CN109774504A - 无线充电***及电动汽车无线充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线充电***及电动汽车无线充电方法，包括充电启动、上电及充电模式判断、充电参数配置、充电及充电结束五个阶段；泊车进入车位后，由整车或无线充电***发起无线充电请求；电池管理***收到无线充电请求后判断充电模式，并发出充电需求参数；无线充电***根据充电需求给电动汽车充电，当电池电量达到100%或某一控制器发生故障后，充电结束。本发明能够匹配任何品牌、车型的电动汽车无线充电，为无线充电的产业化应用提供了一种可行性解决方案，具有普遍性与通用性。
Description
技术领域
本发明属于汽车充电技术领域，具体涉及一种无线充电***及电动汽车无线充电方法。
背景技术
目前电动汽车的充电方式主要为接触式充电，但接触式充电存在机械磨损、人工操作繁琐、触电安全风险等问题。无线充电利用电磁耦合实现电能的无线传输，解决了接触式充电存在的上述问题，且适应多种恶劣的环境和天气。
现有的电动汽车无线充电方法借用直流快充的通信协议实现无线充电***与整车控制***及电池管理***之间的通讯，但这种方法在实际应用中，对于现有车型，由于CAN通讯速率、终端电阻不匹配，需要重新更改开发，且存在两种充电方式相互干涉、通讯干扰、可靠性、安全性等方面的风险，不具有普遍性与通用性。
因此，有必要开发一种新的无线充电***及电动汽车无线充电方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线充电***及电动汽车无线充电方法，能实现对动力电池的无线充电，且通用性好、普遍性强。
本发明所述的无线充电***，包括地面发射控制器、发射线圈、接收线圈和车载接收控制器；
所述地面发射控制器用于将电网输入的交流电进行处理，并转换为满足发射线圈发射要求的高频交流电；
所述发射线圈用于与接收线圈电磁耦合，将电能转换为电磁能；
所述接收线圈用于与发射线圈电磁耦合，将电磁能转换为电能，实现电能的无线传输；
所述车载接收控制器用于将接收线圈接收到的电能进行处理，转换为与动力电池电压、电流相匹配的能量。
所述地面发射控制器包括：
第一整流电路，用于将电网提供的交流电转换为直流电；
逆变电路，用于将第一整流电路提供的直流电转换为发射线圈所需频率的交流电；
第一控制单元，用于根据充电需求，控制功率传输；
第一无线通信模块，用于与后台终端进行通信，传递故障、状态信息；
第二无线通信模块，用于与车载接收控制器通信，验证身份信息、传输充电信息；
所述车载接收控制器包括：
第二整流电路，用于将接收线圈提供的交流电转换为直流电，并经过处理后给动力电池充电；
滤波电路，用于滤除直流电中的杂波信号；
电压电流采集电路，用于实时采集车载接收控制器输出的电压、电流参数；
第二控制单元，用于根据动力电池充电需求，控制功率传输；
第三无线通信模块，用于与地面发射控制器中的第二无线通信模块通信，验证身份信息、传输充电信息。
本发明所述的一种电动汽车无线充电方法，利用如本发明所述的无线充电***给电动汽车充电，其充电方法包括以下步骤：
泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足无线充电条件，如果满足，则根据充电需求通过整车控制***发出无线充电启动请求，或者无线充电***自动发起无线充电启动请求；
响应于整车控制***接收或发送无线充电启动请求时，判断车辆是否处于非行驶状态，若车辆处于非行驶状态，则电池管理***判断是何种充电模式，并将充电模式发送给整车控制***；
响应于整车控制***接收到的充电模式为无线充电模式时，判断整车状态是否允许进行无线充电，如果整车控制***允许充电，则发送允许充电指令给电池管理***；
响应于无线充电***发送或接收无线充电启动请求时，进入无线充电准备就绪状态，并发送充电准备就绪状态信号给电池管理***；
响应于电池管理***接收到无线充电准备就绪状态与允许充电指令时，判断动力电池自身是否允许充电，如果动力电池自身允许充电，则发送动力电池需求充电电压、电流给无线充电***；
无线充电***根据动力电池需求，并判断充电需求是否超出自身最大输出能力，如果未超出自身最大输出能力，则按动力电池的实际需求输出电压、电流，给动力电池充电；如果超出自身最大输出能力，则按自身的最大输出能力输出电压、电流，给动力电池充电；
响应于无线充电***接收到停止无线充电请求后，停止高压输出。
进一步，所述无线充电条件包括无线充电***是否发生故障、发射线圈与接收线圈之间是否对齐、发射线圈与接收线圈之间是否有异物。
进一步，无线充电启动的方式包括自动启动、APP启动和车载命令启动；
自动启动是指泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足充电条件，如果满足，由地面发射控制器发起无线充电启动请求；
