车辆无线充电的控制方法、车端控制器及无线充电系统与流程

[0001]
本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种车辆无线充电的控制方法、车端控制器及无线充电系统。


背景技术：

[0002]
现有的无线充电系统，地面端线圈与车端线圈处于分离状态，地面端由地面端控制器控制，车端线圈由车端控制器控制，而地面端控制器和车端控制器即原副边，采用无线通讯技术，实现电压电流等数据交互。然而通过无线通讯进行数据交互，时间周期较长，充电电流/电压的快速响应与控制不理想，即无法做到最优，一旦出现通讯异常，充电电压/电流可能出现失控，直接影响系统可靠性，对充电的电池造成损坏。


技术实现要素：

[0003]
本发明实施例要达到的技术目的是提供一种车辆无线充电的控制方法、车端控制器及无线充电系统，用以解决当前无线充电系统的可靠性较低，无法实现快速响应和控制的问题。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种车辆无线充电的控制方法，应用于车端控制器，其中，与车端控制器连接的车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管并联，控制方法包括：
[0005]
获取车端充电电路的实际充电参数以及动力电池的预设充电保护参数；
[0006]
将实际充电参数与预设充电保护参数进行比对，得到比对结果；
[0007]
当根据比对结果，确定需要进行充电保护时，控制两个控制开关切换至闭合状态。
[0008]
具体地，如上所述的控制方法，实际充电参数包括：实际充电电压和/或实际充电电流；
[0009]
预设充电保护参数包括：预设充电保护电压和预设充电保护电流；
[0010]
其中，当实际充电电压大于预设充电保护电压，和/或实际充电电流大于预设充电保护电流时，确定需要进行充电保护。
[0011]
优选地，如上所述的控制方法，在控制两个控制开关切换至闭合状态的步骤之后，控制方法还包括：
[0012]
获取动力电池的当前电压以及充电允许电压；
[0013]
当当前电压小于充电允许电压时，控制两个控制开关切换至断开状态。
[0014]
优选地，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
[0015]
当接收到充电完成信号时，发送关机信号至地端控制器，并控制两个控制开关切换至闭合状态；
[0016]
当接收到地端控制器发送的确认关机信号时，控制两个控制开关切换至断开状态，其中，确认关机信号为地端控制器检测到母线电容两端的电压小于一预设电压时所发
送。
[0017]
本发明的另一优选实施例还提供了一种车端控制器，与车端控制器连接的车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管并联，车端控制器包括：
[0018]
第一获取模块，用于获取车端充电电路的实际充电参数以及所述动力电池的预设充电保护参数；
[0019]
第一处理模块，用于将所述实际充电参数与所述预设充电保护参数进行比对，得到比对结果；
[0020]
第二处理模块，当根据所述比对结果，确定需要进行充电保护时，控制两个控制开关切换至闭合状态。
[0021]
优选地，如上所述的车端控制器，还包括：
[0022]
第二获取模块，用于获取动力电池的当前电压以及充电允许电压；
[0023]
第三处理模块，用于当当前电压小于充电允许电压时，控制两个控制开关切换至断开状态。
[0024]
优选地，如上所述的车端控制器，还包括：
[0025]
第四处理模块，用于当接收到充电完成信号时，发送关机信号至地端控制器，并控制两个控制开关切换至闭合状态；
[0026]
第五处理模块，用于当接收到地端控制器发送的确认关机信号时，控制两个控制开关切换至断开状态，其中，确认关机信号为地端控制器检测到母线电容两端的电压小于一预设电压时所发送。
[0027]
本发明的又一优选实施例还提供了一种车辆，包括：如上所述车端控制器。
[0028]
本发明的再一优选实施例还提供了一种车辆无线充电系统，包括：地端控制器、地端充电电路、车端充电电路以及如上所述车端控制器；
[0029]
其中，地端充电电路与地端控制器连接，且与车端充电电路连接，车端控制器与车端充电电路连接，且与地端控制器连接；
[0030]
车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管并联，且控制开关与车端控制器连接；
[0031]
地端控制器在接收到车端控制器发送的关机信号时，控制地端充电电路与电源断开，并检测地端充电电路中的母线电容两端的电压，当母线电容两端的电压小于预设电压时，发送确定关机信号至车端控制器。
