一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置
文献发布时间：2023-06-19 09:58:59
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，特别是涉及一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置。
背景技术
将非接触电能传输技术应用于电动汽车动力电池充电，为电动汽车提供安全便捷的充电方式。将非接触电能传输的发送线圈置于地表或埋设地下，并将接收线圈固定于车辆底盘，通过发送线圈与接收线圈的电磁耦合来传输电能，对动力电池进行充电。与接触式充电相比，电动汽车非接触充电，使用方便、安全，无火花及触电危险，无积尘和接触损耗，无机械磨损和相应的维护问题，可适应多种恶劣环境和天气。非接触充电设施可以安装电动汽车停车位，无需占用额外的空间和基础设施。
为使非接触电能传输系统能进行高效地大功率电能传输，系统的发送线圈和接收线圈需要对准。而在电动汽车充电的实际应用中，电动汽车工况复杂，固定于地表或埋设地下的发送线圈和固定在车辆底盘的接收线圈很难简单的实现对准。因此，需要设计定位系统，定位并引导电动汽车移动到对准的充电位置。
电动汽车非接触充电系统的定位装置，可以辅助电动汽车的车主将电动汽车开到充电的工作范围，并通过引导将电动汽车开到充电的准确工作位置，减少电能浪费，缩短电动汽车充电时间，推动电动汽车非接触充电技术市场化和电动汽车的普及。
目前在非接触充电系统中，电动汽车无线充电系统定位装置的相关专利较少。专利201410753395.2“一种基于WF定位的自动无线充电系统及其方法”采用WF信号进行定位，WF定位精度比较低，在定位精度要求较高的场合受到限制；专利：201510304357.3“电动汽车无线充电定位系统”采用多线圈定位的方式进行线圈定位，该方法定位距离较短并且随着定位精度要求的提高，系统的底层硬件设施投资量增加，成本提高。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置，以提高电动汽车非接触定位的精度。
为实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车非接触供电定位方法，所述方法包括：
步骤S1：确定负载电流与线圈偏移的关系曲线；
步骤S2：根据所述关系曲线确定第一极值点P1、第二极值点P2、第三极值点P3和极大值点Pmax；
步骤S3：获取不同时刻非接触供电定位系统中第二负载的负载电流；
步骤S4：根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置。
可选地，所述确定负载电流与线圈偏移的关系曲线，具体包括：
步骤S11：构建非接触供电定位系统的等效模型；
步骤S12：根据所述等效模型确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
可选地，所述根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置，具体包括：
当前时刻负载电流小于P3时，则说明接收线圈所处1区域或第12区域；
当上一时刻接收线圈所处1区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域；
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域；
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域；
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域；
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流小于P3，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处1区域；
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域；
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域；
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域；
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域；
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域；
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域；
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域；
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域；
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域；
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域；
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域；
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域；
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域；
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域；
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域；
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处6区域；
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域；
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域；
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处6区域；
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处7区域；
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处8区域；
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处7区域；
