CN107933373B - 一种电动汽车智能无线充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车智能无线充电方法，通过用户、无线电力发送装置、锂电池三者的信息交互，得出用户的使用需求条件以及锂电池的充电特性，从而使得无线电力发送装置能够根据锂电池的充电特性以及构成锂电池的化学物质的本质设置能够最大化延长锂电池使用寿命的智能充电方法。方法包括：将电动汽车停靠在具有无线充电功能的停车位上；用户在电动汽车上设置预期充电完成时间Tset；无线电力发送装置根据预期充电完成时间Tset、锂电池电量、锂电池充电特性、锂电池最佳电量范围等对电动汽车中的锂电池进行快速和/或涓流的智能充电。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动汽车智能无线充电方法，尤其是一种通过自动实现智能充电调节进而能够针对电动汽车中锂电池的特性延长锂电池的使用寿命的方法。
背景技术
电动汽车由于受到政府补贴而正在被人们大量的购买以及使用，这些电动汽车的续航能力是人们极为关注的内容。而续航能力的强弱与电池本身的性质相关。而随着电池的使用，即电池的反复的充电、放电的过程，电池本身的性质会发生变化，使得续航能力变得越来越差，这也是大部分人不选择电动汽车的主要原因。
由于锂电池本身固有的特征，使得其广泛的应用在移动终端中。然而，现有的充电方式并没有针对锂电池自身进行重新设置，仍然采用的过去的充电方式，例如，较低电量，通常低于20%，则充电，一直充电至100%，并保持电量至100%，直到与电源断开连接。这种充电方式使得锂电池的寿命急剧减少。
发明内容
因此，针对上述问题，本发明提供了一种电动汽车智能无线充电方法,其用于平衡用户对于电动汽车有电的需求以及电动汽车中的锂电池的使用寿命，从而在满足用户使用需求的基础上最大化的延长锂电池的实际生命周期。
为了达到上述目的，本发明提出了一种电动汽车智能无线充电方法, 包括以下步骤：
a. 将电动汽车停靠在具有无线充电功能的停车位上；
b. 用户在电动汽车上设置预期充电完成时间Tset；
c. 无线电力发送装置根据预期充电完成时间Tset对电动汽车进行智能充电。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
步骤a具体为：
停车位表面或者地下安装有无线电力发送装置，电动汽车底盘上安装有无线电力接收装置，为了提高无线电力的传输效率，在开始无线充电之前应当将无线电力发送装置与无线电力接收装置在垂直方向上对准。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
步骤c包括：
（1）电动汽车中的电池管理***bms检测电动汽车中锂电池的电量，当电动汽车中锂电池电量小于30%时，bms通过通信装置将锂电池电量以及立刻充电请求发送到无线电力发送装置，无线电力发送装置检测接收到的信息，当信息为立刻充电请求且锂电池电量小于30%时立即开启快速充电模式通过无线方式对锂电池充电，充电过程中bms实时测量锂电池电量并将实时测量的锂电池电量数值通过通信装置传输给无线电力发送装置，当无线电力发送装置检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，停止充电，充电过程中无线电力发送装置同时计时得到电量恢复时间Trestore；
（2）在锂电池电量达到30%时，通过通信装置将预期充电完成时间Tset发送至无线电力发送装置，无线电力发送装置计算剩余时间Tresi，Tresi=Tset-Trestore，同时根据锂电池接入时的电池电量与30%的电量之间的差值与电量恢复时间Trestore得出该锂电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该锂电池从30%电量快速充电至100%电量所需要的时间Tfull以及预测该锂电池从50%电量快速充电至100%电量所需要的时间Th-full；
（3）无线电力发送装置判断Tresi与Tfull、Th-full之间的关系，并根据判断结果进行充电方式控制。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
步骤（3）包括：
当Tresi不大于Tfull时，即即使一直采用快速充电的方式也只能使得锂电池在预期充电完成时间到来时刚能达到满电状态甚至还不能达到满电状态，则无线电力发送装置开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行充电；
当Tresi大于Tfull时，即预期充电完成时间足够锂电池充满电且有剩余时，无线电力发送装置计算可涓流充电时间Tslow，Tslow=Tresi-Th-full，无线电力发送装置根据可涓流充电时间Tslow选择应当设置的涓流电流数值，可涓流充电时间Tslow越大则涓流电流数值越小，无线电力发送装置先开启涓流充电模式对电动汽车中的锂电池进行涓流充电，直至锂电池电量达到50%时关闭涓流充电模式，再开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行快速充电。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
步骤（3）后还包括如下步骤：