[0032]
本发明的又一优选实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车辆无线充电的控制方法的步骤。
[0033]
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种车辆无线充电的控制方法、车端控制器及无线充电系统，至少具有以下有益效果：
[0034]
车端控制器在车辆进行无线充电过程中，会获取动力电池的预设充电保护参数，并实时获取车载充电电路的实际充电参数，将实际充电参数与预设充电保护参数进行比对，得到比对结果，若根据比对结果，确定需要进行充电保护时，即当前继续进行充电会影响系统可靠性，对充电的电池造成损坏时，控制两个控制开关切换至闭合状态，此时，连接
车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管均被短路，使得进入ac-dc变换电路的电流无法传递至动力电池，进而使得动力电池的充电电压和充电电流为零，避免对动力电池造成损伤。相较于现有的车端控制器确定需要进行充电保护时，需要通过通讯连接发送充电断开信号至地端控制器，进而地端控制器中断充电的方法，其不依赖与通讯连接的控制方式，在发现需要进行充电保护时，能迅速断开动力电池与充电电路的连接，有利于避免由于通讯延时导致输出至动力电池的电压和电流失控对动力电池造成的损伤，提高了整个系统的可靠性。
附图说明
[0035]
图1为本发明的控制方法的流程示意图之一；
[0036]
图2为本发明的车端充电电路的原理示意图；
[0037]
图3为本发明的控制方法的流程示意图之二；
[0038]
图4为本发明的控制方法的流程示意图之三；
[0039]
图5为本发明的车端控制器的结构示意图；
[0040]
图6为本发明的无线充电系统的结构示意图。
具体实施方式
[0041]
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
[0042]
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
[0043]
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0044]
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0045]
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与a相应的b”表示b与a相关联，根据a可以确定b。但还应理解，根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其它信息确定b。
[0046]
参见图1，本发明的一优选实施例提供了一种车辆无线充电的控制方法，应用于车端控制器，其中，与车端控制器连接的车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管并联，控制方法包括：
[0047]
步骤s101，获取车端充电电路的实际充电参数以及动力电池的预设充电保护参数；
[0048]
步骤s102，将实际充电参数与预设充电保护参数进行比对，得到比对结果；
[0049]
步骤s103，当根据比对结果，确定需要进行充电保护时，控制两个控制开关切换至闭合状态。
[0050]
参见图2，在本发明的实施例中，无线充电控制系统中与车端控制器连接的车端充电电路201包括对应于地端充电电路202的能量传输电路2011以及连接能量传输电路2011和动力电池的ac-dc变换电路2012，ac-dc变换电路2012包括两个桥臂，且每个桥臂上设置有方向相同的两个整流二极管，分别为整流二极管d1、整流二极管d2、整流二极管d3和整流二极管d4，在一具体实施例中，整流二极管d1与整流二极管d3位于同一桥臂，整流二极管d2与整流二极管d4位于同一桥臂，且整流二极管d1和整流二极管d2与车端充电电路201的第一输出端连接，整流二极管d3和整流二极管d4与车端充电电路201的第二输出端连接，能量传输电路2011的两个输出点分别位于整流二极管d1和整流二极管d3之间以及整流二极管d2与整流二极管d4之间，保证能量传输电路2011传输的交流电经过ac-dc变换电路2012后，变换为直流电充入动力电池，在本发明的实施例中连接车端充电电路201的同一输出端的两个整流二极管分别并联有控制开关s5和控制开关s6，使得当控制开关s5和控制开关s6闭合时，整个ac-dc变换电路2012短路，不会再向动力电池传输能量。具体地，在本发明的一具体实施例中，控制开关s5与整流二极管d3并联，控制开关s6与整流二极管d4并联，当控制开关s5和控制开关s6闭合时，从能量传输电路2011的第一端传输的能量沿控制开关s5以及控制开关s6的顺序返回能量传输电路2011的第二端，从能量传输电路2011的第二端传输的能量沿控制开关s6以及控制开关s5的顺序返回能量传输电路2011的第一端。
