一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统，该测试装置包括XY轴移动装置、电动推杆、XY轴偏转装置、Z轴旋转装置、发射装置端、接收装置端；通过结构设计可实现发射线圈与接收线圈的精确对位，真实模拟电动汽车胎压不同对无线充电过程的影响。该测量系统通过采用上述可以精确定位的测量装置外，还采用了磁场测量系统、控制系统及功率分析仪，除了能准确模拟现实中由于电动汽车胎压不同对系统充电过程造成的影响外，还能对线圈周围的空间漏磁场做出评价，精确度高、可靠性好。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统
本专利技术涉及电动汽车无线充电
，具体是一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统。
技术介绍
随着新能源汽车行业的迅速发展，电动汽车无线充电技术已经成为当前国内外学者的研究热点。相对于电动汽车的有线充电而言，无线充电具有使用便捷、安全、可靠等优点，有着巨大的发展潜力和应用市场。然而，在无线充电系统的实际应用中，发射线圈和接收线圈的空间相对位置不是固定的，而其相对位置的变化对系统传输功率和转换效率有着较大影响。目前用于测量电动汽车无线充电系统的测试装置多无法实现沿X轴与沿Y轴的同时偏转，不能准确模拟现实中由于电动汽车胎压不同对系统充电过程造成的影响，并且测量系统多未能对线圈周围的空间漏磁场做出评价。因此，设计一种新型的适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统，尽可能准确模拟实际充电过程中原副线圈的相对位置，并对线圈周围磁场进行测量、采集、分析和处理，对于研究电动汽车无线充电系统的传输功率和转换效率的问题有着极为重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，设计一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置及测量系统。本专利技术解决所述测试装置技术问题的技术方案是，设计一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置，其特征在于，该测试装置包括XY轴移动装置、电动推杆、XY轴偏转装置、Z轴旋转装置、发射装置端、接收装置端；所述XY轴移动装置位于测试装置的下部，控制X轴与Y轴方向的偏移，包括四条X轴导轨、两条Y轴导轨、带锁紧滑块；所述X轴导轨与Y轴导轨为内置双轴心式直线导轨，且在其外侧标有刻度；所述四条X轴导轨平行且等距固定设置，每条X轴导轨上设置有两个带锁紧滑块；所述两条Y轴导轨平行固定在X轴导轨上的八个带锁紧滑块上，其方向垂直于X轴导轨；每条Y轴导轨上也设置有两个带锁紧滑块；四个电动推杆的下端固定在Y轴导轨上的四个带锁紧滑块上，其上端固定在XY轴偏转装置的底部，四个电动推杆竖直安装在Y轴导轨与XY轴偏转装置之间；所述XY轴偏转装置为上、下分层式结构，上、下两层之间的部件构成相同，排布方向相差90°，可实现X轴与Y轴方向的同时偏转，包括XY轴偏转基板、轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆、数显倾角仪；所述XY轴偏转基板为电木材质，包括下侧基板、中间基板、上侧基板；下侧基板与中间基板之间安装有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，中心轴通过轴承并平行于X轴导轨的固定安装在下侧基板与中间基板之间的一侧边缘处；所述轴承为锌合金的带座轴承，具有较高的材料硬度以及较强的负荷承载能力，每层皆放置有五个轴承，为同轴心等距排列，其中间隔的三个轴承正立放置，通过其自身的基座和厚垫片固定在下侧基