CN108206569B - 无线电力发送、接收装置、***及电动汽车 - Google Patents

无线电力发送、接收装置、***及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线电力发送、接收装置、***及电动汽车，包括：无线电力发送线圈、第一对准调节装置、第一充电时间控制模块、第一功率控制器，所述第一对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、接收线圈检测模块，所述接收线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元根据所述接收线圈响应所述脉冲信号的反馈信号，判断接收线圈的位置信息，所述第一充电时间控制模块进行充电完成时间控制，所述第一功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率。本申请能够在无线充电中响应电池电量，进行功率实时调整，延长电动汽车电池使用寿命。

Description

无线电力发送、接收装置、***及电动汽车
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线电力发送、接收装置、***及电动汽车，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无线电力发送装置，包括：无线电力发送线圈、第一对准调节装置、第一充电时间控制模块、第一功率控制器，所述第一对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、接收线圈检测模块，所述接收线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元根据所述接收线圈响应所述脉冲信号的反馈信号，判断接收线圈的位置信息，所述第一充电时间控制模块进行充电完成时间控制，所述第一功率功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述第一充电时间控制模块包括电量检测单元、预测单元；所述电量检测单元接收所述所述接收线圈检测模块的输出单元对准确认信息后，对电动汽车的电池进行剩余电量检测，所述预测单元根据剩余电量检测结果预测充电完成时间Tset；所述预测单元依据神经网络进行充电完成时间Tset预测。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述第一功率功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
当电动汽车中锂电池电量小于30%时，开启快速充电模式通过无线方式对电动汽车充电，充电过程中实时测量电池电量当检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，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；
当电池电量达到30%时，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得出该电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该电池从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；
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。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述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具体包括：
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。
一种电动汽车无线电力接收装置，包括无线电力接收线圈、第二对准调节装置、电池管理单元BMS，所述第二对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、发送线圈检测模块，所述发送线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元根据所述接收线圈响应所述脉冲信号的反馈信号，判断发送线圈的位置信息，所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
（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。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述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具体包括：
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。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述反馈单元设置标准脉冲数量，所述脉冲信号发送单元在规定周期内发送一连串脉冲信号，所述反馈单元检测接收线圈反馈的接收到的脉冲信号的数量，当标准脉冲数量与所述反馈的脉冲信号的数量差值小于第一脉冲阈值时，则判定发送线圈与接收线圈对准，当差值位于第一脉冲阈值与第二脉冲阈值之间时，则判定发送线圈与接收线圈未完全对准，但可发送功率，当差值大于第二脉冲阈值时，则判定不可发送功率。
一种无线功率传送***，其中，包括如上述任意一项所述的电动汽车无线电力发送装置，或如上述任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
一种电动汽车，包括如上述任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
本申请能够在无线充电中响应电池电量，进行功率实时调整，延长电动汽车电池使用寿命。
附图说明
图1是本申请无线功率传送***的示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本申请无线功率传送***的示意图，其中，包括无线电力发送装置和无线电力接收装置。无线电力发送装置和无线电力接收装置通过发送线圈和接收线圈进行无线电力传输。
本申请一种电动汽车无线电力发送装置，包括：无线电力发送线圈、第一对准调节装置、第一充电时间控制模块、第一功率控制器，所述第一对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、接收线圈检测模块，所述接收线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元根据所述接收线圈响应所述脉冲信号的反馈信号，判断接收线圈的位置信息，所述第一充电时间控制模块进行充电完成时间控制，所述第一功率功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述第一充电时间控制模块包括电量检测单元、预测单元；所述电量检测单元接收所述所述接收线圈检测模块的输出单元对准确认信息后，对电动汽车的电池进行剩余电量检测，所述预测单元根据剩余电量检测结果预测充电完成时间Tset；所述预测单元依据神经网络进行充电完成时间Tset预测。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述第一功率功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
当电动汽车中锂电池电量小于30%时，开启快速充电模式通过无线方式对电动汽车充电，充电过程中实时测量电池电量当检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，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；
当电池电量达到30%时，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得出该电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该电池从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；
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。
所述的一种电动汽车无线电力发送装置，其中,所述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具体包括：
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。
一种电动汽车无线电力接收装置，包括无线电力接收线圈、第二对准调节装置、电池管理单元BMS，所述第二对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、发送线圈检测模块，所述发送线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元根据所述接收线圈响应所述脉冲信号的反馈信号，判断发送线圈的位置信息，所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
（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。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述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具体包括：
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。
所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其中，所述反馈单元设置标准脉冲数量，所述脉冲信号发送单元在规定周期内发送一连串脉冲信号，所述反馈单元检测接收线圈反馈的接收到的脉冲信号的数量，当标准脉冲数量与所述反馈的脉冲信号的数量差值小于第一脉冲阈值时，则判定发送线圈与接收线圈对准，当差值位于第一脉冲阈值与第二脉冲阈值之间时，则判定发送线圈与接收线圈未完全对准，但可发送功率，当差值大于第二脉冲阈值时，则判定不可发送功率。
一种无线功率传送***，其中，包括如上述任意一项所述的电动汽车无线电力发送装置，或如上述任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
一种电动汽车，包括如上述任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
本申请能够在无线充电中响应电池电量，进行功率实时调整，延长电动汽车电池使用寿命。
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 (5)