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域；
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域；
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域；
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域；
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域；
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域；
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域；
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域；
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域；
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域；
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处11区域；
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处12区域；
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域；
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域；
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流小于P3，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处12区域。
本发明还提供一种电动汽车非接触供电定位系统，所述系统包括：
关系曲线确定模块，用于确定负载电流与线圈偏移的关系曲线；
极值点确定模块，用于根据所述关系曲线确定第一极值点P1、第二极值点P2、第三极值点P3和极大值点Pmax；
获取模块，用于获取不同时刻非接触供电定位系统中第二负载的负载电流；
接收线圈定位模块，用于根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置。
可选地，所述关系曲线确定模块，具体包括：
等效模型构建单元，用于构建非接触供电定位系统的等效模型；
关系曲线确定单元，用于根据所述等效模型确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
本发明还提供一种电动汽车非接触供电定位装置，所述装置包括：供电系统、定位电源系统、逆变器、地面端控制器、发送线圈、接收线圈、车载端控制器、整流器、定位负载系统、第一负载和显示屏；
所述供电系统依次通过所述定位电源系统和所述逆变器与所述发送线圈连接，所述地面端控制器分别与所述供电系统、所述定位电源系统和所述逆变器连接，所述地面端控制器与所述车载端控制器无线连接，所述接收线圈依次通过所述整流器和所述定位负载系统与第一负载连接，所述车载端控制器分别与所述定位负载系统、所述第一负载和所述显示屏连接；
所述定位电源系统包括第一开关管和直流电源，所述第一开关管和所述直流电源连接，所述第一开关管分别与所述供电系统和所述逆变器连接，所述直流电源分别与所述供电系统和所述逆变器连接；所述定位负载系统包括第二开关管和第二负载；所述第二开关管和所述第二负载连接，所述第二开关管分别与所述整流器和所述第一负载连接，所述第二负载分别与所述整流器和所述第一负载连接；
所述地面端控制器首先切断所述供电系统供电，然后闭合所述第一开关管，使所述直流电源供电，所述直流电源经过所述逆变器逆变后转变成交流信号，交流信号通过所述发送线圈发送给所述接收线圈，所述接收线圈接收的交流信号被整流成直流信号，所述车载端控制器断开所述第一负载，闭合所述第二开关管，直流信号经过所述第二负载产生电压；所述车载端控制器检测第二负载上的电压，并发送至所述地面端控制器；所述地面端控制器将所述第二负载产生的电压转换成负载电流，采用上述的方法确定所述接收线圈所处位置，并将所述接收线圈所处位置通过所述车载端控制器发送至所述显示屏上进行显示。
可选地，所述装置还包括：
第三开关，与所述车载端控制器连接，用于向所述车载端控制器发出关闭指令，以使所述车载端控制器根据所述关闭指令控制第二开关管关闭，所述车载端控制器将所述关闭指令发送至所述地面端控制器，所述地面端控制器根据所述关闭指令控制第一开关管关闭。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置，方法包括：确定负载电流与线圈偏移的关系曲线；根据所述关系曲线确定第一极值点、第二极值点、第三极值点和极大值点；获取不同时刻非接触供电定位系统中第二负载的负载电流；根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置。本发明利用负载电流值与线圈偏移距离的变化值对应关系进行定位，提高了电动汽车非接触充电定位系统精度差，克服了现有非接触充电定位系统硬件设计复杂、成本高等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1电动汽车非接触供电定位方法流程图；
图2为本发明实施例1无线电能传输系统负载电流与线圈偏移距离关系图；
图3为本发明实施例1线圈位置与定位负载电流的关系示意图；
图4为本发明实施例3非接触供电定位系统结构图；
图5为本发明实施例4仿真示意图。
其中，1、供电系统，2、定位电源系统，3、逆变器，4、发送线圈，5、接收线圈，6、整流器，7、定位负载系统，8、第一负载，9、地面端控制器，10、车载端控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置，以提高电动汽车非接触定位的精度。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
(1)定位判定依据的选取
基于磁场感应设计电动汽车非接触供电定位系统，需要选取电路参数作为定位判定依据。判定依据应满足随偏移距离应有较大的线性区域，在偏移距离较小时保持线性，定位判定依据还应有尽量大的区分度，即判定依据的变化量与偏移距离的变化量比值应尽可能大。依据无线电能传输系统偏移的分析，无线充电系统的接收端负载电流有较大的线性区域和较好的区分度。本发明的电动汽车无线充电系统定位子系统采用负载电流作为判定依据。
(2)系统参数的选取