板的上表面上，余下的两个轴承倒立放置，通过其自身的基座和薄垫片固定在中间基板的下表面上；所述中心轴与五个轴承配合连接，中心轴两端的紧固螺母分别通过一个固定在厚垫片上的U型限位片将其与厚垫片锁死，使得中心轴相对下侧基板固定；在与中心轴相对的一侧的下侧基板的上表面的边缘处固定安装有导轨支柱，导轨支柱的上端与中间基板的上表面平齐但不连接；传动螺杆设置在导轨支柱与中间基板之间，其一端位于导轨支柱的导轨内，其另一端安装在中间基板的与导轨支柱相对的侧面上；传动螺杆沿导轨支柱的导轨的上、下移动带动中间基板相应地绕中心轴朝上或朝下偏转；导轨支柱为两个，两者设置在下侧基板的同一侧；所述导轨支柱包括支柱、弧形导轨、弧形齿条；所述支柱为电木材质，其朝向中心轴的一侧的表面设计为弧面结构，以配合中间基板的偏转路径，其中间部分设有沿竖直方向的凹槽；弧形导轨、弧形齿条的弧度与支柱上的弧面结构的弧度一致，两者分别固定衔接在支柱的凹槽的两内侧面上，弧形导轨的槽口与弧形齿条的齿端相对设置；所述弧形导轨为平行且间隔设置的两条，弧形齿条位于两者中间位置的相对侧的凹槽的内侧面上；所述传动螺杆包括螺杆、滑条、齿轮、夹板、锁紧螺钉；所述螺杆为铝合金材质，为该传动机构的主体部分；所述滑条为圆环状安装端和竖直滑板相衔接的结构，其圆环状安装端嵌套在螺杆的中部，其竖直滑板与弧形导轨相配合；齿轮安装在螺杆上，其安装位置和尺寸大小与弧形齿条相配合；优选的，设置有两个滑条，分别安装在齿轮两侧的螺杆上，两个滑条的竖直滑板与两条弧形导轨相匹配；所述夹板固定嵌套在螺杆的尾端上，其开口部分夹在中间基板的侧面上，带动中间基板实现同步偏转；螺杆的前端位于导轨支柱的外侧，通过手动调节螺杆位于导轨支柱中的上下位置，带动中间基板实现同步偏转；中间基板、上侧基板之间同样设置有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，两者之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位与下侧基板与中间基板之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位整体呈90°偏转，使得中间基板与上侧基板之间的中心轴位于平行于Y轴导轨方位上；中心轴的长度、多个轴承之间的间隔以及导轨支柱、传动螺杆的位置根据中间基板和上侧基板的尺寸大小进行相应的调整，以使XY轴偏转装置的整体结构保持稳定；数显倾角仪为两个，两者呈90°地安装在上侧基板上表面的相邻的两侧边上，该两侧边为与XY轴偏转装置的安装有导轨支柱的两侧面相对应的两侧边；所述Z轴旋转装置固定在XY轴偏转装置的上侧基板上，其下部的承台中间设置有高刚性的V型槽运动导轨，上部的转台通过交叉滚子和高刚性的V型槽运动导轨与下部的承台连接；下部的承台的外侧设置有调节螺杆，可通过调节螺杆实现360°精确进给，并且可以通过设置在下部的承台的外周端面上的锁紧螺杆将转台固定在某一角度；所述发射装置端固定在Z轴旋转装置上，包括下层基板、支柱、上层基板、发射线圈；所述支柱安装在下层基板与上层基板之间，对两者起支撑和连接作用；所述发射线圈设置在上层基板上，支柱使得下层基板下方的装置位于发射线圈的磁场范围之外，以避免干扰；下层基板与Z轴旋转装置的转台的上表面固定连接；所述接收装置端包括底层基板、支撑柱、顶层基板、红外测距仪、接收线圈；所述顶层基板其上侧表面标有刻度，用以确定接收线圈的放置位置，其中心位置处开有孔槽；所述支撑柱固定在底层基板与顶层基板之间；所述红外测距仪放置在顶层基板中心处的槽口内且其测量端口朝下设置，所述接收线圈放置在顶层基板上，且红外测距仪位于接收线圈的中心位置上，接收线圈位于发射线圈的正上方；红外测距仪通过发射红外线到发射装置端的上层基板上，校准对齐接收线圈与发射线圈的中心以及确定两线圈的轴向间距；XY轴移动装置的X轴导轨固定在底层基板的上表面上。