一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法与流程

本发明主要涉及直流电力线载波通讯的，具体为一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法。

背景技术：

1、目前，随着智能化程度提高，作为能量供给的电池组功能也更加丰富强大，大多数充电器与储能单元之间要求有数据通信功能，而现有充电设备有以下常见缺点和不足：1、简单的恒流充电方式为受电设备充电，无通讯和充电控制；2、在充满电后仍有电压电流加在电池上，保持长时间浮充状态；3、不能识别电池容量等信息，以默认的电压和功率进行充电；4、多数带有通信功能的充电器，其系统的结构和方式为充电功率线和数据传输线分开，功能各自独立；5、专机专用，每个用电设备配备了专用的充电器。

2、随着电池组应用广泛性和智能化的提高，对充电方式和方法提出更高的要求。当前充电方式已无法满足多功能的需求；充电器在恒压充电方式下，在充电开始时充电电流过大，容易发生电池极板击穿，发生过热等问题，影响电池使用寿命；恒流充电在充电后期仍大电流充电会使电池极板上的活性物质脱落，电池内气体增加产生鼓包，严重影响电池使用寿命；专机专用性，目前各种使用电池的设备都配备了专用的充电器，不能为其它设备充电，造成设备闲置，资源浪费，充电的设备灵活性和通用性差；充电设备无通讯功能，无法识别受电设备的信息，只能按默认的充电方式充电，无法达到精准充电的目的；当前充电以充电功率线和专用通讯线组成电能传输和充电数据交互的载体，其线路繁琐，故障率高，生产效率低下，使用便捷性差，增加了线缆数量，线缆的制作难度和生产制造成本，已达不到简单化，智能化，低成本化的要求。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法,包括mcu主控制器、直流电力线载波通讯模块、电能存储单元、功率输出单元和电源单元，所述直流电力线载波通讯模块通过无线电力传输与所述电能存储单元和所述功率输出单元进行数据通讯连接，所述电源单元通过导线与所述mcu主控制器和直流电力线载波通讯模块电性相连接。

4、本技术方案具体的，所述直流电力线载波通讯模块与所述mcu主控制器电性相连接，所述mcu主控制器通过直流电力线载波通讯模块与所述电能存储单元进行数据通讯连接，用于获取电能存储单元的电压、电量和我容量数据信息，根据获取的数据进行计算处理，从而判定存储单元的状态，生成充电策略和异常处理等，再将充电策略的结果发送到所述功率输出单元，功率输出单元输出电能为电池组进行充电，充电完成后断开充电回路，确保充电安全。

5、本技术方案具体的，所述直流电力线载波通讯模块包括载波信号调制单元、推挽放大电路和信号发送单元，所述载波信号调制单元用于将来自微控制器的数据调制成适合于在电力线上传输的载波信号，载波信号是直流载波通讯的核心，首先通过一组信号源产生一个高频振荡信号然后，通过信号调制将高频振荡信号变为载波信号，通常包括一个或多个调制器，用于生成不同的载波信号，以适应不同的电力传输环境和要求。

6、本技术方案具体的，所述推挽放大电路用于将载波信号放大并转换为适合于在电力线上传输的信号，通常包括一个或多个放大器，提高整个系统发射功率。

7、本技术方案具体的，所述信号发送单元用于将放大后的载波信号发送到接收器，包括一个或多个发送器，以及相关的天线和滤波器，实现充电控制系统数据的对外传输。

8、本技术方案具体的，所述mcu主控制器通过导线与所述功率输出单元电性相连接，用于控制功率输出单元的工作，使功率输出单元开始根据mcu主控制器的指令进行工作，实现对负载的电流或电压控制，以实现稳定的电力传输。

9、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

10、本发明使用常规两芯线缆即可实现对智能电池组的充电和数据交互功能，通讯数据在电力线上的传输，其关键在于直流电力线上的载波通讯，及以载波为基础的灵活便捷的充电方式，可适应各种不同电压、功率的电池组充电，达到精准充电控制的目的，使电池组能更大的发挥其容量能效。