电动汽车无线充电系统的充电目标是车载动力电池，而动力电池在充电过程中其组织会发生变化。而在进行定位时，无线充电系统的负载要求是固定阻值的负载，而不可以是电动汽车的动力电池。因此，本发明设计的定位系统采用固定的电阻负载作为第二负载(定位负载)。为了获取更好的定位效果，需要确定电阻阻值，因此，在保证线性度和系统稳定性的前提下，可以采用较小阻值的电阻负载。
由于线圈是对称结构，随着线圈偏移由大变小，第二负载(定位负载)中的电流呈现先增大至一极大值点，后减小至零，而后在线圈完全对准的地方达到电流最大值。由于负载电流与线圈位置不是单调的关系，通过负载电流来计算线圈位置，不可以采用简单的查表实现，需要设计相应的位置计算方法。
如图2所示，(a)为磁感应耦合系统负载电流图，(b)磁谐振耦合系统负载电流图，如图3所示，本发明将接收线圈的位置坐标依据第二负载电流值的划分为10个区域，其中区域1和区域12表示接收线圈处于定位区域之外，区域2-11表示接收线圈处于定位区域内的某个区域。在区域2-11每个独立的区域中，第二负载电流值与线圈坐标值均是单调的关系。图中P1为第一极值点，P2为第二极值点，P3为第三极值点，Pmax为极大值点。档位为前进挡D档时认定车辆处于负极性区域(即区域1-6)，档位为后退档R档时认定车辆处于正极性区域(即区域7-12)，当接收线圈位置处于区域6或区域7时，即第二负载电流大于电流值P1，允许电动汽车无线充电系统完成定位，开始充电。
实施例1
如图1所示，本发明公开一种电动汽车非接触供电定位方法，所述方法包括：
步骤S1：确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
步骤S2：根据所述关系曲线确定第一极值点P1、第二极值点P2、第三极值点P3和极大值点Pmax。
步骤S3：获取不同时刻非接触供电定位系统中第二负载的负载电流。
步骤S4：根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置。
下面对各个步骤进行详细论述：
步骤S1：确定负载电流与线圈偏移的关系曲线，具体包括：
步骤S11：构建非接触供电定位系统的等效模型。
步骤S12：根据所述等效模型确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
本实施例中利用实验仿真来构建非接触供电定位系统的等效模型，进而通过仿真确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
步骤S4：根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置，具体包括：
当前时刻负载电流小于P3时，则说明接收线圈所处1区域或第12区域。
当上一时刻接收线圈所处1区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流小于P3，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处1区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处12区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流小于P3，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处12区域。
实施例2
本发明还提供一种电动汽车非接触供电定位系统，所述系统包括：
关系曲线确定模块，用于确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
极值点确定模块，用于根据所述关系曲线确定第一极值点P1、第二极值点P2、第三极值点P3和极大值点Pmax。
获取模块，用于获取不同时刻非接触供电定位系统中第二负载的负载电流。
接收线圈定位模块，用于根据所述负载电流、所述第一极值点、所述第二极值点、所述第三极值点和所述极大值点确定非接触供电定位系统中接收线圈所处位置。
作为一种可选的实施方式，本发明所述关系曲线确定模块，具体包括：
等效模型构建单元，用于构建非接触供电定位系统的等效模型。
关系曲线确定单元，用于根据所述等效模型确定负载电流与线圈偏移的关系曲线。
作为一种可选的实施方式，本发明所述接收线圈定位模块，具体包括：
当前时刻负载电流小于P3时，则说明接收线圈所处1区域或第12区域。
当上一时刻接收线圈所处1区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处2区域，当前时刻负载电流小于P3，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处1区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处3区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处2区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处4区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处3区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处4区域。
当上一时刻接收线圈所处5区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处5区域。
当上一时刻接收线圈所处6区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值小于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处6区域。
当上一时刻接收线圈所处7区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退档R时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P1小于Pmax，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处7区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P2小于P1，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处8区域。
