能。

发明内容

[0006] 因此，针对上述的问题，本发明提出一种应用光敏传感器及磁传感器的汽车无线充电对准匹配方法及系统，基于光敏传感器和磁传感器的检测定位方法，不仅方便、高效，而且成本低廉，无需人工干预，解决现有技术之不足。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的思路是，基于光敏传感器和磁传感器进行检测，通过控制驱动装置（步进电机定位系统）驱动地面无线充电发射板对准车载无线充电接收板。采用光敏传感器芯片周期性定时检测，可自动检测到是否汽车停靠在无线充电板上方。采用磁传感器检测定位方法，实现地面无线充电发射板与车载无线充电接收板的自动、快速定位对准，提高无线充电速度，让电动汽车无线充电过程更加智能、方便和高效。

[0008] 具体的，本发明所采用的技术方案是，一种汽车无线充电对准匹配系统，包括设于电动汽车下部的无线充电接收装置、设于停车区域地面上的无线充电发射装置，无线充电接收装置和无线充电发射装置在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；

[0009] 所述无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块；无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片和第一螺线管组的各螺线管围绕接收线圈而设置；

[0010] 所述无线充电发射装置包括无线发射板以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，其中，无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组；所述无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下进行移动，例如前后左右移动及顺时针十五度、逆时针十五度转动。第一磁传感器芯片阵列和第二磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片均设置为只允许垂直方向磁力线通过；光敏传感器芯片阵列的各光敏传感器芯片设置为只接收垂直方向光线通过。

[0011] 作为一种简单可行的方案，所述驱动装置包括横纵轨道，无线发射板可移动的设于该纵横轨道上，并在驱动装置的驱动下在横纵轨道做纵横移动。

[0012] 作为一种简单可行的方案，所述驱动装置包括分别安装于无线发射板四周的多个驱动电机。优选的，所述驱动装置是采用驱动电机实现，驱动电机设有多个，驱动电机中至少有一个是微调驱动电机。

[0013] 为了方便检测，检测对准模块中，所述第一磁传感器芯片阵列至少包括四个磁传感器芯片，分别记为第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片，第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片顺时针围绕接收线圈而设置；第一螺线管组至少包括四个螺线管，记为第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管和第四螺线管，第一螺线管、第二螺线管、第三螺线管、第四螺线管分别与第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片间隔设置。

[0014] 上述检测对准模块中，第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片可以是单个芯片实现，也可以是多个芯片组成的芯片阵列。理论上，单个芯片即可完成本发明所述功能，但是为了更好的对准以及更快速的对准，实际应用时第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片均采用芯片阵列实现。

[0015] 为了更方便更精确的检测，所述第一螺线管和第三螺线管产生相同极的磁场（例如，同为N极），第二螺线管和第四螺线管产生相同极的磁场（例如，同为S极），且第一螺线管和第二螺线管产生不同极的磁场；同时，第一磁传感器芯片和第三磁传感器芯片用来检测同一极的磁场（例如S极的磁场）；第二磁传感器芯片和第四磁传感器芯片用来检测同一极的磁场（例如N极的磁场）。

[0016] 同样的，检测匹配模块中，第二磁传感器芯片阵列至少包括四个磁传感器芯片，分别记为第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片，第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片按顺时针排列依次设于发射线圈的四周；第二螺线管组至少包括四个螺线管，记为第五螺线管、第六螺线管、第七螺线管和第八螺线管，第五螺线管、第六螺线管、第七螺线管、第八螺线管分别与第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片间隔设置。

[0017] 上述检测匹配模块中，第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片可以是单个芯片实现，也可以是多个芯片组成的芯片阵列。理论上，单个芯片即可完成本发明所述功能，但是为了更好的对准以及更快速的对准，实际应用中第五磁传感器芯片、第六磁传感器芯片、第七磁传感器芯片和第八磁传感器芯片均可采用芯片阵列实现。

[0018] 对应的，所述第五螺线管和第七螺线管产生相同极的磁场（例如，同为N极），第六螺线管和第八螺线管产生相同极的磁场（例如，同为S极），且第五螺线管和第六螺线管产生不同极的磁场；同时，第五磁传感器芯片和第七磁传感器芯片用来检测同一极的磁场（例如检测S极的磁场）；第六磁传感器芯片和第八磁传感器芯片用来检测同一极的磁场（例如N极的磁场），且第五磁传感器芯片和第六磁传感器芯片检测不同极的磁场。