APP启动是指通过APP下发无线充电启动指令给整车网关或无线充电站，由整车网关或无线充电站将发无线充电启动指令下发至整车控制***或地面发射控制器，由整车控制***或地面发射控制器发起无线充电启动请求；
车载命令启动是泊车进入车位后，设置在车上的无线充电按钮被按下或通过语音下发无线充电指令给整车控制***，由整车控制***发起无线充电启动请求。
进一步，无线充电结束的方式包括自动停止、APP停止和车载发送停止命令；
自动停止是指无线充电***发生故障后由地面发射控制器发起停止无线充电的请求；
APP停止是指通过APP下发无线充电停止指令给整车控制***，由整车控制***发起停止无线充电请求，或通过APP下发无线充电停止指令给无线充电站，由无线充电站进行判别后下发给对应的地面发射控制器，并由地面发射控制器发起停止无线充电请求；
车载发送停止命令是指在电池管理***检测电池充满电、整车或电池发生故障、设置在车上的无线充电停止按钮被按下或通过语音下发的无线充电停止指令的情况下，由整车控制***发起停止无线充电请求。
进一步，所述动力电池自身允许充电是指动力电池不存在与充电相关的故障，且动力电池的电量未达到100%；
在发送动力电池需求充电电压、电流给无线充电***之前，无线充电***应将自身的最大输出能力反馈给电池管理***，电池管理***综合计算后，发出动力电池需求充电电压、电流，同时发送充电使能。
进一步，无线充电***在充电过程中，实时检测自身状态，如果发生故障，判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；
所述无线充电***的故障分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则无线充电***自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则无线充电***自动停止功率输出，同时上报故障。
进一步，整车控制***在充电过程中，实时检测电动汽车的状态，如果电动汽车发生故障，则判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；
电动汽车的故障根据与充电相关与否区分，与充电相关的故障又根据严重程度划分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则整车控制***发送故障信号给无线充电***，无线充电***自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则整车控制***发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***立即停止功率输出，同时上报故障。
进一步，电池管理***在充电过程中，实时检测自身状态，如果发生故障，判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；如果电池SOC已达到100%，发送充电结束指令；
所述电池管理***的故障分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则电池管理***发送故障信号给无线充电***，无线充电***收到指令后自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则电池管理***发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出，同时上报故障；
所述电池SOC达到100%，指电池已达到满电状态，达到满电状态后，电池管理***发送停止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出。
本发明具有以下优点：利用电磁耦合实现电能的无线传输，规避了接触式充电存在的问题，提高了充电的安全性和可靠性。该无线充电***能够独立于现有的接触式充电***，实现对动力电池的无线充电，不管现有车型与新开发车型均普遍适用，为无线充电的产业化应用提供了一种可行性解决方案。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种无线充电***框图；
图2为本发明实施例提供的无线充电***各部分详细框图；
图3为本发明实施例提供的无线充电方法启动方式；
图4至图7为本发明实施例提供的无线充电方法启动流程示意图；
图8为本发明实施例提供的无线充电方法上电及模式判断流程示意图；
图9为本发明实施例提供的无线充电方法停止方式；
图10至图13为本发明实施例提供的无线充电方法停止流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种无线充电***，包括地面发射控制器10、发射线圈20、接收线圈30和车载接收控制器40。