[0051]
在本发明的实施例中，车端控制器在车辆进行无线充电过程中，会获取动力电池的预设充电保护参数，并实时获取车载充电电路的实际充电参数，将实际充电参数与预设充电保护参数进行比对，得到比对结果，若根据比对结果，确定需要进行充电保护时，即当前继续进行充电会影响系统可靠性，对充电的电池造成损坏时，控制两个控制开关切换至闭合状态，此时，连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管均被短路，使得进入ac-dc变换电路的电流无法传递至动力电池，进而使得动力电池的充电电压和充电电流为零，避免对动力电池造成损伤。相较于现有的车端控制器确定需要进行充电保护时，需要通过通讯连接发送充电断开信号至地端控制器，进而地端控制器中断充电的方法，其不依赖与通讯连接的控制方式，在发现需要进行充电保护时，能迅速断开动力电池与充电电路的连接，有利于避免由于通讯延时导致输出至动力电池的电压和电流失控对动力电池造成的损伤，提高了整个系统的可靠性。
[0052]
具体地，如上所述的控制方法，实际充电参数包括：实际充电电压和/或实际充电电流；
[0053]
预设充电保护参数包括：预设充电保护电压和预设充电保护电流；
[0054]
其中，当实际充电电压大于预设充电保护电压，和/或实际充电电流大于预设充电保护电流时，确定需要进行充电保护。
[0055]
在本发明的实施例中，实际充电参数包括：实际充电电压和/或实际充电电流，预设充电保护参数包括：预设充电保护电压和预设充电保护电流。其中，当获取的实际充电参
数只为实际充电电压时，预设充电保护参数可只获取对应的预设充电保护电压，并当实际充电电压大于预设充电保护电压时，确定需要进行充电保护；当获取的实际充电参数只为实际充电电流时，预设充电保护参数可只获取对应的预设充电保护电流，并当实际充电电流大于预设充电保护电流时，确定需要进行充电保护；当实际充电参数既包括实际充电电压，也包括实际充电电流时，预设充电保护参数需要获取预设充电保护电压和预设充电保护电流，且当实际充电电压大于预设充电保护电压和/或实际充电电流大于预设充电保护电流时，确定需要进行充电保护。使得确定是否需要进行充电保护的方法具有多样性，从多方面避免动力电池受到损伤。
[0056]
参见图3，优选地，如上所述的控制方法，在控制两个控制开关切换至闭合状态的步骤103之后，控制方法还包括：
[0057]
步骤s301，获取动力电池的当前电压以及充电允许电压；
[0058]
步骤s302，当当前电压小于充电允许电压时，控制两个控制开关切换至断开状态。
[0059]
在本发明的实施例中，在控制两个控制开关切换至闭合状态后，ac-dc转换电路持续处于短路状态，避免对动力电池造成损伤。当获取到的动力电池的当前电压小于动力电池的允许电压时，即动力电池当前状态可接受充电，此时控制两个控制开关断开，使ac-dc转换电路切换至正常状态，保证动力电池能接受充电。优选地。充电允许电压小于上述的预设充电保护电压，包括但不限于动力电池的处于低电量时的电压，此时若不对动力电池进行充电会影响车辆的正常使用。可选的，上述技术方案仅仅给出了一种控制两个控制开关切换至断开状态的判断条件，本领域的技术人员采用其他判断条件，例如，当通过局域网或通讯连接接收到恢复充电的指示信号时，控制两个控制开关切换至断开状态，也属于本发明的保护范围。
[0060]
参见图4，优选地，如上所述的控制方法，控制方法还包括：
[0061]
步骤s401，当接收到充电完成信号时，发送关机信号至地端控制器，并控制两个控制开关切换至闭合状态；
[0062]
步骤s402，当接收到地端控制器发送的确认关机信号时，控制两个控制开关切换至断开状态，其中，确认关机信号为地端控制器检测到母线电容两端的电压小于一预设电压时所发送。
[0063]
在本发明的实施例中，当车端控制器接收到充电完成信号时，发送关机信号至地端控制器，地端控制器会根据关机信号断开地端充电电路与供电源之间的连接，但由于地端充电电路中的母线电容中所存储的能量不能主动释放，使得地端控制器控制地端充电电路与供电源断开后，地端充电电路内仍存在高压，并会继续向车端充电电路传递，此时控制两个控制开关切换至闭合状态，使车端充电电路短路，避免了高压向动力电池传输时可能对动力电池造成的损伤，同时由于车端充电电路短路，使得母线电容中所存储的能量的释放速度加快，有利于避免人员触碰时发生触电危险的风险，同时，避免了因母线电容中储存有较多能量对再次启动造成影响，使启动时间较长的问题。当地端控制器检测到母线电容两端的电压小于预设电压时，即可确定此时母线电容中所存储的能量不足以对人员造成伤害，且不会影响地端充电的启动时，发送确认关机信号至车端控制器，车端控制器根据所述确认关机信号，控制两个控制开关切换至断开状态，便于实现再次对车辆进行无线充电。
