无线充电控制方法、服务端及调整设备与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线充电控制方法、服务端及调整设备。

背景技术：

电动汽车的电池充电技术分为有线充电和无线充电。对于有线充电，其运作模式和现有的加油站类似，需要专人进行手动操作，这种方式虽然严格参照设计规范，但是充电口在高电压、大电流冲击下，很容易打火导致器件老化；充电接口部件容易沾染灰尘、雨雾、油烟等，导致监测维护麻烦；充电站的插座需要经常插拔，导致插座的损害率非常高。无线充电技术是通过电磁感应或者磁共振技术，在充电器和设备之间的空气中传输电能，使得电流流动而为电池充电的技术，这种无线充电方法能有效地应用于需要大容量电池充电手持通信装置、电动汽车等，而且由于连接点埋于地下，因此几乎没有漏电等危险，能够防止有线充电方式中的连接不良的问题。此外，无线充电能够做到无人值守，全自动操作，使得充电安全可靠；常用常充，提高了电池寿命和长期使用后的整车价值；采取中功率充电，对电网压力小，方便在停车场、车库普及安装充电装置。但现有无线充电技术，在系统出现异常或故障情况时，故障信息、用户信息以及充电电量等信息均会丢失，从而无法有效地进行充电控制管理。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种无线充电控制方法、服务端及调整设备，旨在充电系统出现异常即时停止充电时，能够保存与地面系统的充电状态相关信息，从而保证无线充电系统能高效地进行充电管理。

为实现上述目的，本发明提供的一种无线充电控制装置，所述无线充电控制装置应用于地面系统对车辆系统的充电控制，包括：

CSU，用于在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS上报第一异常信息，其中，所述第一异常信息包括地面系统的充电状态相关信息；

WCCMS，用于在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。

优选地，所述WCCMS包括：

提取模块，用于在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，提取所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息；

保存模块，用于将所述账户信息和计量电量信息进行保存；

计算模块，用于根据所述计量电量信息，计算对应所述账户信息的充电费用。

优选地，所述无线充电控制装置还包括：

IVU，用于接收所述CSU发送的第二异常信息，并对所述第二异常信息进行显示，其中，所述第二异常信息包括故障信息和计量电量信息。

优选地，所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息包括：账户信息、故障信息和计量电量信息，其中，所述账户信息包括用户标识以及车位标识。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种无线充电系统，包括如上所述的无线充电控制装置。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种无线充电控制方法，所述方法应用于地面系统对车辆系统的充电控制，所述无线充电控制方法包括以下步骤：

CSU在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS上报第一异常信息，其中，所述第一异常信息包括地面系统的充电状态相关信息；

WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。

优选地，所述WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理的步骤包括：

所述WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，提取所述第一 异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息；

将所述账户信息和计量电量信息进行保存；

根据所述计量电量信息，计算对应所述账户信息的充电费用。

优选地，所述CSU在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率发送控制单元PTC停止充电，并向所述WCCMS上报第一异常信息的步骤之后还包括：

IVU接收所述CSU发送的第二异常信息，并对所述第二异常信息进行显示，其中，所述第二异常信息包括故障信息和计量电量信息。

优选地，所述第一异常信息包括：账户信息、故障信息和计量电量信息，其中，所述账户信息包括用户标识以及车位标识。

本发明提供的无线充电控制方法、无线充电控制装置以及无线充电系统，通过CSU在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS上报与地面系统的充电状态相关信息的第一异常信息，所述WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。这样，在充电系统出现异常即时停止充电时，能够保存与地面系统的充电状态相关信息如故障信息、用户信息以及充电电量等信息，从而保证无线充电系统能高效地进行充电管理。

附图说明

图1为本发明无线充电系统一实施例的的框架示意图；

图2为本发明无线充电控制装置第一实施例的功能模块示意图；

图3为图2中WCCMS第一实施例的细化功能模块示意图；

图4为图2中WCCMS第二实施例的细化功能模块示意图；

图5为本发明无线充电控制装置第二实施例的功能模块示意图；

图6为本发明无线充电控制方法第一实施例的流程示意图；

图7为图6中步骤WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理第一实施例的细化流程示意图；

图8为图6中步骤WCCMS在接收到所述CSU上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理第二实施例的细化流程示意图；