电能的无线传输通过发射线圈20、接收线圈30之间的电磁耦合来实现，具体实现方式有电场感应式、磁场感应式、磁场谐振式和微波式，其中磁场感应式、磁场谐振式是目前电动汽车无线充电主流的技术路线。
从电网00输入的交流电经过地面发射控制器10处理后，提供给发射线圈20特定频率、特定电压的交流电，发射线圈20与接收线圈30电磁耦合实现电能的无线传输，再经过车载接收控制器40处理转换为与动力电池50电压、电流相匹配的能量，给动力电池50进行充电。
电池管理***501在充电过程中实时检测电池状态，包括电池总成的电压、电流，电池单体的电压、电流和温度等。电池管理***501属于现有技术，此处不再赘述。
如图2所示，地面发射控制器10包括保护电路101、第一整流电路102、逆变电路103、第一控制单元104、第一无线通信模块105和第二无线通信模块106。地面发射控制器10根据电池充电需求控制功率传输的启停与大小，具体各部分的作用是：
保护电路101的作用是防止发生短路、过流/过压、防雷击，防止在无线充电过程中无线充电***内部发生短路引起电网的波动；防止在无线充电过程中电网输入的电压、电流过大，对无线充电***造成破坏；同时也具有防雷击的作用，防止雷击损坏无线充电***；
第一整流电路102的作用是将电网00提供的交流电转换为电压恒定的直流电；
逆变电路103的作用是将第一整流电路输出的直流电转换为高频、特定电压的交流电，并作用于发射线圈20上，高频交流电可以提高发射、接收线圈之间的耦合效率与传输距离；
第一控制单元104的作用是根据电池的需求控制地面发射控制器的功率输出；
第一无线通信模块105的作用是与后台无线充电终端服务器进行通信，传输无线充电的信息，监控无线充电设备及无线充电的状态，目的是进行远程故障诊断；
第二无线通信模块106的作用是与车载接收控制器进行通信，根据车载接收控制器传输无线充电的信息，控制无线充电的启停，同时将充电过程中无线充电的状态，通过车载接收控制器上传到整车CAN网络中。
如图2所示，发射线圈20包括第一补偿电容201和原边电感202。发射线圈20是电磁耦合机构的发射端，电流流经发射线圈后产生磁场，根据电磁感应定律，接收线圈30中会产生感应电动势，从而实现了发射端电能的无线传输。发射线圈20具体各部分的作用是：
第一补偿电容201的作用是与原边电感202匹配，形成稳定的能量发射机构；
原边电感202的作用是与副边电感302形成耦合磁场，实现能量的无线传输。
如图2所示，接收线圈30包括第二补偿电容301和副边电感302。接收线圈30是电磁耦合机构的接收端，根据电磁感应定律，放在磁场中的接收线圈30在发射线圈20通电的情况下会产生感应电动势，如果回路闭合，感应电动势驱使电子移动形成感应电流，从而实现了电能的无线传输。接收线圈30具体各部分的作用是：
第二补偿电容301的作用是与副边电感302匹配，形成稳定的能量接收机构；
副边电感302的作用是与原边电感202形成耦合磁场，实现能量的无线传输。
如图2所示，车载接收控制器40包括第二整流电路401、滤波电路402、电压电流采集电路403、第二控制单元404和第三无线通信模块405。车载接收控制器40处理接收到的高频交流电并转换为与动力电池相匹配的直流电，给动力电池充电，车载接收控制器40的各部分的具体作用是：
第二整流电路401的作用是将接收线圈30提供的高频交流电转换为稳定的直流电；
滤波电路402的作用是滤除直流电中包含的交流杂波，实现直流电的稳定输出；
电压电流采集电路403的作用是采集无线充电***的输出电压、电流；
第二控制单元404的作用是根据电池的需求控制车载接收控制器的功率传输；
第三无线通信模块405与地面发射控制器进行通信，根据车载接收控制器传输的无线充电的信息，控制无线充电的启停，同时将充电过程中无线充电的状态，通过车载接收控制器上传到整车CAN网络中。
本实施例中，电动汽车100至少包括动力电池、电池管理***和整车控制***；动力电池由多个电池单体组成的能量存储装置，接收车载接收控制器传输的能量进行存储，并给电动汽车其余用电器件提供能量。电池管理***用于实时监测动力电池的状态，判断动力电池是否满足充放电的条件，并给出动力电池的充放电需求参数。整车控制***用于实时监测整车的工作状态，判断整车是否允许充电，并与电池管理***、无线充电***进行信息交互，控制整车进行无线充电。
本实施例中，所述的一种电动汽车无线充电方法，利用如本发明所述的无线充电***给电动汽车100充电，其充电方法包括以下步骤：
泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足无线充电条件，如果满足，则根据充电需求通过整车控制***发出无线充电启动请求，或者无线充电***自动发起无线充电启动请求；
响应于整车控制***接收或发送无线充电启动请求时，判断车辆是否处于非行驶状态，若车辆处于非行驶状态，则电池管理***判断是何种充电模式（本实施例中，充电模式包含接触式充电（慢充、快充）和无线充电），并将充电模式发送给整车控制***；
