用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电系统及方法_5

文档序号:8321413阅读:来源:国知局
步骤S728:电池管理器发送限功率充电信息,车载无线充电E⑶发送限功率信息给电站无线充电ECU,降低当前充电功率。即动力电池发生故障且该故障为动力电池的一级故障,此时,电能接收装置发送限功率信息给电能提供装置,电能提供装置根据该限功率信息调节放电功率输出,以使该功率适于对动力电池充电。
[0175]步骤S729:停止无线充电,仪表显示车载动力电池故障信息。即上述动力电池的故障为二级故障时,电池管理器控制动力电池停止充电。
[0176]步骤S730:判断动力电池电压是否过高,如果是,则执行步骤S727,否则执行步骤
5731。
[0177]步骤S731:判断充电电流是否过大,如果是,则执行步骤S727,否则执行步骤
5732。
[0178]步骤S732:判断车载电池信息采集器是否存在故障,如果是,则执行步骤S729,否则执行步骤S733。
[0179]步骤S733:判断用户是否按下无线充电开关按钮,如果是,则执行步骤S735,否则执行步骤S734。
[0180]步骤S734:电池管理器判断无线充电是否完成,如果是,则执行步骤S735,否则执行步骤S717。
[0181]步骤S735:电池管理器发送充电完成信息给车载无线充电ECU,并断开无线充电接触器。即充电过程完成,电池管理器控制动力电池停止充电。
[0182]步骤S736:车载无线充电ECU发送充电完成信息给电站无线充电ECU。即在充电完成后,电能接收装置将充电完成信息发送至电能提供装置,以使电能提供装置停止放电。
[0183]步骤S737:无线充电完成。
[0184]图8为根据本发明另一个实施例的用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电系统的储能设备系统框图。如图8所示,移动储能电站上只配置一个储能电池组,该储能电池组可以同时给多辆新能源汽车充电。图8与图4相类似的是每一个充电回路上都有一个电源监控系统,都可以独立控制该充电回路的通断,而不影响其它回路的工作。与图4不同的是,图8上的储能电池组由一组电池信息采集器负责电池信息采集,而每个电源监控系统共享一组电池信息采集器采集的储能电池组信息,即当储能电池组故障时,则每个无线充电回路均不可进行无线充电。
[0185]根据本发明实施例的用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电系统,可实现移动式储能电站对新能源汽车的无线充电,减少了人工操作,从而提高了新能源汽车在充电时的安全性和可靠性,避免了有线充电方式中插拔充电设备所造成的充电连接设备磨损,连接件设备使用寿命下降等问题。当保证移动式储能电站对汽车无线充电的距离足够小时(如发射线圈和接收线圈的距离在200mm范围内时),可实现高效率的电能传输。另外,无线充电的方式操作简便,用户只需根据指令提示操作按钮即可实现无线充电。本发明的实施例可针对新能源汽车动力电池的实时状态进行相应功率的充电,以提高动力电池的充电效率和使用寿命。另外,通过本系统,能够满足用户在户外对新能源汽车充电的需求,防止汽车在行驶过程中因电量耗尽而影响用户的行程,提高了新能源汽车的适用性。
[0186]本发明还提出了一种用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电方法。图9为根据本发明一个实施例的用于移动储能电站对新能源汽车的无线充电方法的流程图。
[0187]如图9所示,根据本发明一个实施例的用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电方法,其中,移动储能电站包括储能电池组、电源监控装置和电能提供装置,新能源汽车包括电能接收装置、电池管理器和动力电池。作为一个具体的示例,动力电池例如为车载动力电池,是指安装在新能源汽车上,为汽车提供动力输出以及为车上其他用电设备供电的储能设备,其可以进行反复的充电,电压一般为12V或者24V。其中,上述新能源汽车例如为电动汽车或者混合动力汽车。该方法包括以下步骤:
[0188]步骤S901,控制电能提供装置和电能接收装置建立无线通讯。具体而言,电能提供装置可检测电能接收装置发送的识别信号,以进行相互之间的无线通讯。
[0189]其中,在本发明的一个实施例中,电能提供装置包括:变频转换器、无线充电监控模块、第一无线通讯模块、发射线圈和第一控制模块。
[0190]具体而言,变频转换器用于将来自储能电池组输出的高压直流电转换为预设频率的交流电,预设频率根据实际需求预先设定。
[0191]无线充电监控模块用于对电能提供装置进行故障检测。作为一个具体示例,无线充电监控模块例如可以通过无线通讯协议与电能接收装置进行信息交互,通讯协议的内容例如包括:电池信息、充电控制信号和安全保护信号等。充电过程中充电设备需要具有监测和保护功能,以对整个系统出现的异常情况进行处理。即电能提供装置具有智能监控功能和通讯功能。例如:无线充电监控模块对电能提供装置进行自检。
[0192]第一无线通讯模块用于与电能接收装置进行无线通讯。作为一个具体的示例,第一无线通讯模块与电能接收装置的通讯可采用蓝牙、红外或者ZigBee等无线传输技术实现。
[0193]发射线圈用于将交流电以电磁场的形式发射至电能接收装置,具体而言,发射线圈中通过交流电时其周围会产生一定范围的交变磁场。