图9为本发明无线充电控制方法第二实施例的流程示意图；

图10为本发明无线充电控制装置第一实施例的数据流程示意图；

图11为本发明无线充电控制装置第二实施例的数据流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种无线充电控制装置1，参照图1和图2，在一实施例中，所述无线充电控制装置1包括：

CSU 10，用于在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS上报第一异常信息，其中，所述第一异常信息包括地面系统的充电状态相关信息；

本实施例中，CSU 10接收地面系统的功能模块发送的异常指示信息，包括原/副边之间存在异物或活体、CSU 10和IVU之间的通信链路故障、PFC故障或PTC故障等。

所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息包括：账户信息、故障信息和计量电量信息，其中，所述账户信息具体包括用户标识以及车位标识。

本实施例中，无线充电系统包括地面系统和车辆系统两大部分(如图1所示)，地面系统包括所述WCCMS、CSU 10、PTC、交流转直流单元PFC和原边线圈PrC(即充电线圈)等设备，车辆系统包括车辆电池管理系统BMS、所述IVU、显示设备PAD、车载整流模块PPC以及副边线圈PuC(即受电线圈)等设备。

地面系统中各网元功能如下：

PTC：充电场功率传输控制单元，在CSU 10的控制下，完成充电线圈的功率控制。

PrC线圈：充电场原边充电线圈，实现非接触式变压器的原边功能，由线圈和铁芯构成。

PFC：负责交流电到直流电的转换。

WCCMS：无线充电控制和管理服务器，负责对系统管理、IVU和CSU 10 的认证，设备认证，充电管理以及对用户计费。

CSU 10：地面通信控制单元，完成地面系统信令控制，以及WCCMS对地面系统，车辆系统对地面系统信令控制的通信通道功能。

车辆系统中各网元功能如下：

PPC：无线充电系统车辆侧功率控制单元，对副边输出的高频交流进行整流，输出满足电动汽车车载电池要求的直流电，并根据BMS的控制指令，输出满足充电特定阶段所需要的电压和电流，保证充电高效安全。PPC需要向PTC发送副边线圈充电状态信息，PTC根据该信息修正PTC原边充电参数。

PuC线圈：车载副边受电线圈，实现非接触式变压器的副边功能，由线圈和铁芯构成。

BMS：车载电池管理系统，负责对车辆电池组进行管理。

IVU：车载通信控制单元，实现无线充电车载部分的控制，通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线和PPC完成信令交互，并和WCCMS以及CSU 10完成交互。IVU应具备如下功能：负责车辆系统和WCCMS通信、负责车辆系统与地面系统中CSU 10的通信、监测PPC/BMS故障以及异常事件、和CSU 10之间转发PPC/PTC数据，IVU还提供司机进行无线充电控制和状态监控的人机交互界面。

地面系统和车辆系统通过无线充电控制装置1实现通信链路管理、设备认证和充电控制等。所述无线充电控制装置1包括WCCMS、CSU 10和IVU等网元，其中，WCCMS与IVU之间通过Wi接口连接，WCCMS与CSU 10之间通过Wc接口连接，CSU 10和IVU之间通过Ci接口连接。PTC、PrC、PPC和PuC组成无线电能传输系统WPT，实现电能从地面系统通过无线接口传输到车辆系统。地面系统的PTC和车辆系统的PPC通过无线充电控制装置1进行互通和通信。

在第一实施例中，地面系统异常信息可以由地面设施的功能模块发送至所述CSU 10；在第二实施例中，地面系统异常信息也可以由车辆系统的功能模块发送至IVU，再由所述IVU发送至CSU 10。在CSU 10接收到异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止充电，并向所述WCCMS上报第一异常信息。在第二实施例中，具体地，由IVU接收车辆系统的功能模块发送的地面系统异常信息，然后IVU向CSU 10发送停止充电命令，在 该命令中包括账户信息以及故障信息等内容，CSU 10在接收到所述停止充电命令时，即通知地面系统的功率传输控制单元PTC停止充电。