进一步的，本专利技术设计一种适用于电动汽车无线充电系统的测量系统，其特征在于，该测量系统包括如上所述的测试装置，还包括磁场测量系统、控制系统、功率分析仪、工作电源、功率传输控制单元、功率接收控制单元、负载、上位机；所述工作电源的输出端连接功率传输控制单元的直流侧；所述功率传输控制单元的交流侧连接测试装置的发射线圈；所述测试装置的接收线圈与发射线圈通过磁谐振进行耦合，接收线圈的两端连接功率接收控制单元的交流侧；所述功率接收控制单元的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置，其特征在于，该测试装置包括XY轴移动装置、电动推杆、XY轴偏转装置、Z轴旋转装置、发射装置端、接收装置端；/n所述XY轴移动装置位于测试装置的下部，控制X轴与Y轴方向的偏移，包括四条X轴导轨、两条Y轴导轨、带锁紧滑块；所述X轴导轨与Y轴导轨为内置双轴心式直线导轨，且在其外侧标有刻度；所述四条X轴导轨平行且等距固定设置，每条X轴导轨上设置有两个带锁紧滑块；所述两条Y轴导轨平行固定在X轴导轨上的八个带锁紧滑块上，其方向垂直于X轴导轨；每条Y轴导轨上也设置有两个带锁紧滑块；/n四个电动推杆的下端固定在Y轴导轨上的四个带锁紧滑块上，其上端固定在XY轴偏转装置的底部，四个电动推杆竖直安装在Y轴导轨与XY轴偏转装置之间；/n所述XY轴偏转装置为上、下分层式结构，上、下两层之间的部件构成相同，排布方向相差90°，可实现X轴与Y轴方向的同时偏转，包括XY轴偏转基板、轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆、数显倾角仪；所述XY轴偏转基板为电木材质，包括下侧基板、中间基板、上侧基板；下侧基板与中间基板之间安装有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，中心轴通过轴承并平行于X轴导轨的固定安装在下侧基板与中间基板之间的一侧边缘处；所述轴承为锌合金的带座轴承，具有较高的材料硬度以及较强的负荷承载能力，每层皆放置有五个轴承，为同轴心等距排列，其中间隔的三个轴承正立放置，通过其自身的基座和厚垫片固定在下侧基板的上表面上，余下的两个轴承倒立放置，通过其自身的基座和薄垫片固定在中间基板的下表面上；所述中心轴与五个轴承配合连接，中心轴两端的紧固螺母分别通过一个固定在厚垫片上的U型限位片将其与厚垫片锁死，使得中心轴相对下侧基板固定；在与中心轴相对的一侧的下侧基板的上表面的边缘处固定安装有导轨支柱，导轨支柱的上端与中间基板的上表面平齐但不连接；传动螺杆设置在导轨支柱与中间基板之间，其一端位于导轨支柱的导轨内，其另一端安装在中间基板的与导轨支柱相对的侧面上；传动螺杆沿导轨支柱的导轨的上、下移动带动中间基板相应地绕中心轴朝上或朝下偏转；导轨支柱为两个，两者设置在下侧基板的同一侧；/n所述导轨支柱包括支柱、弧形导轨、弧形齿条；所述支柱为电木材质，其朝向中心轴的一侧的表面设计为弧面结构，以配合中间基板的偏转路径，其中间部分设有沿竖直方向的凹槽；弧形导轨、弧形齿条的弧度与支柱上的弧面结构的弧度一致，两者分别固定衔接在支柱的凹槽的两内侧面上，弧形导轨的槽口与弧形齿条的齿端相对设置；所述弧形导轨为平行且间隔设置的两条，弧形齿条位于两者中间位置的相对侧的凹槽的内侧面上；/n所述传动螺杆包括螺杆、滑条、齿轮、夹板、锁紧螺钉；所述螺杆为铝合金材质，为该传动机构的主体部分；所述滑条为圆环状安装端和竖直滑板相衔接的结构，其圆环状安装端嵌套在螺杆的中部，其竖直滑板与弧形导轨相配合；齿轮安装在螺杆上，其安装位置和尺寸大小与弧形齿条相配合；优选的，设置有两个滑条，分别安装在齿轮两侧的螺杆上，两个滑条的竖直滑板与两条弧形导轨相匹配；所述夹板固定嵌套在螺杆的尾端上，其开口部分夹在中间基板的侧面上，带动中间基板实现同步偏转；螺杆的前端位于