[0019] 所述光敏传感器芯片阵列至少包括四个光敏传感器芯片，记为第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片，第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片设于第二磁传感器芯片阵列和第二螺线管组的外围。第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片可以是单个芯片实现，也可以是多个芯片组成的芯片阵列。理论上，单个芯片即可完成本发明所述功能，但是为了更好的对准以及更快速的对准，实际应用中第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片均可采用芯片阵列实现。

[0020] 在设置时，第一磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第二螺线管组的螺线管一一对应，且磁传感器芯片检测的磁场和对应螺线管产生的磁场相同；第二磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第一螺线管组的螺线管一一对应，且磁传感器芯片检测的磁场和对应螺线管产生的磁场相同；这样，在检测时，令磁传感器芯片阵列在无磁场穿过芯片阵列时记为VOUT=H，若磁场穿过芯片阵列中任意一芯片时记为VOUT=L，那么当VOUT=L时使得无线充电接收装置和无线充电发射装置精确对准。

[0021] 基于上述系统的一种汽车无线充电对准匹配方法，包括如下步骤：

[0022] 步骤1：在电动汽车底部设置无线充电接收装置，在停车区域地面上设置无线充电发射装置；

[0023] 无线充电接收装置包括无线接收板和检测对准模块，无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组；

[0024] 无线充电发射装置包括无线发射板、检测匹配模块以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，无线发射板设于驱动装置上；无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组；无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下进行移动对准；

[0025] 第一磁传感器芯片阵列和第二磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片均设置为只允许垂直方向磁力线通过；光敏传感器芯片阵列的各光敏传感器芯片设置为只接收垂直方向光线通过；

[0026] 当无线充电接收装置和无线充电发射装置精确对准时，第一磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第二螺线管组的螺线管一一对应，第二磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第一螺线管组的螺线管一一对应；

[0027] 步骤2：检测对准模块的第一螺线管组产生磁场，检测匹配模块的第二螺线管组产生磁场；

[0028] 光敏传感器芯片阵列检测其当前光线是否被遮挡；

[0029] 在所有的磁传感器芯片安装磁力线屏蔽装置，只允许垂直方向磁力线通过；

[0030] 第二磁传感器芯片阵列对第一螺线管组产生的磁场进行检测以判断第二磁传感器芯片阵列是否与检测对准模块的第一螺线管组一一对应；第一磁传感器芯片阵列对第二螺线管组产生的磁场进行检测以判断第一磁传感器芯片阵列是否与检测对准模块的第二螺线管组一一对应；

[0031] 步骤3：驱动装置驱动无线发射板进行移动，直到同时满足：第一磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第二螺线管组的螺线管一一对应，第二磁传感器芯片阵列的磁传感器芯片和第一螺线管组的螺线管一一对应。

[0032] 本发明采用上述方案，在具体使用时，驾驶员将汽车泊位设有无线充电发射装置的停车区域地面上（停车位）。地面上的无线充电发射装置中，光敏传感器芯片阵列四个光敏传感器芯片（第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片和第四光敏传感器芯片）定时检测是否有车辆停靠在地面无线充电发射装置的上方。如果第一光敏传感器芯片、第二光敏传感器芯片、第三光敏传感器芯片或者第四光敏传感器芯片检测到有汽车停靠，则反馈给驾驶员，例如通过显示屏显示：汽车已经可以进行无线充电。驾驶员开启车载无线充电接收装置的无线充电功能后，无线充电接收装置中磁传感器芯片阵列的四个磁传感器芯片（第一磁传感器芯片、第二磁传感器芯片、第三磁传感器芯片和第四磁传感器芯片）使能开始工作，并令VOUT=H （输出高电平）。第五螺线管、第七螺线管通电产生N极磁场，第六螺线管和第八螺线管通电产生S极磁场。驱动电机开始按照轨迹移动无线充电发射板，轨迹是沿着轨迹XY方向逐行扫描。当第五螺线管和第七螺线管对准第一磁传感器芯片阵列的N极磁传感器芯片，第六螺线管和第八螺线管对准第一磁传感器芯片阵列的S极磁传感器芯片，则VOUT=L（输出低电平），第一螺线管和第三螺线管通电产生N极磁场，第二螺线管和第四螺线管通电产生S极磁场，若第八磁传感器芯片阵列、第七磁传感器芯片阵列、第六磁传感器芯片阵列或者第五磁传感器芯片阵列中有一个VOUT=L（输出低电平），那么表示对准完毕，则驱动电机停止工作。