WCCMS 20，用于在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。

本实施例中，所述WCCMS 20在接收到用户标识、车位标识、故障信息和计量电量信息等信息时，会向所述CSU 10作出响应应答，同时还会对这些信息进行登记保存以及其他相关处理。例如，根据所述计量电量信息计算相应的充电费用。

本发明提供的无线充电控制装置1，通过CSU 10在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS20上报与地面系统的充电状态相关信息的第一异常信息，所述WCCMS20在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。这样，在充电系统出现异常即时停止充电时，能够保存与地面系统的充电状态相关信息如故障信息、用户信息以及充电电量等信息，从而保证无线充电系统能高效地进行充电管理。

在一实施例中，如图3所示，在上述图2的实施例的基础上，本实施例中，所述WCCMS 20包括：

提取模块201，用于在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，提取所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息；

本实施例中，所述WCCMS 20提取接收到的所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息，其中，账户信息包括用户标识和车位标识信息等信息。

保存模块202，用于将所述账户信息和计量电量信息进行保存；

计算模块203，用于根据所述计量电量信息，计算对应所述账户信息的充电费用。

本实施例中，所述WCCMS 20将用户标识和车位标识信息等账户信息以及计量电量信息进行保存，并计算对应所述账户信息的充电费用。

本实施例中，无线充电系统首先进行初始化，CSU 10向WCCMS 20进 行双向认证并注册成功之后，会上报地面系统信息。当车辆到达车位，IVU向WCCMS 20进行双向认证并注册之后，IVU上报车辆系统信息，其中包含有IVU的信息、PPC信息以及电动汽车相关信息。IVU向WCCMS 20发起开始充电请求，WCCMS 20判断该用户已经授权，且账户有足够的费用，则WCCMS 20向IVU返回充电请求响应，并向CSU 10发起开始充电命令，消息中带有车位标识和对应的PTC标识，并指示对应的PTC给该车位进行充电。当CSU 10向WCCMS 20返回开始充电命令响应时，WCCMS 20则开始计费。

在一实施例中，如图4所示，在上述图3的实施例的基础上，本实施例中，所述WCCMS 20还包括：

反馈模块204，用于将对应所述账户信息的充电费用经所述CSU 10反馈至所述IVU。

本实施例中，在充电系统出现异常时，所述WCCMS 20还可以将对应所述账户信息的充电费用经所述CSU 10实时反馈至所述IVU，以供用户及时了解充电信息。

在一实施例中，如图5所示，在上述图2的实施例的基础上，本实施例中，所述无线充电控制装置1还包括：

IVU 30，用于接收所述CSU 10发送的第二异常信息，并对所述第二异常信息进行显示，其中，所述第二异常信息包括故障信息和计量电量信息。

本实施例中，所述CSU 10向所述IVU 30发送包括故障信息和计量电量信息等信息的第二异常信息，所述IVU 30在接收到所述第二异常信息时，在交互界面将所述第二异常信息进行显示，以供用户及时了解充电信息。

本发明还提供一种无线充电控制方法，参照图1和图6，在一实施例中，所述方法应用于地面系统对车辆系统的充电控制，所述无线充电控制方法包括以下步骤：

步骤S101，CSU 10在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS 20上报第一异常信息，其中，所述第一异常信息包括地面系统的充电状态相关信息；

本实施例中，CSU 10接收地面系统的功能模块发送的异常指示信息，包 括原/副边之间存在异物或活体、CSU 10和IVU 30之间的通信链路故障、PFC故障或PTC故障等。

所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息包括：账户信息、故障信息和计量电量信息，其中，所述账户信息具体包括用户标识以及车位标识。

本实施例中，无线充电系统包括地面系统和车辆系统两大部分(如图1所示)，地面系统包括所述WCCMS 20、CSU 10、PTC、交流转直流单元PFC和原边线圈PrC(即充电线圈)等设备，车辆系统包括车辆电池管理系统BMS、所述IVU 30、显示设备PAD、车载整流模块PPC以及副边线圈PuC(即受电线圈)等设备。