在预期充电完成时间到来时，如果用户没有将电动汽车从停车位上移走，则无线电力发送装置将检测电量命令发送给bms，bms检测电动汽车中锂电池的电量情况并反馈给无线电力发送装置，无线电力发送装置判断如果锂电池电量为100%则无线电力发送装置关闭电力输出，如果锂电池电量没有达到100%，则无线电力发送装置开启快速充电模块将锂电池电量快速充电至100%后关闭电力输出。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
无线电力传输方式为谐振式。
上述电动汽车智能无线充电方法，还满足条件：
通过蓝牙装置实现垂直方向上对准。
本发明通过用户、无线电力发送装置、锂电池三者的信息交互，得出用户的使用需求条件以及锂电池的充电特性，从而使得无线电力发送装置能够根据锂电池的充电特性以及构成锂电池的化学物质的本质设置能够最大化延长锂电池使用寿命的智能充电方法。
附图说明
图1是一种电动汽车智能无线充电方法流程图。
具体实施方式
请参见图1，一种电动汽车智能无线充电方法，包括以下步骤：
1、将电动汽车停靠在具有无线充电功能的停车位上；
停车位表面或者地下安装有无线电力发送装置，电动汽车底盘上安装有无线电力接收装置，为了提高无线电力的传输效率，在开始无线充电之前应当将无线电力发送装置与无线电力接收装置在垂直方向上对准，这对不论哪种形式的无线电力传输，例如感应式、谐振式、电容式，都是必要的；
在无线电力接收装置上安装多个能够表征其大小、形状特性的蓝牙装置，在无线电力发送装置上安装多个在无线电力发送装置与无线电力接收装置垂直对准时能够与无线电力接收装置上安装的多个蓝牙装置一一垂直对准的多个蓝牙装置；当电动汽车停靠在停车位上时，无线电力接收装置上的所有蓝牙装置发出蓝牙信号，无线电力发送装置上的所有蓝牙装置接收发出的蓝牙信号，并根据接收的信号判断无线电力发送装置相对于无线电力接收装置的位置，控制器进而根据该位置控制驱动电机动作使得无线电力发送装置在xy轴方向上移动，直到无线电力发送装置上所有的蓝牙装置都能够接收到最强信号强度的发出的蓝牙信号，即无线电力发送装置与无线电力接收装置在垂直方向上实现对准；
2、用户在电动汽车上设置预期充电完成时间Tset；
用户可以直接手动在电动汽车上输入最早多久后希望电动汽车充满电，也可以远程通过app等实现设置；如果用户没有对预期充电完成时间进行设置，则电动汽车根据过往与用户的交互历史自动生成一个预期充电完成时间；
在用户设置完预期充电完成时间Tset之后即可离场，或者用户也可以在将电动汽车停靠在停车位上后直接离场，电动汽车的充电过程是智能自动实现的；
3、电动汽车中的电池管理***bms检测电动汽车中锂电池的电量，当电动汽车中锂电池电量小于30%时，bms通过通信装置将锂电池电量以及立刻充电请求发送到无线电力发送装置，无线电力发送装置检测接收到的信息，当信息为立刻充电请求且锂电池电量小于30%时立即开启快速充电模式通过无线方式对锂电池充电，充电过程中bms实时测量锂电池电量并将实时测量的锂电池电量数值通过通信装置传输给无线电力发送装置，当无线电力发送装置检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，停止充电，充电过程中无线电力发送装置同时计时得到电量恢复时间Trestore；
30%是避免锂电池电量过低而导致的寿命损耗的下限，是针对锂电池而独特设置的，由于在电动汽车实际连接上充电设备时的电量可能低于30%这个寿命损耗的下限，因此，为了避免锂电池寿命的损失，需要采用快速充电的方式，例如大电流，来对锂电池进行充电使其电量尽快恢复至30%；
4、在锂电池电量达到30%时，通过通信装置将预期充电完成时间Tset发送至无线电力发送装置，无线电力发送装置计算剩余时间Tresi，Tresi=Tset-Trestore，同时根据锂电池接入时的电池电量与30%的电量之间的差值与电量恢复时间Trestore得出该锂电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该锂电池从30%电量快速充电至100%电量所需要的时间Tfull以及预测该锂电池从50%电量快速充电至100%电量所需要的时间Th-full；
只有在锂电池电量达到了寿命损耗的下限之上后才进行预期充电完成时间等的通信过程，优先保障了锂电池的寿命；
由于制造过程中锂电池中化学物质的含量不可能保证完全一致，因此，会使得不同锂电池在实际充电性能上存在差别，此外，随着锂电池的使用，同一个锂电池在使用的不同阶段由于化学物质的老化等也会体现出不同的充电性能，因此，需要考虑这种差别和不同才能针对锂电池的特性来制定能够保障锂电池寿命的充电方法；快速充电特性例如是锂电池的快速充电曲线；
50%是避免锂电池电量过高而导致的寿命损耗的上限，是针对锂电池而独特设置的；
5、无线电力发送装置判断Tresi与Tfull、Th-full之间的关系，并根据判断结果进行充电方式控制；
当Tresi不大于Tfull时，即即使一直采用快速充电的方式也只能使得锂电池在预期充电完成时间到来时刚能达到满电状态甚至还不能达到满电状态，则无线电力发送装置开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行充电；