11、1、通讯数据在直流电力线上传输，在电力线上既实现充电功能又实现了通讯功能；

12、2、可调整的充电电流和电压，充满电后断开主回路能路，提高充电的安全性；

13、3、减少线缆种类和芯数，使安装和维护更方便，大降低了系统成本；

14、4、合理的充电方式，能延长电池使用寿命，增加社会经济效益；

15、5、可应用到各种不同有充电需求的设备上，技术应用扩展性强；

16、6、只有主功率线与被充电设备连接，线路简单维护方便；

17、7、模块占用尺寸小，安装和使用更便捷，大降低了系统成本，可广泛应用于各个行业。

18、附图说明

19、图1为本发明的连接框图；

20、图2为本发明的电力载波信号功率放大单元示意图；

21、图3为本发明的电力载波信号输入路径示意图；

22、图4为本发明的电力载波信号输出路径示意图。

技术特征：

1.一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法,包括mcu主控制器(1)、直流电力线载波通讯模块(2)、电能存储单元(3)、功率输出单元(4)和电源单元(5)，其特征在于,所述直流电力线载波通讯模块(2)通过无线电力传输与所述电能存储单元(3)和所述功率输出单元(4)进行数据通讯连接，所述电源单元(5)通过导线与所述mcu主控制器(1)和直流电力线载波通讯模块(2)电性相连接。

2.根据权利要求1所述的一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，其特征在于，所述直流电力线载波通讯模块(2)与所述mcu主控制器(1)电性相连接，所述mcu主控制器(1)通过直流电力线载波通讯模块(2)与所述电能存储单元(3)进行数据通讯连接，用于获取电能存储单元(3)的电压、电量和我容量数据信息，根据获取的数据进行计算处理，从而判定存储单元的状态，生成充电策略和异常处理等，再将充电策略的结果发送到所述功率输出单元(4)，功率输出单元(4)输出电能为电池组进行充电，充电完成后断开充电回路，确保充电安全。

3.根据权利要求2所述的一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，其特征在于，所述直流电力线载波通讯模块(2)包括载波信号调制单元、推挽放大电路和信号发送单元，所述载波信号调制单元用于将来自微控制器的数据调制成适合于在电力线上传输的载波信号，载波信号是直流载波通讯的核心，首先通过一组信号源产生一个高频振荡信号然后，通过信号调制将高频振荡信号变为载波信号，通常包括一个或多个调制器，用于生成不同的载波信号，以适应不同的电力传输环境和要求。

4.根据权利要求3所述的一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，其特征在于，所述推挽放大电路用于将载波信号放大并转换为适合于在电力线上传输的信号，通常包括一个或多个放大器，提高整个系统发射功率。

5.根据权利要求3所述的一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，其特征在于，所述信号发送单元用于将放大后的载波信号发送到接收器，包括一个或多个发送器，以及相关的天线和滤波器，实现充电控制系统数据的对外传输。

6.根据权利要求1所述的一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，其特征在于，所述mcu主控制器(1)通过导线与所述功率输出单元(4)电性相连接，用于控制功率输出单元(4)的工作，使功率输出单元(4)开始根据mcu主控制器(1)的指令进行工作，实现对负载的电流或电压控制，以实现稳定的电力传输。

技术总结
本发明公开了一种直流电力载波通讯方式实现充电控制方法，涉及直流电力线载波通讯领域，包括MCU主控制器、直流电力线载波通讯模块、电能存储单元、功率输出单元和电源单元，直流电力线载波通讯模块通过无线电力传输与电能存储单元和功率输出单元进行数据通讯连接，电源单元通过导线与MCU主控制器和直流电力线载波通讯模块电性相连接，使用常规两芯线缆即可实现对智能电池组的充电和数据交互功能，通讯数据在电力线上的传输，其关键在于直流电力线上的载波通讯，及以载波为基础的灵活便捷的充电方式，可适应各种不同电压、功率的电池组充电，达到精准充电控制的目的，使电池组能更大的发挥其容量能效。

技术研发人员：李振动,郭昕阳,李涛,金海望,安海清,田凯哲,赵薇,张晓飞,刘洁,柳杨,李金卜
受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司超高压分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12