地面系统中各网元功能如下：

PTC：充电场功率传输控制单元，在CSU 10的控制下，完成充电线圈的功率控制。

PrC线圈：充电场原边充电线圈，实现非接触式变压器的原边功能，由线圈和铁芯构成。

PFC：负责交流电到直流电的转换。

WCCMS 20：无线充电控制和管理服务器，负责对系统管理、IVU 30和CSU 10的认证，设备认证，充电管理以及对用户计费。

CSU 10：地面通信控制单元，完成地面系统信令控制，以及WCCMS 20对地面系统，车辆系统对地面系统信令控制的通信通道功能。

车辆系统中各网元功能如下：

PPC：无线充电系统车辆侧功率控制单元，对副边输出的高频交流进行整流，输出满足电动汽车车载电池要求的直流电，并根据BMS的控制指令，输出满足充电特定阶段所需要的电压和电流，保证充电高效安全。PPC需要向PTC发送副边线圈充电状态信息，PTC根据该信息修正PTC原边充电参数。

PuC线圈：车载副边受电线圈，实现非接触式变压器的副边功能，由线圈和铁芯构成。

BMS：车载电池管理系统，负责对车辆电池组进行管理。

IVU 30：车载通信控制单元，实现无线充电车载部分的控制，通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线和PPC完成信令交互，并 和WCCMS 20以及CSU 10完成交互。IVU 30应具备如下功能：负责车辆系统和WCCMS 20通信、负责车辆系统与地面系统中CSU 10的通信、监测PPC/BMS故障以及异常事件、和CSU 10之间转发PPC/PTC数据，IVU 30还提供司机进行无线充电控制和状态监控的人机交互界面。

地面系统和车辆系统通过无线充电控制装置1实现通信链路管理、设备认证和充电控制等。所述无线充电控制装置1包括WCCMS 20、CSU 10和IVU30等网元，其中，WCCMS 20与IVU 30之间通过Wi接口连接，WCCMS 20与CSU 10之间通过Wc接口连接，CSU 10和IVU 30之间通过Ci接口连接。PTC、PrC、PPC和PuC组成无线电能传输系统WPT，实现电能从地面系统通过无线接口传输到车辆系统。地面系统的PTC和车辆系统的PPC通过无线充电控制装置1进行互通和通信。

在第一实施例中，地面系统异常信息可以由地面设施的功能模块发送至所述CSU 10；在第二实施例中，地面系统异常信息也可以由车辆系统的功能模块发送至IVU 30，再由所述IVU 30发送至CSU 10。在CSU 10接收到异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止充电，并向所述WCCMS 20上报第一异常信息。在第二实施例中，具体地，由IVU 30接收车辆系统的功能模块发送的地面系统异常信息，然后IVU 30向CSU 10发送停止充电命令，在该命令中包括账户信息以及故障信息等内容，CSU 10在接收到所述停止充电命令时，即通知地面系统的功率传输控制单元PTC停止充电。

步骤S102，所述WCCMS 20在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。

本实施例中，所述WCCMS 20在接收到用户标识、车位标识、故障信息和计量电量信息等信息时，会向所述CSU 10作出响应应答，同时还会对这些信息进行登记保存以及其他相关处理。例如，根据所述计量电量信息计算相应的充电费用。

本发明提供的无线充电控制方法，通过CSU 10在接收到地面系统异常信息时，通知所述地面系统的功率传输控制单元PTC停止对车辆系统进行充电，并向WCCMS 20上报与地面系统的充电状态相关信息的第一异常信息，所述WCCMS 20在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，对所述第一异常信息进行记录处理。这样，在充电系统出现异常即时停止充电时，能够保存 与地面系统的充电状态相关信息如故障信息、用户信息以及充电电量等信息，从而保证无线充电系统能高效地进行充电管理。

在一实施例中，如图7所示，在上述图6的实施例的基础上，本实施例中，所述步骤S102包括：

步骤S1021，所述WCCMS 20在接收到所述CSU 10上报的第一异常信息时，提取所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息；

本实施例中，所述WCCMS 20提取接收到的所述第一异常信息中地面系统的充电状态相关信息的账户信息和计量电量信息，其中，账户信息包括用户标识和车位标识信息等信息。