导轨支柱的外侧，通过手动调节螺杆位于导轨支柱中的上下位置，带动中间基板实现同步偏转；/n中间基板、上侧基板之间同样设置有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，两者之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位与下侧基板与中间基板之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位整体呈90°偏转，使得中间基板与上侧基板之间的中心轴位于平行于Y轴导轨方位上；中心轴的长度、多个轴承之间的间隔以及导轨支柱、传动螺杆的位置根据中间基板和上侧基板的尺寸大小进行相应的调整，以使XY轴偏转装置的整体结构保持稳定；/n数显倾角仪为两个，两者呈90°地安装在上侧基板上表面的相邻的两侧边上，该两侧边为与XY轴偏转装置的安装有导轨支柱的两侧面相对应的两侧边；/n所述Z轴旋转装置固定在XY轴偏转装置的上侧基板上，其下部的承台中间设置有高刚性的V型槽运动导轨，上部的转台通过交叉滚子和高刚性的V型槽运动导轨与下部的承台连接；下部的承台的外侧设置有调节螺杆，可通过调节螺杆实现360°精确进给，并且可以通过设置在下部的承台的外周端面上的锁紧螺杆将转台固定在某一角度；/n所述发射装置端固定在Z轴旋转装置上，包括下层基板、支柱、上层基板、发射线圈；所述支柱安装在下层基板与上层基板之间，对两者起支撑和连接作用；所述发射线圈设置在上层基板上，支柱使得下层基板下方的装置位于发射线圈的磁场范围之外，以避免干扰；下层基板与Z轴旋转装置的转台的上表面固定连接；/n所述接收装置端包括底层基板、支撑柱、顶层基板、红外测距仪、接收线圈；所述顶层基板其上侧表面标有刻度，用以确定接收线圈的放置位置...

【技术特征摘要】
1.一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置，其特征在于，该测试装置包括XY轴移动装置、电动推杆、XY轴偏转装置、Z轴旋转装置、发射装置端、接收装置端；
所述XY轴移动装置位于测试装置的下部，控制X轴与Y轴方向的偏移，包括四条X轴导轨、两条Y轴导轨、带锁紧滑块；所述X轴导轨与Y轴导轨为内置双轴心式直线导轨，且在其外侧标有刻度；所述四条X轴导轨平行且等距固定设置，每条X轴导轨上设置有两个带锁紧滑块；所述两条Y轴导轨平行固定在X轴导轨上的八个带锁紧滑块上，其方向垂直于X轴导轨；每条Y轴导轨上也设置有两个带锁紧滑块；
四个电动推杆的下端固定在Y轴导轨上的四个带锁紧滑块上，其上端固定在XY轴偏转装置的底部，四个电动推杆竖直安装在Y轴导轨与XY轴偏转装置之间；
所述XY轴偏转装置为上、下分层式结构，上、下两层之间的部件构成相同，排布方向相差90°，可实现X轴与Y轴方向的同时偏转，包括XY轴偏转基板、轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆、数显倾角仪；所述XY轴偏转基板为电木材质，包括下侧基板、中间基板、上侧基板；下侧基板与中间基板之间安装有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，中心轴通过轴承并平行于X轴导轨的固定安装在下侧基板与中间基板之间的一侧边缘处；所述轴承为锌合金的带座轴承，具有较高的材料硬度以及较强的负荷承载能力，每层皆放置有五个轴承，为同轴心等距排列，其中间隔的三个轴承正立放置，通过其自身的基座和厚垫片固定在下侧基板的上表面上，余下的两个轴承倒立放置，通过其自身的基座和薄垫片固定在中间基板的下表面上；所述中心轴与五个轴承配合连接，中心轴两端的紧固螺母分别通过一个固定在厚垫片上的U型限位片将其与厚垫片锁死，使得中心轴相对下侧基板固定；在与中心轴相对的一侧的下侧基板的上表面的边缘处固定安装有导轨支柱，导轨支柱的上端与中间基板的上表面平齐但不连接；传动螺杆设置在导轨支柱与中间基板之间，其一端位于导轨支柱的导轨内，其另一端安装在中间基板的与导轨支柱相对的侧面上；传动螺杆沿导轨支柱的导轨的上、下移动带动中间基板相应地绕中心轴朝上或朝下偏转；导轨支柱为两个，两者设置在下侧基板的同一侧；