响应于整车控制***接收到的充电模式为无线充电模式（本实施例中，无线充电模式指的是有无线充电启动请求，且无CC和CC2信号）时，判断整车状态是否允许进行无线充电，如果整车控制***允许充电（本实施例中，整车控制***允许充电指的是整车不存在充电相关的故障），则发送允许充电指令给电池管理***；
响应于无线充电***发送或接收无线充电启动请求时，进入无线充电准备就绪状态，并发送充电准备就绪状态信号给电池管理***；
响应于电池管理***接收到无线充电准备就绪状态与允许充电指令时，判断动力电池自身是否允许充电，如果动力电池自身允许充电，则发送动力电池需求充电电压、电流给无线充电***；
无线充电***根据动力电池需求，并判断充电需求是否超出自身最大输出能力，如果未超出自身最大输出能力，则按动力电池的实际需求输出电压、电流，给动力电池充电；如果超出自身最大输出能力，则按自身的最大输出能力输出电压、电流，给动力电池充电；
响应于无线充电***接收到停止无线充电请求后，停止高压输出，并在规定时间内进入休眠状态，等待下次充电指令。
本实施例中，所述无线充电***进入休眠状态后，只有主控芯片处于待机模式，其余控制器均处于下电状态；当接收到下次充电指令后，主控芯片唤醒其余控制器，并启动无线充电。
如图3所示，本实施例中，无线充电启动的方式包括自动启动、APP启动和车载命令启动。主要涉及整车控制***、电池管理***、车载接收控制器和地面发射控制器之间的信息交互。
如图4 所示，自动启动是泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足充电条件，如果满足，由地面发射控制器发起无线充电请求。具体的：
泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足充电条件，如果满足，发出特定周期的唤醒信号，唤醒整车控制***与电池管理***；
无线充电***发送唤醒信号结束后，向整车控制***与电池管理***发起无线充电启动请求；
整车控制***接收到无线充电启动请求后，判断车辆是否处于非行驶状态。如果处于非行驶状态，则进入上电及模式判断阶段。
APP启动是指通过APP下发无线充电启动指令给整车网关或无线充电站，继而将指令下发至整车控制***或地面发射控制器，由整车控制***或地面发射控制器发起无线充电启动请求。具体的：
如图5所示，泊车进入车位后，车主通过APP启动无线充电，APP可以是整车APP中含无线充电板块，无线充电启动指令通过网关转发至整车控制***，整车控制***收到指令后，唤醒电池管理***与无线充电***；发送唤醒指令后，整车判断是否处于非行驶状态，如果整车处于非行驶状态，发送无线充电启动请求至电池管理***与无线充电***；无线充电***收到无线充电启动请求后，进行自检，判断是否存在不允许充电的故障；电池管理***收到无线充电启动请求后进入上电及模式判断阶段。
如图6所示，泊车进入车位后，车主通过APP启动无线充电，APP可以是无线充电运营商APP中含无线充电板块，无线充电启动指令通过无线充电站转发至地面发射控制器，地面发射控制器收到指令后，进行自检，判断自身是否满足充电条件，如果满足，发送唤醒信号；整车控制***收到唤醒信号后，唤醒电池管理***；发送唤醒指令后，地面发射控制器发送无线充电启动请求至车载接收控制器，车载接收控制器接收指令后转发至整车控制***与电池管理***，同时进行自检，判断自身是否满足充电条件。整车控制***与电池管理***收到无线充电启动请求后进入上电及模式判断阶段。
如图7所示，车载命令启动是指泊车进入车位后，车主根据充电需求按下车身设置的无线充电按钮或通过语音下发无线充电指令给整车控制***，由整车控制***发起无线充电请求。具体的：
泊车进入车位后，车主可以通过车身设置的无线充电按钮或语音下发无线充电启动指令给整车控制***，整车控制***收到指令后，唤醒电池管理***与无线充电***；发送唤醒指令后，整车判断是否处于非行驶状态，如果整车处于非行驶状态，发送无线充电启动请求至电池管理***与无线充电***；无线充电***收到无线充电启动请求后，进行自检，判断是否存在不允许充电的故障；电池管理***收到无线充电请求后进入上电及模式判断阶段。
如图8所示，本实施例中，电动汽车无线充电方法的上电及模式判断、充电参数配置、充电三个阶段包括以下步骤：
整车控制***低压上电。
电池管理***被唤醒后，根据CC、CC2连接状态信号及无线充电启动请求等，判断充电模式。如果有无线充电启动请求，且无CC和CC2信号，则判别为无线充电模式，并将充电模式发送至整车控制***。
地面发射控制器发送无线充电准备就绪状态信号；车载接收控制器接收无线充电准备就绪状态后通过CAN将此准备就绪状态转发至整车控制***与电池管理***。
电池管理***接收到无线充电准备就绪状态后，进行自检判断电池是否满足充电条件。本实施例中，满足充电条件指的是电池电量未达到100%，电池自身不存在不允许充电的故障。