步骤S1022，将所述账户信息和计量电量信息进行保存；

步骤S1023，根据所述计量电量信息，计算对应所述账户信息的充电费用。

本实施例中，所述WCCMS 20将用户标识和车位标识信息等账户信息以及计量电量信息进行保存，并计算对应所述账户信息的充电费用。

本实施例中，无线充电系统首先进行初始化，CSU 10向WCCMS 20进行双向认证并注册成功之后，会上报地面系统信息。当车辆到达车位，IVU 30向WCCMS 20进行双向认证并注册之后，IVU 30上报车辆系统信息，其中包含有IVU 30的信息、PPC信息以及电动汽车相关信息。IVU 30向WCCMS 20发起开始充电请求，WCCMS 20判断该用户已经授权，且账户有足够的费用，则WCCMS 20向IVU 30返回充电请求响应，并向CSU 10发起开始充电命令，消息中带有车位标识和对应的PTC标识，并指示对应的PTC给该车位进行充电。当CSU 10向WCCMS 20返回开始充电命令响应时，WCCMS 20则开始计费。

在一实施例中，如图8所示，在上述图7的实施例的基础上，本实施例中，所述步骤S1023之后还包括：

步骤S1024，所述WCCMS 20将对应所述账户信息的充电费用经所述CSU 10反馈至所述IVU 30。

本实施例中，在充电系统出现异常时，所述WCCMS 20还可以将对应所 述账户信息的充电费用经所述CSU 10实时反馈至所述IVU 30，以供用户及时了解充电信息。

在一实施例中，如图9所示，在上述图6的实施例的基础上，本实施例中，所述步骤S101之后还包括：

步骤S103，所述IVU 30接收所述CSU 10发送的第二异常信息，并对所述第二异常信息进行显示，其中，所述第二异常信息包括故障信息和计量电量信息。

本实施例中，所述CSU 10向所述IVU 30发送包括故障信息和计量电量信息等信息的第二异常信息，所述IVU 30在接收到所述第二异常信息时，在交互界面将所述第二异常信息进行显示，以供用户及时了解充电信息。

参照图10，在第一实施例中，地面系统异常信息由地面设施的功能模块发送至所述CSU 10的情况下，所述无线充电控制装置1的数据流程如下：

步骤401，CSU 10接收地面设施功能模块发送的异常指示信息，如异物检测模块检测到原/副边之间存在异物、活体保护模块检测到原/副边之间存在活体、CSU 10和IVU 30之间的通信链路故障、PFC故障或PTC故障等，并在接收到所述异常指示信息时，通知面系统的功率传输控制单元PTC停止充电；

步骤402，CSU 10向WCCMS 20上报异常信息，信息中携带CSU 10的用户标识、车位标识、故障信息和计量电量等信息；

步骤403，WCCMS 20返回应答消息，WCCMS 20可以在应答前或应答后保存异常信息，同时进行计费处理；

步骤404，CSU 10向IVU 30上报异常信息，信息中携带故障信息和计量电量；

步骤405，IVU 30向CSU 10返回应答消息，并在人机交互界面上显示故障信息和计量电量。

参照图11，在第二实施例中，地面系统异常信息由车辆系统的功能模块发送至IVU 30，再由所述IVU 30发送至CSU 10时，所述无线充电控制装置1的数据流程如下：

步骤501，IVU 30接收地面设施功能模块发送的异常指示信息，如异物检测模块检测到原/副边之间存在异物、活体保护模块检测到原/副边之间存在活体、CSU 10和IVU 30之间的通信链路故障、PFC故障或PTC故障等；

步骤502，IVU 30在接收到所述异常指示信息时，向CSU 10发送停止充电命令，消息中携带车位标识、IVU 30用户标识、故障信息等信息，并由CSU10通知面系统的功率传输控制单元PTC停止充电；

步骤503，CSU 10返回应答消息；

步骤504，CSU 10向WCCMS 20发送异常信息上报，消息中携带CSU 10的用户标识、车位标识、故障信息和计量电量等信息；

步骤505，WCCMS 20返回应答消息，WCCMS 20可以在应答前或应答后保存异常信息，同时进行计费处理；

步骤506，CSU 10向IVU 30上报异常信息，信息中携带故障信息和计量电量；

步骤507，IVU 30向CSU 10返回应答消息，并在人机交互界面上显示故障信息和计量电量。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。