当Tresi大于Tfull时，即预期充电完成时间足够锂电池充满电且有剩余时，无线电力发送装置计算可涓流充电时间Tslow，Tslow=Tresi-Th-full，无线电力发送装置根据可涓流充电时间Tslow选择应当设置的涓流电流数值，可涓流充电时间Tslow越大则涓流电流数值越小，无线电力发送装置先开启涓流充电模式对电动汽车中的锂电池进行涓流充电，直至锂电池电量达到50%时关闭涓流充电模式，再开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行快速充电；
涓流是比快速充电电流小的电流，可涓流充电时间Tslow与涓流电流数值成反比的设置是为了保障锂电池尽量长时间的处于30%-50%的电量数值，进而使得锂电池长期工作在较为理想的寿命损耗最小的状态从而延长锂电池的使用寿命；
6、在预期充电完成时间到来时，如果用户没有将电动汽车从停车位上移走，则无线电力发送装置将检测电量命令发送给bms，bms检测电动汽车中锂电池的电量情况并反馈给无线电力发送装置，无线电力发送装置判断如果锂电池电量为100%则无线电力发送装置关闭电力输出，如果锂电池电量没有达到100%，则无线电力发送装置开启快速充电模块将锂电池电量快速充电至100%后关闭电力输出；
锂电池长期位于100%附近的高电量会严重影响其使用寿命，因此，本发明设置了在锂电池电量达到100%时立刻关闭无线电力发送装置的输出，而非如现有技术一般一直处于浮充电的情况，此外设置开启快速充电模式也是为了缩短锂电池位于高电量的时间。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种电动汽车智能无线充电方法, 包括以下步骤：
a. 将电动汽车停靠在具有无线充电功能的停车位上；
b. 用户在电动汽车上设置预期充电完成时间Tset；
c. 无线电力发送装置根据预期充电完成时间Tset对电动汽车进行智能充电；步骤a具体为：
停车位表面或者地下安装有无线电力发送装置，电动汽车底盘上安装有无线电力接收装置，为了提高无线电力的传输效率，在开始无线充电之前应当将无线电力发送装置与无线电力接收装置在垂直方向上对准；步骤c包括：
（1）电动汽车中的电池管理***bms检测电动汽车中锂电池的电量，当电动汽车中锂电池电量小于30%时，bms通过通信装置将锂电池电量以及立刻充电请求发送到无线电力发送装置，无线电力发送装置检测接收到的信息，当信息为立刻充电请求且锂电池电量小于30%时立即开启快速充电模式通过无线方式对锂电池充电，充电过程中bms实时测量锂电池电量并将实时测量的锂电池电量数值通过通信装置传输给无线电力发送装置，当无线电力发送装置检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，停止充电，充电过程中无线电力发送装置同时计时得到电量恢复时间Trestore；
（2）在锂电池电量达到30%时，通过通信装置将预期充电完成时间Tset发送至无线电力发送装置，无线电力发送装置计算剩余时间Tresi，Tresi=Tset-Trestore，同时根据锂电池接入时的电池电量与30%的电量之间的差值与电量恢复时间Trestore得出该锂电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该锂电池从30%电量快速充电至100%电量所需要的时间Tfull以及预测该锂电池从50%电量快速充电至100%电量所需要的时间Th-full；
（3）无线电力发送装置判断Tresi与Tfull、Th-full之间的关系，并根据判断结果进行充电方式控制；步骤（3）包括：
当Tresi不大于Tfull时，即即使一直采用快速充电的方式也只能使得锂电池在预期充电完成时间到来时刚能达到满电状态甚至还不能达到满电状态，则无线电力发送装置开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行充电；
当Tresi大于Tfull时，即预期充电完成时间足够锂电池充满电且有剩余时，无线电力发送装置计算可涓流充电时间Tslow，Tslow=Tresi-Th-full，无线电力发送装置根据可涓流充电时间Tslow选择应当设置的涓流电流数值，可涓流充电时间Tslow越大则涓流电流数值越小，无线电力发送装置先开启涓流充电模式对电动汽车中的锂电池进行涓流充电，直至锂电池电量达到50%时关闭涓流充电模式，再开启快速充电模式对电动汽车中的锂电池进行快速充电。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车智能无线充电方法，其特征在于，步骤（3）后还包括如下步骤：
在预期充电完成时间到来时，如果用户没有将电动汽车从停车位上移走，则无线电力发送装置将检测电量命令发送给bms，bms检测电动汽车中锂电池的电量情况并反馈给无线电力发送装置，无线电力发送装置判断如果锂电池电量为100%则无线电力发送装置关闭电力输出，如果锂电池电量没有达到100%，则无线电力发送装置开启快速充电模块将锂电池电量快速充电至100%后关闭电力输出。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车智能无线充电方法，其特征在于，无线电力传输方式为谐振式。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车智能无线充电方法，其特征在于，通过蓝牙装置实现垂直方向上对准。
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