[0064]
参见图5，本发明的另一优选实施例还提供了一种车端控制器，与车端控制器连接
的车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路的同一输出端的两个整流二极管并联，车端控制器包括：
[0065]
第一获取模块501，用于获取车端充电电路的实际充电参数以及所述动力电池的预设充电保护参数；
[0066]
第一处理模块502，用于将所述实际充电参数与所述预设充电保护参数进行比对，得到比对结果；
[0067]
第二处理模块503，当根据所述比对结果，确定需要进行充电保护时，控制两个控制开关切换至闭合状态。
[0068]
优选地，如上所述的车端控制器，还包括：
[0069]
第二获取模块，用于获取动力电池的当前电压以及充电允许电压；
[0070]
第三处理模块，用于当当前电压小于充电允许电压时，控制两个控制开关切换至断开状态。
[0071]
优选地，如上所述的车端控制器，还包括：
[0072]
第四处理模块，用于当接收到充电完成信号时，发送关机信号至地端控制器，并控制两个控制开关切换至闭合状态；
[0073]
第五处理模块，用于当接收到地端控制器发送的确认关机信号时，控制两个控制开关切换至断开状态，其中，确认关机信号为地端控制器检测到母线电容两端的电压小于一预设电压时所发送。
[0074]
本发明的车端控制器的实施例是与上述应用于车端控制器的车端无线充电的控制方法的实施例对应的车端控制器，上述方法实施例中的所有实现手段均适用于该车端控制器的实施例中，也能达到相同的技术效果。
[0075]
本发明的又一优选实施例还提供了一种车辆，包括：如上所述车端控制器。
[0076]
本发明的实施例中提供了一种包括如上所述的车端控制器的车辆，使得车辆在进行无线充电时，通过车端控制器执行上述步骤，在车辆充电过程中实时监测充电状态，当发现需要进行充电保护时，能迅速断开动力电池与充电电路的连接，有利于避免由于通讯延时导致输出至动力电池的电压和电流失控对动力电池造成的损伤，提高了整个系统的可靠性。
[0077]
参见图2和图6，本发明的再一优选实施例还提供了一种车辆无线充电系统，包括：地端控制器203、地端充电电路202、车端充电电路201以及如上所述车端控制器204；
[0078]
其中，地端充电电路202与地端控制器203连接，且与车端充电电路201连接，车端控制器204与车端充电电路201连接，且与地端控制器203连接；
[0079]
车端充电电路201的ac-dc变换电路2012上设置有两个控制开关，两个控制开关分别与连接车端充电电路201的同一输出端的两个整流二极管并联，且控制开关与车端控制器204连接；
[0080]
地端控制器203在接收到车端控制器204发送的关机信号时，控制地端充电电路202与电源断开，并检测地端充电电路202中的母线电容两端的电压，当母线电容两端的电压小于预设电压时，发送确定关机信号至车端控制器204。
[0081]
在发明的实施例中，车辆无线充电系统的地端控制器203连接地端充电电路202以及如上所述车端控制器204，车端充电电路201连接车端控制器204以及地端充电电路202，
其中，车端充电电路201的电路原理以及车端控制器204的控制逻辑可参见上述说明，再次不再赘述。通过车端控制器204执行上述控制方法的步骤能对动力电池进行保护，同时在关机时将地端充电电路202中存储的能量快速释放，避免对人员安全以及在此启动造成影响。
[0082]
需要说明的是，本文中所述的动力电池指的是在车辆领域中与车端充电电路连接的能量接收装置，当将本发明的技术方案应用于其他技术领域上时，进行相应的改变，也属于本发明的保护范围。
[0083]
本发明的又一优选实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的车辆无线充电的控制方法的步骤。
[0084]
此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
[0085]
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
[0086]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。