当上一时刻接收线圈所处8区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处9区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处9区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处10区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值大于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为后退挡R时，则说明接收线圈所处12区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处10区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流大于P3小于P2，负载电流变化值小于0，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处11区域。
当上一时刻接收线圈所处11区域，当前时刻负载电流小于P3，且档位为前进挡D时，则说明接收线圈所处12区域。
实施例3
如图4所示，本发明还提供一种电动汽车非接触供电定位装置，所述装置包括：供电系统1、定位电源系统2、逆变器3、地面端控制器9、发送线圈4、接收线圈5、车载端控制器10、整流器6、定位负载系统7、第一负载8和显示屏(图中未标出)。
所述供电系统1依次通过所述定位电源系统2和所述逆变器3与所述发送线圈4连接，所述地面端控制器9分别与所述供电系统1、所述定位电源系统2和所述逆变器3连接，所述地面端控制器9与所述车载端控制器10无线连接，所述接收线圈5依次通过所述整流器6和所述定位负载系统7与第一负载8连接，所述车载端控制器10分别与所述定位负载系统7、所述第一负载8和所述显示屏连接。
所述定位电源系统2包括第一开关管和直流电源，所述第一开关管和所述直流电源连接，所述第一开关管分别与所述供电系统1和所述逆变器3连接，所述直流电源分别与所述供电系统1和所述逆变器3连接；所述定位负载系统7包括第二开关管和第二负载；所述第二开关管和所述第二负载连接，所述第二开关管分别与所述整流器6和所述第一负载8连接，所述第二负载分别与所述整流器6和所述第一负载8连接。
具体的，供电系统1A点与所述定位电源系统2的a点连接，供电系统1的B点与定位电源系统2的b点连接；定位电源系统2的a点与逆变器3的C点连接，定位电源系统2的b点与逆变器3的D点连接；逆变器3E点与发送线圈4的G点连接，逆变器3F点与H点连接；接收线圈5的I点与整流K点连接，接收线圈5J点与整流L点连接；整流器6M点与定位负载系统7的c点连接，整流器6N点与定位负载系统7的d点连接。定位负载系统7的c点与第一负载8的O点连接，定位负载系统7的d点与第一负载8的P点连接。定位电源系统2中的直流24V电源与第一开关K1串联连接，直流24V电源的一端连接第一开关K1的一端，直流24V电源的+端连接定位电源系统2的a点，第一开关K1的另一端连接定位电源系统2的b点；定位负载系统7的中的第二负载Rm与第二开关K2串联连接，第二负载Rm的一端连接第二开关管K2一端，第二负载Rm的另一端连接定位负载系统7的c点，第二负载K2的另一端连接定位负载系统7的d点。
所述地面端控制器9首先切断所述供电系统1供电，然后闭合所述第一开关管K1，使所述直流电源DC24V供电，所述直流电源DC24V经过所述逆变器3逆变后转变成交流信号，交流信号通过所述发送线圈4发送给所述接收线圈5，所述接收线圈5接收的交流信号被整流成直流信号，所述车载端控制器10断开所述第一负载8，闭合所述第二开关管K2，直流信号经过所述第二负载Rm产生电压；所述车载端控制器10检测第二负载Rm上的电压，并发送至所述地面端控制器9；所述地面端控制器9将所述第二负载Rm产生的电压转换成负载电流，采用上述方法确定所述接收线圈5所处位置，并将所述接收线圈5所处位置通过所述车载端控制器10发送至所述显示屏上进行显示。当地面端控制器9通过所述车载端控制器10向所述显示屏上发送所述接收线圈5所处6区域或7区域时，说明此时已完成电动汽车无线充电定位，此时驾驶员停车，开始无线充电。
本发明中的装置还包括：
第三开关，与所述车载端控制器10连接，用于向所述车载端控制器10发出关闭指令，以使所述车载端控制器10根据所述关闭指令控制第二开关管关闭，所述车载端控制器10将所述关闭指令发送至所述地面端控制器9，所述地面端控制器9根据所述关闭指令控制第一开关管关闭。
实施例4
在计算电动汽车车载线圈所处的区域时，输入的条件为第二负载电流值，电动汽车的档位以及定位继电器状态量，输出量为区域号。算法中定义的输入量为第二负载的电流的变化值。第二负载的电流的变化值即是将本次采样的第二负载电流值与前次值相减所得的计算值。
首次进入定位算法时，系统进入初始化状态。根据电动汽车的档位和负载电流值，初始化车辆所属的区域，档位为前进挡D档时认定车辆处于负极性区域(即区域1-5)，档位为后退档R档时认定车辆处于正极性区域(即区域6-10)。默认档位为N档时车辆处于负极性区域。初始化区域号时，当负载电流小于P3时，车辆所处区域1或10；当负载电流大于P3小于P2时，车辆所处区域认定为区域2或9；当负载电流大于P2小于P1时，车辆所处区域认定为区域4或7；当负载电流大于P1时，车辆所处区域认定为区域5或6。结合档位与负载电流值即可确定区域的初始化值。
初始化完成后，依据前次区域号与本次输入条件判断电动汽车所在区域。当电动汽车缓慢移动时，电动汽车所处的区域随车辆的移动在相邻区域之间切换。
若前次区域为1(12)，且满足档位为D档(R档)、负载电流大于P3小于P2，电动汽车所处区域切换至区域2(11)。
若前次区域为2(11)，当满足档位为D档(R档)、负载电流大于P3小于P2、负载电流变化值小于0，电动汽车所处区域切换至区域3(10)；当满足档位为R档(D档)、负载电流小于P3，电动汽车所处区域切换至区域1(12)。
若前次区域为3(10)，当满足档位为R档(D档)、负载电流大于P3小于P2、负载电流变化值小于0，电动汽车所处区域切换至区域2(11)；当满足档位为D档(R档)、负载电流在大于P3小于P2的同时负载电流变化值大于0，电动汽车所处区域切换至区域4(9)。
若前次区域为4(9)，当满足档位为D档(R档)、负载电流大于P2小于P1时，电动汽车所处区域切换至区域5(8)；当满足档位为R档(D档)、负载电流大于P3小于P2、负载电流变化值大于0，电动汽车所处区域切换至区域3(10)。
若前次区域为5(8)，当满足档位为D档(R档)、负载电流大于P1、负载电流变化值大于0，电动汽车所处区域切换至区域6(7)；当满足档位为R档(D档)、负载电流大于P2小于P1、负载电流变化值小于0，电动汽车所处区域切换至区域4(9)。
本发明采用上述装置及方法进行了实验验证，如图5所示，当电动汽车缓慢移动，电动汽车所处的区域随车辆的移动在相邻区域之间正常的切换。模拟车辆在相邻区域之间切换的情况，验证正常工况下的算法有效性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
- 一种电动汽车非接触供电定位方法、系统及装置
- 一种非接触供电系统的电能控制方法和装置