1.一种电动汽车无线电力发送装置，其特征在于,包括：无线电力发送线圈、第一对准调节装置、第一充电时间控制模块、第一功率控制器，所述第一对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、接收线圈检测模块，所述接收线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元响应所述脉冲信号的反馈信号，判断接收线圈的位置信息，所述第一充电时间控制模块进行充电完成时间控制，所述第一功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率；所述第一充电时间控制模块包括电量检测单元、预测单元；所述电量检测单元接收所述接收线圈检测模块的输出单元对准确认信息后，对电动汽车的电池进行剩余电量检测，所述预测单元根据剩余电量检测结果预测充电完成时间Tset；所述预测单元依据神经网络进行充电完成时间Tset预测；所述第一功率控制器根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
当电动汽车中锂电池电量小于30%时，开启快速充电模式通过无线方式对电动汽车充电，充电过程中实时测量电池电量当检测到锂电池电量提升至30%时，关闭快速充电模式，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；
当电池电量达到30%时，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得出该电池的快速充电特性，并根据该快速充电特性预测该电池从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；
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；所述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具体包括：
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。
2.一种电动汽车无线电力接收装置，其特征在于，包括无线电力接收线圈、第二对准调节装置、电池管理单元BMS，所述第二对准调节装置包括控制模块、横轴调整模块、纵轴调整模块、发送线圈检测模块，所述发送线圈检测模块包括脉冲发送单元、反馈单元、输出单元，所述脉冲发送单元发送至少一脉冲信号，所述反馈单元响应所述脉冲信号的反馈信号，判断发送线圈的位置信息，所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率；所述电池管理单元BMS进行充电完成时间控制，根据充电完成时间控制无线电力发送线圈发送无线功率具体包括：
（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；所述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具体包括：
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。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车无线电力接收装置，其特征在于，所述反馈单元设置标准脉冲数量，所述脉冲信号发送单元在规定周期内发送一连串脉冲信号，所述反馈单元检测接收线圈反馈的接收到的脉冲信号的数量，当标准脉冲数量与所述反馈的脉冲信号的数量差值小于第一脉冲阈值时，则判定发送线圈与接收线圈对准，当差值位于第一脉冲阈值与第二脉冲阈值之间时，则判定发送线圈与接收线圈未完全对准，但可发送功率，当差值大于第二脉冲阈值时，则判定不可发送功率。
4.一种无线功率传送***，其特征在于，包括如权利要求1所述的电动汽车无线电力发送装置，或如权利要求2-3任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
5.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求2-3任意一项所述的一种电动汽车无线电力接收装置。
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