所述导轨支柱包括支柱、弧形导轨、弧形齿条；所述支柱为电木材质，其朝向中心轴的一侧的表面设计为弧面结构，以配合中间基板的偏转路径，其中间部分设有沿竖直方向的凹槽；弧形导轨、弧形齿条的弧度与支柱上的弧面结构的弧度一致，两者分别固定衔接在支柱的凹槽的两内侧面上，弧形导轨的槽口与弧形齿条的齿端相对设置；所述弧形导轨为平行且间隔设置的两条，弧形齿条位于两者中间位置的相对侧的凹槽的内侧面上；
所述传动螺杆包括螺杆、滑条、齿轮、夹板、锁紧螺钉；所述螺杆为铝合金材质，为该传动机构的主体部分；所述滑条为圆环状安装端和竖直滑板相衔接的结构，其圆环状安装端嵌套在螺杆的中部，其竖直滑板与弧形导轨相配合；齿轮安装在螺杆上，其安装位置和尺寸大小与弧形齿条相配合；优选的，设置有两个滑条，分别安装在齿轮两侧的螺杆上，两个滑条的竖直滑板与两条弧形导轨相匹配；所述夹板固定嵌套在螺杆的尾端上，其开口部分夹在中间基板的侧面上，带动中间基板实现同步偏转；螺杆的前端位于导轨支柱的外侧，通过手动调节螺杆位于导轨支柱中的上下位置，带动中间基板实现同步偏转；
中间基板、上侧基板之间同样设置有轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆，两者之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位与下侧基板与中间基板之间的轴承、中心轴、导轨支柱、传动螺杆的安装方位整体呈90°偏转，使得中间基板与上侧基板之间的中心轴位于平行于Y轴导轨方位上；中心轴的长度、多个轴承之间的间隔以及导轨支柱、传动螺杆的位置根据中间基板和上侧基板的尺寸大小进行相应的调整，以使XY轴偏转装置的整体结构保持稳定；
数显倾角仪为两个，两者呈90°地安装在上侧基板上表面的相邻的两侧边上，该两侧边为与XY轴偏转装置的安装有导轨支柱的两侧面相对应的两侧边；
所述Z轴旋转装置固定在XY轴偏转装置的上侧基板上，其下部的承台中间设置有高刚性的V型槽运动导轨，上部的转台通过交叉滚子和高刚性的V型槽运动导轨与下部的承台连接；下部的承台的外侧设置有调节螺杆，可通过调节螺杆实现360°精确进给，并且可以通过设置在下部的承台的外周端面上的锁紧螺杆将转台固定在某一角度；
所述发射装置端固定在Z轴旋转装置上，包括下层基板、支柱、上层基板、发射线圈；所述支柱安装在下层基板与上层基板之间，对两者起支撑和连接作用；所述发射线圈设置在上层基板上，支柱使得下层基板下方的装置位于发射线圈的磁场范围之外，以避免干扰；下层基板与Z轴旋转装置的转台的上表面固定连接；
所述接收装置端包括底层基板、支撑柱、顶层基板、红外测距仪、接收线圈；所述顶层基板其上侧表面标有刻度，用以确定接收线圈的放置位置，其中心位置处开有孔槽；所述支撑柱固定在底层基板与顶层基板之间；所述红外测距仪放置在顶层基板中心处的槽口内且其测量端口朝下设置，所述接收线圈放置在顶层基板上，且红外测距仪位于接收线圈的中心位置上，接收线圈位于发射线圈的正上方；红外测距仪通过发射红外线到发射装置端的上层基板上，校准对齐接收线圈与发射线圈的中心以及确定两线圈的轴向间距；XY轴移动装置的X轴导轨固定在底层基板的上表面上。


2.根据权利要求1所述的一种适用于电动汽车无线充电系统的测试装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永建，秘明发，杨明，张文婷，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12