[0033] 本发明采用光敏传感器检测汽车停靠、磁传感器定位技术控制步进电机驱动地面无线充电发射板实现对车载无线充电接收板的自动对准，相对于现有的人工控制汽车的对准方式，具有自动、快速、准确对准的优势。

附图说明

[0034] 图1为本发明的实施例的汽车与地面的示意图；

[0035] 图2a为本发明的实施例的无线充电接收装置的示意图；

[0036] 图2b 为本发明的实施例的无线充电发射装置的示意图；

[0037] 图3为本发明的实施例的光敏传感器芯片阵列示意图；

[0038] 图4a为本发明的实施例的磁传感器芯片阵列（只检测S极磁场）的示意图；

[0039] 图4b为本发明的实施例的磁传感器芯片阵列（只检测N极磁场）的示意图；

[0040] 图5a为本发明的实施例的无线充电发射装置移动轨迹示意图；

[0041] 图5b为本发明的实施例的无线充电发射装置转动轨迹示意图；

[0042] 图6为本发明的汽车无线充电对准匹配方法的流程图。

具体实施方式

[0043] 现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

[0044] 本发明的一种汽车无线充电对准匹配系统，包括设于电动汽车下部的无线充电接收装置1000、设于停车区域地面上的无线充电发射装置2000、用于处理整个系统流程的地面无线充电系统3000以及显示屏4000，无线充电接收装置1000和无线充电发射装置2000在一定距离内建立通讯连接，并自动开始无线电力传输；无线充电接收装置1000包括无线接收板和检测对准模块；无线接收板上设有接收线圈，检测对准模块包括多个磁传感器芯片组成的第一磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片和第一螺线管组的各螺线管围绕接收线圈而设置；无线充电发射装置包括无线发射板、检测匹配模块以及驱动无线发射板进行移动的驱动装置，其中，无线发射板设有发射线圈，检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片组成的光敏传感器芯片阵列、多个磁传感器芯片组成的第二磁传感器芯片阵列和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组；无线发射板设于驱动装置上，并在驱动装置的驱动下进行移动对准，本实施例中，实现前后左右移动及顺时针十五度、逆时针十五度转动。

[0045] 其中，作为一个简单的方案，驱动装置包括横纵轨道，无线发射板可移动的设于该纵横轨道上，并在驱动装置的驱动下在横纵轨道做纵横移动。另外，驱动装置还包括多个电机，用以驱动其轨道上的无线发射板移动。本实施例中，驱动装置包括第一驱动电机、第二驱动电机和微调驱动电机。下面以一个具体实施例来说明本发明。

[0046] 由于单个磁传感器芯片的磁力线以及单个光敏传感器芯片的光线的强度和密度均有限，不利于校准对位，为了精确快速校准，上述检测对准模块包括多个磁传感器阵列（每个磁传感器阵列由多个磁传感器芯片组成，例如至少3个）组成的第一磁传感器芯片阵列组和产生磁场的多个螺线管组成的第一螺线管组，第一磁传感器芯片阵列组的各磁传感器阵列和第一螺线管组的各螺线管围绕接收线圈而设置。检测匹配模块包括多个光敏传感器芯片阵列（每个光敏传感器芯片阵列由多个光敏传感器芯片组成，例如至少3个）组成的光敏传感器芯片阵列组、多个磁传感器阵列组成的第二磁传感器芯片阵列组和产生磁场的多个螺线管组成的第二螺线管组。