[0194]第一控制模块用于控制发射线圈的电能输出功率,以使该输出功率为动力电池的充电需求功率。
[0195]电能接收装置包括:接收线圈、第二无线通讯模块、检测模块、整流器、DC-DC转换器和第二控制模块。
[0196]具体而言,接收线圈用于在发射线圈产生的交变磁场中产生感应电流以接收来自发射线圈的电能。换言之,即在发射线圈产生交变磁场时,只要接收线圈靠近发射线圈周围一定范围内,基于电磁感应原理,接收线圈便可产生感应电流,从而接收来自发射线圈中的电能。
[0197]第二无线通讯模块用于与电能提供装置进行无线通讯。作为一个具体示例,第二无线通讯模块例如可以通过无线通讯协议与电能提供装置进行信息交互,通讯协议的内容例如包括:电池信息、充电控制信号和安全保护信号等。
[0198]检测模块用于对电能接收装置进行故障检测。即检测电能接收装置是存在故障等,并可将检测信息等发送给电能接收装置。具体而言,充电过程中充电设备需要具有监测和保护功能,以对整个系统出现的异常情况进行处理。
[0199]整流器用于将来自接收线圈的交流电转换为直流电。
[0200]DC-DC转换器用于对来自整流器提供的直流电进行电压转换(升压或降压)后为动力电池充电,以满足动力电池充电时的电压需求。
[0201]第二控制模块用于根据动力电池的信息和充电功率需求控制DC-DC转换器的输出功率,以满足动力电池充电时的功率需求,从而提高充电效率,确保动力电池充电时的可靠性和安全性。
[0202]步骤S902,在建立无线通讯后,控制电能提供装置进入放电请求阶段并控制电能接收装置进入充电请求阶段。
[0203]步骤S903,电源监控装置判断储能电池组是否符合预设放电条件且电池管理器判断动力电池是否符合预设充电条件。其中,在本发明的一个实施例中,当储能电池组的荷电状态不低于第一预设值且储能电池组不存在故障时,判定储能电池组符合预设放电条件。当动力电池的荷电状态不高于第二预设值且动力电池不存在故障时,判定动力电池符合预设充电调价你。其中,第一预设值和第二预设值均为预先设定,作为一个具体示例,第一预设值例如为但不限于20%,第二预设值例如为但不限于70%。
[0204]步骤S904,如果是,则控制储能电池组为电能提供装置供电。其中,在控制储能电池组为电能提供装置供电的过程中,如果储能电池组发生故障且该故障为储能电池组的一级故障时,则控制电能提供装置向电能接收装置进行限功率的电能传输;如果该故障为储能电池组的二级故障时,则控制储能电池组停止放电,以确保充电设备的安全。
[0205]进一步地,在控制储能电池组为电能提供装置供电时,当接收到放电终止指令、或者判定储能电池组不符合预设放电条件、或者电能接收装置存在故障时,控制储能电池组停止对电能提供装置供电,以确保充电过程的可靠性和安全性。
[0206]步骤S905,电能提供装置根据动力电池的信息利用电磁感应向电能接收装置无线传输电能。
[0207]更为具体地,在本发明的一个实施例中,电能提供装置根据动力电池的信息判断出适于对动力电池进行充电的充电功率,并以该充电功率向电能接收装置传输电能。其中,第二动力电池的信息例如包括但不限于:动力电池的当前剩余电量、充电电流、充电需求功率、最高单节电池电压、最低单节电池电压、最高单节电池温度、最低单节电池温度和动力电池故障信息等。这样,电能提供装置可根据上述电池的信息判断出适于对动力电池进行充电的充电功率,并以该充电功率向电能接收装置传输电能,从而保证对动力电池较高的充电效率,同时确保对第二动力电池充电的可靠性和安全性。
[0208]步骤S906,电能接收装置对动力电池进行充电。其中,在电能接收装置对动力电池进行充电时,还包括:如果动力电池发生故障且该故障为动力电池的一级故障时,则控制电能接收装置向电能提供装置发送限功率传输指令,以便电能提供装置向电能接收装置进行限功率的电能传输;另外,如果该故障为动力电池的二级故障,则控制动力电池停止充电,以确保充电设备的安全。
[0209]进一步地,在电能接收装置对动力电池进行充电时,当接收到充电终止指令、或者动力电池不符合预设充电条件、或者电能接收装置存在故障时,则电能接收装置停止对动力电池充电,以确保充电过程的可靠性和安全性。
[0210]根据本发明实施例的用于移动式储能电站对新能源汽车的无线充电方法,可实现移动式储能电站对新能源汽车的无线充电,减少了人工操作,从而提高了新能源汽车在充电时的安全性和可靠性,避免了有线充电方式中插拔充电设备所造成的充电连接设备磨损,连接件设备使用寿命下降等问题。当保证移动式储能电站对汽车无线充电的距离足够小时(如发射线圈和接收线圈的距离在200mm范围内时),可实现高效率的电能传输。另外,无线充电的方式操作简便,用户只需根据指令提示操作按钮即可实现无线充电。本发明的实施例可针对新能源汽车动力电池的实时状态进行相应功率的充电,以提高动力电池的充电效率和使用寿命。另外,通过本方法,能够满足用户在户外对新能源汽车充电的需求,防止汽车在行驶过程中因电量耗尽而影响用户的行程,提高了新能源汽车的适用性。
[0211]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0212]在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
[0213]应当理解,本发明的各部分可
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