整车控制***接收到无线充电模式后，完成高压上电，并判断整车是否满足充电条件。如果满足充电条件，则发送充电允许指令给电池管理***。本实施例中，满足充电条件指的是整车不存在不允许充电的故障。
无线充电***将自身最大输出能力参数（电压、电流）发送至电池管理***。
电池管理***判断自身如果满足充电条件，同时接收到整车控制***发送的充电允许指令后，根据自身电池需求和无线充电***最大输出能力计算动力电池的充电需求电压、电流。发送无线充电使能信号，并将电池状态和充电需求参数发送至车载接收控制器。
车载接收控制器接收到无线充电使能信号、电池状态和充电需求参数后，将此参数转发至地面发射控制器。
地面发射控制器接收到充电使能信号、电池状态和充电需求参数后，判断需求参数是否超过自身最大输出能力。如果电池充电需求超出无线充电***自身最大输出能力，则按最大输出能力进行充电；如果电池充电需求未超出无线充电***自身最大输出能力，则按电池充电需求输出对应的电压、电流。
在无线充电过程中，整车控制***实时监测整车状态，判断是否存在不允许充电的故障。
整车与充电相关的故障分为一般故障和严重故障。如果在充电过程中发生一般故障，则电动汽车100发送故障信号给无线充电***，无线充电***收到指令后自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则电动汽车发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出，同时上报故障；
具体的，整车与充电相关的一般故障包括：控制器过温；严重故障包括：绝缘故障、高压互锁、高压控制器故障、通讯故障等。
在无线充电过程中，电池管理***实时监测电池状态，判断是否存在不允许充电的故障。
电池管理***的故障分为一般故障和严重故障。如果在充电过程中发生一般故障，则电池管理***发送故障信号给无线充电***，无线充电***收到指令后自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则电池管理***发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出，同时上报故障。
具体的，电池的一般故障包括：单体电池过温、电池温度过高等；严重故障包括：单体电池电压过高/过低、电池总电压过高/过低、充电电流过大等。
在无线充电过程中，车载接收控制器实时监测自身状态及充电状态，判断是否存在不允许充电的故障。
车载接收控制器的故障分为一般故障和严重故障。如果在充电过程中发生一般故障，则车载接收控制器发送故障信号给地面发射控制器，地面发射控制器收到指令后自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则车载接收控制器发送中止充电信号给地面发射控制器，地面发射控制器收到指令后立即停止功率输出，同时上报故障信号给无线充电终端服务器、整车控制***与电池管理***。
具体的，车载接收控制器的一般故障包括：控制器内部过温等；严重故障包括：交流输入过压/欠压、交流输入过流、高压输出过压/欠压、高压输出过流等。
在无线充电过程中，地面发射控制器实时监测自身状态及充电状态，判断是否存在不允许充电的故障。
地面发射控制器的故障分为一般故障和严重故障。如果在充电过程中发生一般故障，则地面发射控制器自动降低输出功率，同时上报故障信号给无线充电终端服务器、整车控制***与电池管理***，如果在充电过程中发生严重故障，则地面发射控制器自动断开高压功率输出，同时上报故障信号给无线充电终端服务器、整车控制***与电池管理***。
具体的，地面发射控制器的一般故障包括：控制器内部过温等；严重故障包括：交流输入过压/欠压、交流输入过流、高压输出过压/欠压、高压输出过流等。
如图9所示，本实施例中，无线充电***停止的方式包括自动停止、APP停止、车载发送命令停止三种。主要涉及整车控制***、电池管理***、车载接收控制器、地面发射控制器之间的信息交互。
如图10所示， 自动停止是无线充电***发生故障后由地面发射控制器发起停止无线充电的请求。具体的：
在无线充电过程中，如果车载接收控制器或地面发射控制器发生故障，地面发射控制器将故障信息通过车载接收控制器转发至整车控制***，整车控制***收到故障信号后将其转发给电池管理***并发送下电指令给电池管理***；电池管理***收到下电指令后完成高压下电，车载接收控制器和地面发射控制器在发送完故障信号后完成高压下电，所有控制器在一定时间完成低压下电，完成整车无线充电流程。
如图11所示，APP停止可以是APP下发充电停止指令给整车控制***，由整车控制***发起停止无线充电请求，也可以是APP下发充电停止指令给无线充电站，无线充电进行判别后下发给对应的地面发射控制器，并由地面发射控制器发起停止无线充电请求。具体的：