[0047] 本实施例中，检测对准模块中，其磁传感器芯片是第一磁传感器芯片阵列组（多个磁传感器阵列组成）；检测匹配模块中，光敏传感器是光敏传感器芯片阵列组（多个光敏传感器芯片阵列组成），磁传感器芯片是第二磁传感器芯片阵列组（多个磁传感器阵列组成）。参见图1和图2b，驾驶员将汽车泊位设有无线充电发射装置2000的停车区域地面上（停车位）。地面上的无线充电发射装置2000中，第二磁传感器芯片阵列组至少包括四个磁传感器芯片组，分别记为第五磁传感器芯片组208、第六磁传感器芯片组206、第七磁传感器芯片组
204和第八磁传感器芯片组202。光敏传感器芯片阵列至少包括四个光敏传感器芯片组，记为第一光敏传感器芯片组2004、第二光敏传感器芯片组2005、第三光敏传感器芯片组2006和第四光敏传感器芯片组2007，第一光敏传感器芯片组2004、第二光敏传感器芯片组2005、第三光敏传感器芯片组2006和第四光敏传感器芯片组2007按顺时针排列依次设于发射线圈200的四周，并定时检测是否有车辆停靠在地面无线充电发射装置2000的上方。如果第一光敏传感器芯片组2004、第二光敏传感器芯片组2005、第三光敏传感器芯片组2006和第四光敏传感器芯片组2007测到有汽车停靠，则反馈给驾驶员，例如通过显示屏4000显示：汽车已经可以进行无线充电。

[0048] 参见图2a，无线充电接收装置1000中，第一磁传感器芯片阵列组至少包括四个磁传感器芯片阵列，分别记为第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105和第四磁传感器芯片阵列107，第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105和第四磁传感器芯片阵列107顺时针围绕接收线圈100而设置。驾驶员开启车载无线充电接收装置1000的无线充电功能后，第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105和第四磁传感器芯片阵列107使能开始工作，VOUT=H（输出高电平）。

[0049] 参见图2a和图2b，本实施例中，第一螺线管组包括四个螺线管，记为第一螺线管102、第二螺线管104、第三螺线管106和第四螺线管108，第二螺线管组包括四个螺线管，记为第五螺线管207、第六螺线管205、第七螺线管203和第八螺线管201。

[0050] 第八螺线管201、第六螺线管205通电产生S极磁场，第七螺线管203、第五螺线管207通电产生N极磁场。第一驱动电机2001、第二驱动电机2002开始按照轨迹移动无线充电发射装置2000，轨迹是沿着轨迹XY方向逐行扫描。

[0051] 当第八螺线管201、第六螺线管205对准S极磁传感器芯片中的第一磁传感器芯片阵列101和第三磁传感器芯片阵列105，第七螺线管203、第五螺线管207对准N极磁传感器芯片阵列中的第二磁传感器芯片103阵列和第四磁传感器芯片阵列107，第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105、第四磁传感器芯片阵列107，VOUT=L（输出低电平）。第一螺线管102、第三螺线管106通电产生N极磁场，第二螺线管
104、第四螺线管108通电产生S极磁场，若第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208其中有一个VOUT=L（输出低电平），则第一驱动电机2001和第二驱动电机2002停止。

[0052] 图4a和图4b分别是只检测S极磁场的磁传感器芯片阵列和只检测N极磁场的磁传感器芯片阵列；其中，对于磁传感器芯片阵列，在无磁场穿过磁传感器芯片，则VOUT=H，若磁场穿过磁传感器芯片阵列当中的任一颗，令VOUT=L。

[0053] 对于光敏传感器芯片阵列，其中任一芯片检测到其上方光线被遮挡，则令VOUT=L。

[0054] 上述第一磁传感器芯片阵列和第二磁传感器芯片阵列的各磁传感器芯片均设置为只允许垂直方向磁力线通过，可通过安装磁力线屏蔽装置来实现；光敏传感器芯片阵列的各光敏传感器芯片设置为只接收垂直方向光线通过。

[0055] 开启微调驱动电机2003，以无线充电发射装置2000中心位置顺时针最大转动15度，如果在转动过程中第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208全部满足VOUT=L（输出低电平），此时完成位置匹配，微调驱动电机2003停止。如果第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208没有全部满足VOUT=L，那么微调驱动电机2003回到原点，以无线充电发射装置2000中心位置逆时针最大转动15度，如果在转动过程中第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208全部满足VOUT=L，此时完成位置匹配，微调驱动电机
2003停止；否则，微调驱动电机2003回到原点，第一驱动电机2001、第二驱动电机2002重新启动，沿着轨迹XY方向逐行继续扫描步进。如此循环，直到第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208全部满足VOUT=L（输出低电平），此时完成位置匹配，锁定第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105、第四磁传感器芯片阵列107的VOUT状态，锁定第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208的VOUT状态；第一螺线管102、第二螺线管104、第三螺线管106、第四螺线管108断电， 第八螺线管201、第七螺线管203、第六螺线管205、第五螺线管207断电；开启充电线圈200开始发射能量，车载接收线圈100开始接受能量。图5a为本发明的无线充电发射装置移动轨迹示意图，图5b为本发明的实施例的无线充电发射装置转动轨迹示意图。