车主通过APP停止无线充电，APP可以是整车APP中含无线充电板块，无线充电停止指令通过网关转发至整车控制***，整车控制***收到指令后，发送无线充电停止指令至无线充电***；无线充电***收到无线充电停止指令后完成高压下电；整车控制***发送无线充电停止指令后，发送下电指令给电池管理***，电池管理***收到指令后完成高压下电；所有控制器在一定时间完成低压下电，完成整车无线充电流程。
如图12所示，车主通过APP停止无线充电，APP可以是无线充电运营商APP中含无线充电板块，无线充电停止指令通过无线充电站转发至地面发射控制器，地面发射控制器收到指令后，发送无线充电停止请求至车载接收控制器，车载接收控制器接收指令后转发至整车控制***，整车控制***收到指令后，发送下电指令给电池管理***，电池管理***收到指令后完成高压下电；车载接收控制器和地面发射控制器在发送完无线充电停止请求信号后完成高压下电，所有控制器在一定时间完成低压下电，完成整车无线充电流程。
如图13所示，车载发送停止命令是在电池管理***检测电池充满电、整车或电池发生故障、车主下发停止充电的指令情况下，由整车控制***发起停止无线充电的指令。具体的：
在无线充电过程中，在电池管理***检测电池充满电、整车或电池发生故障、车主下发停止充电的指令情况下，整车控制***发送停止无线充电指令至无线充电***；无线充电***收到指令后完成高压下电；整车控制***发送无线充电停止指令后，发送下电指令给电池管理***，电池管理***收到指令后完成高压下电；所有控制器在一定时间完成低压下电，完成整车无线充电流程。
Claims (10)
1.一种无线充电***，其特征在于：包括地面发射控制器（10）、发射线圈（20）、接收线圈（30）和车载接收控制器（40）；
所述地面发射控制器（10）用于将电网（00）输入的交流电进行处理，并转换为满足发射线圈（20）发射要求的高频交流电；
所述发射线圈（20）用于与接收线圈（30）电磁耦合，将电能转换为电磁能；
所述接收线圈（30）用于与发射线圈（20）电磁耦合，将电磁能转换为电能，实现电能的无线传输；
所述车载接收控制器（40）用于将接收线圈（30）接收到的电能进行处理，转换为与动力电池电压、电流相匹配的能量。
2.根据权利要求1所述的无线充电***，其特征在于，所述地面发射控制器（10）包括：
第一整流电路（102），用于将电网（00）提供的交流电转换为直流电；
逆变电路（103），用于将第一整流电路（102）提供的直流电转换为发射线圈（20）所需频率的交流电；
第一控制单元（104），用于根据充电需求，控制功率传输；
第一无线通信模块（105），用于与后台终端进行通信，传递故障、状态信息；
第二无线通信模块（106），用于与车载接收控制器（40）通信，验证身份信息、传输充电信息；
所述车载接收控制器（40）包括：
第二整流电路（401），用于将接收线圈（30）提供的交流电转换为直流电，并经过处理后给动力电池（50）充电；
滤波电路（402），用于滤除直流电中的杂波信号；
电压电流采集电路（403），用于实时采集车载接收控制器（40）输出的电压、电流参数；
第二控制单元（404），用于根据动力电池充电需求，控制功率传输；
第三无线通信模块（405），用于与地面发射控制器（10）中的第二无线通信模块（106）通信，验证身份信息、传输充电信息。
3.一种电动汽车无线充电方法，其特征在于：利用如权利要求1或2所述的无线充电***给电动汽车充电，其充电方法包括以下步骤：
泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足无线充电条件，如果满足，则根据充电需求通过整车控制***发出无线充电启动请求，或者无线充电***自动发起无线充电启动请求；
响应于整车控制***接收或发送无线充电启动请求时，判断车辆是否处于非行驶状态，若车辆处于非行驶状态，则电池管理***判断是何种充电模式，并将充电模式发送给整车控制***；
响应于整车控制***接收到的充电模式为无线充电模式时，判断整车状态是否允许进行无线充电，如果整车控制***允许充电，则发送允许充电指令给电池管理***；
响应于无线充电***发送或接收无线充电启动请求时，进入无线充电准备就绪状态，并发送充电准备就绪状态信号给电池管理***；
响应于电池管理***接收到无线充电准备就绪状态与允许充电指令时，判断动力电池自身是否允许充电，如果动力电池自身允许充电，则发送动力电池需求充电电压、电流给无线充电***；
无线充电***根据动力电池需求，并判断充电需求是否超出自身最大输出能力，如果未超出自身最大输出能力，则按动力电池的实际需求输出电压、电流，给动力电池充电；如果超出自身最大输出能力，则按自身的最大输出能力输出电压、电流，给动力电池充电；
响应于无线充电***接收到停止无线充电请求后，停止高压输出。
4.根据权利要求3所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：所述无线充电条件包括无线充电***是否发生故障、发射线圈与接收线圈之间是否对齐、发射线圈与接收线圈之间是否有异物。
5.根据权利要求3或4所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：无线充电启动的方式包括自动启动、APP启动和车载命令启动；
自动启动是指泊车进入车位后，无线充电***进行自检，检测是否满足充电条件，如果满足，由地面发射控制器发起无线充电启动请求；
APP启动是指通过APP下发无线充电启动指令给整车网关或无线充电站，由整车网关或无线充电站将发无线充电启动指令下发至整车控制***或地面发射控制器，由整车控制***或地面发射控制器发起无线充电启动请求；
车载命令启动是泊车进入车位后，设置在车上的无线充电按钮被按下或通过语音下发无线充电指令给整车控制***，由整车控制***发起无线充电启动请求。
6.根据权利要求5所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：无线充电结束的方式包括自动停止、APP停止和车载发送停止命令；
自动停止是指无线充电***发生故障后由地面发射控制器发起停止无线充电的请求；
APP停止是指通过APP下发无线充电停止指令给整车控制***，由整车控制***发起停止无线充电请求，或通过APP下发无线充电停止指令给无线充电站，由无线充电站进行判别后下发给对应的地面发射控制器，并由地面发射控制器发起停止无线充电请求；
车载发送停止命令是指在电池管理***检测电池充满电、整车或电池发生故障、设置在车上的无线充电停止按钮被按下或通过语音下发的无线充电停止指令的情况下，由整车控制***发起停止无线充电请求。
7.根据权利要求3或4或6所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：所述动力电池自身允许充电是指动力电池不存在与充电相关的故障，且动力电池的电量未达到100%；
在发送动力电池需求充电电压、电流给无线充电***之前，无线充电***应将自身的最大输出能力反馈给电池管理***，电池管理***综合计算后，发出动力电池需求充电电压、电流，同时发送充电使能。
8.根据权利要求7所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：无线充电***在充电过程中，实时检测自身状态，如果发生故障，判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；
所述无线充电***的故障分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则无线充电***自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则无线充电***自动停止功率输出，同时上报故障。
9.根据权利要求3或4或6或8所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于：整车控制***在充电过程中，实时检测电动汽车的状态，如果电动汽车发生故障，则判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；
电动汽车的故障根据与充电相关与否区分，与充电相关的故障又根据严重程度划分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则整车控制***发送故障信号给无线充电***，无线充电***自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则整车控制***发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***立即停止功率输出，同时上报故障。
10.根据权利要求9所述的电动汽车无线充电方法，其特征在于，电池管理***在充电过程中，实时检测自身状态，如果发生故障，判断故障等级，如果危及充电安全，立即发送停止高压输出的指令；如果电池SOC已达到100%，发送充电结束指令；
所述电池管理***的故障分为一般故障和严重故障，如果在充电过程中发生一般故障，则电池管理***发送故障信号给无线充电***，无线充电***收到指令后自动降低输出功率，如果在充电过程中发生严重故障，则电池管理***发送中止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出，同时上报故障；
所述电池SOC达到100%，指电池已达到满电状态，达到满电状态后，电池管理***发送停止充电信号给无线充电***，无线充电***收到指令后立即停止功率输出。
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