[0056] 上述过程中，第一驱动电机2001、第二驱动电机2002驱动电机移动无线充电发射装置2000，微调驱动电机2003用于水平微调转动无线充电发射装置2000。

[0057] 汽车泊车后，置于车底的车载无线充电接收装置1000的四角位置AA、BB、CC、DD（见图2a），接近地面无线充电系统3000四角位置AAA、BBB、CCC、DDD（见图2b）。若完全对准匹配，AA、BB、CC、DD处于A、B、C、D正上方，接收线圈100、第一磁传感器芯片阵列101、第一螺线管102、第二磁传感器芯片阵列103、第二螺线管104、第三磁传感器芯片阵列105、第三螺线管
106、第四磁传感器芯片阵列107、第四螺线管108将处在发射线圈200、第八螺线管201、第八磁传感器芯片阵列202、第七螺线管203、第七磁传感器芯片阵列204、第六螺线管205、第六磁传感器芯片阵列206、第五螺线管207、第五磁传感器芯片阵列208正上方。

[0058] 图6为本发明的实际应用时，汽车无线充电对准匹配方法的流程图。参见图6，本发明的汽车无线充电对准匹配方法，包括如下步骤：

[0059] 步骤1：将车停靠在无线充电停车位上；

[0060] 步骤2：系统检测到汽车停靠，也就是说第一光敏传感器芯片组2004、第二光敏传感器芯片组2005、第三光敏传感器芯片组2006和第四光敏传感器芯片组2007全部满足VOUT=L；

[0061] 步骤3：车载接收端的无线充电接收装置1000启动检测对准模块，第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105、第四磁传感器芯片阵列107使能；

[0062] 步骤4：启动匹配检测模块；

[0063] 步骤5：第八螺线管201、第六螺线管205通电产生S极磁场，第七螺线管203、第五螺线管207通电产生N极磁场；

[0064] 步骤6：在X、Y方向，第一驱动电机2001和第二驱动电机2002开始驱动无线充电发射装置2000移动；

[0065] 步骤7：第八螺线管201、第六螺线管205对准第一磁传感器芯片阵列101、第三磁传感器芯片阵列105，第七螺线管203、第五螺线管207对准第二磁传感器芯片阵列103、第四磁传感器芯片阵列107，然后当第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105、第四磁传感器芯片阵列107全部满足VOUT=L，则转到步骤8；

[0066] 步骤8：第一螺线管102、第三螺线管106通电产生N极磁场，第二螺线管104、第四螺线管108通电产生S极磁场；

[0067] 步骤9：第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208中只要其中一个VOUT=L，则转到步骤10；

[0068] 步骤10：X、Y方向第一驱动电机2001、第二驱动电机2002停止，微调驱动电机2003启动，开始进入微调模式，转动无线充电发射装置2000；

[0069] 步骤11：第一螺线管102、第三螺线管106对准第八磁传感器芯片阵列202、第六磁传感器芯片阵列206，第二螺线管104、第四螺线管108对准第七磁传感器芯片阵列204、第五磁传感器芯片阵列208，然后当第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208全部满足VOUT=L，则转到步骤12；

[0070] 步骤12：锁定第一磁传感器芯片阵列101、第二磁传感器芯片阵列103、第三磁传感器芯片阵列105、第四磁传感器芯片阵列107的VOUT状态，锁定第八磁传感器芯片阵列202、第七磁传感器芯片阵列204、第六磁传感器芯片阵列206、第五磁传感器芯片阵列208的VOUT状态，第一螺线管102、第二螺线管104、第三螺线管106、第四螺线管108断电， 第八螺线管201、第七螺线管203、第六螺线管205、第五螺线管207断电；

[0071] 步骤13：开启充电线圈200开始发射能量，车载接收线圈100开始接受能量；

[0072] 步骤14：完成匹配。

[0073] 本发明采用光敏传感器+磁传感器的对准方式，在非充电状态具有低功耗运行的优点。另外，本发明采用光敏传感器检测汽车停靠、采用磁传感器来定位，并控制步进电机驱动地面的无线充电发射板来实现对车载无线充电接收板的自动对准，相对于现有的人工控制汽车的对准方式，具有自动、快速、准确对准的优势。

[0074] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。