CN104935020A - 用于电动汽车的无线充电系统及无线充电方法 - Google Patents

用于电动汽车的无线充电系统及无线充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种用于电动汽车的无线充电系统,包括:具有第一线圈的第一无线充电装置;电动汽车包括:具有动力电池的动力电池组件;具有第二线圈的第二无线充电装置,第二线圈与第一线圈产生的电磁场进行耦合并进行能量转换,在动力电池的温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,其中,在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后在第二预设时间段内动力电池对第一无线充电装置进行能量回馈。该无线充电系统在低温环境下给动力电池充电时无需进行加热,而且能把多余的电能返还给电网。本发明还提出一种用于电动汽车的无线充电方法。

Description

用于电动汽车的无线充电系统及无线充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种用于电动汽车的无线充电系统,以及一种用于电动汽车的无线充电方法。
背景技术
现有的电动汽车的充电方式主要是有线充电方式,但有线充电方式存在如下不足之处:充电设备的移动搬运和电源的引线过长,人工操作繁琐;充电站占地面积较大,众多外露的充电柜和连接设备动以及停车位,会占用较多的公共面积;在人工操作过程中,极易出现设备的过度磨损以及不安全性等因素。
由于有线充电方式存在上述的不足,更合理、更安全的无线充电方式应运而生。但是,无线充电还需要解决无线通讯设备之间的识别问题,以方便记录充电信息和作为收费的依据。
另外,现有的锂离子电池由于其优越的性能,被用于电动车的储能装置。锂离子电池一般的工作温度为-20℃到55℃,电池在0℃以下不允许充电。在环境温度过低时,电动汽车内部电池会出现充放电性能下降的问题,电池容量降低,电压下降,特别是在持续充电的过程中锂离子容易在负极沉积而形成极化电压,并使电池失去电活性,且在低温环境下充进电池的电量较少。而传统的电池加热方案需要投入额外的设备,加热时间较长,并且加热设备给电池加热的过程中会损耗较多的能量,与电动汽车的节能理念相违背。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。
为此,本发明的一个目的在于提出一种用于电动汽车的无线充电系统,采用无线充电技术,提高了电动车汽在充电时的安全性和可靠性,并且在低温环境下给动力电池充电时,无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量。
本发明的另一个目的在于提出一种用于电动汽车的无线充电方法。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出一种用于电动汽车的无线充电系统,包括:第一无线充电装置,所述第一无线充电装置具有第一线圈,所述第一线圈用于将电能转换为电磁场传输;电动汽车,所述电动汽车包括:动力电池组件,所述动力电池组件包括具有多个电池单体的动力电池;第二无线充电装置,所述第二无线充电装置具有第二线圈,所述第二线圈与所述第一线圈产生的电磁场进行耦合并进行能量转换,在所述多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,所述第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电,其中,在所述脉冲充电模式下,所述第二无线充电装置在第一预设时间段内对所述动力电池进行充电,之后控制所述动力电池在第二预设时间段内对所述第一无线充电装置进行能量回馈。
根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电系统,在多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,并且在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后在第二预设时间段内动力电池对第一无线充电装置进行能量回馈,由此,该用于电动汽车的无线充电系统采用无线充电技术,并配合专用的充电装置进行使用,能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,提高了电动车汽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的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,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长,并且通过电磁耦合方式给电池充电,充电效率高,实用性强。同时在低温环境下给动力电池进行无线充电的过程中,通过适当的放电,可有效消除极化电压,激活动力电池的电活性,从而无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且脉冲充电能够提高电池极板的韧性,从而提高动力电池的使用寿命,并对电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高。另外,还能够在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置,从而降低用户使用成本。
为达到上述目的,本发明另一方面实施例提出一种用于电动汽车的无线充电方法,包括以下步骤:多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度;第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电,其中,在所述脉冲充电模式下,所述第二无线充电装置在第一预设时间段内对所述动力电池进行充电,之后控制所述动力电池在第二预设时间段内对所述第一无线充电装置进行能量回馈。
根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电方法,在多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,并且在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后在第二预设时间段内动力电池对第一无线充电装置进行能量回馈,由此,该用于电动汽车的无线充电系统采用无线充电技术,并配合专用的充电装置进行使用,能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,提高了电动车汽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的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,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长,并且通过电磁耦合方式给电池充电,充电效率高,实用性强。同时在低温环境下给动力电池进行无线充电的过程中,通过适当的放电,可有效消除极化电压,激活动力电池的电活性,从而无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且脉冲充电能够提高电池极板的韧性,从而提高动力电池的使用寿命,并对电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高。另外,还能够在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置,从而降低用户使用成本。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电系统的方框示意图;
图2为根据本发明一个具体实施例的用于电动汽车的无线充电系统的方框示意图;
图3为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的无线充电系统的方框示意图;
图4为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的无线充电系统中无线充电通讯网的方框示意图;
图5为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法的流程图;
图6为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的无线充电方法的无线充电阶段的流程图;
图7为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法的准备阶段的流程图;
图8为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法中的能量回收模式的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。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。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
参照下面的描述和附图,将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中,具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式,来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式,但是应当理解,本发明的实施例的范围不受此限制。相反,本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
下面在描述根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电系统和用于电动汽车的无线充电方法之前,先来简单介绍一下有线充电方式的不足之处和无线充电方式的特点。
有线充电方式存在如下不足之处:
首先,设备的移动搬运和电源的引线过长,主要是人工操作繁琐。现有电动车多采用连接设备进行充电,每次充电都需要插拔连接设备。此外还存在着连接器既大又重,而且难插拔等操作方面的困扰。
其次,设备以及在对电动汽车充电时其公共占地面积过大。充电站占地面积较大,众多外露的充电柜和连接设备动以及停车位,会占用较多的公共面积。
再次,在人工操作过程中,极易出现设备的过度磨损以及不安全性等因素。链接设备插拔时会出现磨损,存在外露的高压部件,这给充电系统的安全性、可靠性带来一定的影响,并缩短了电力设备的使用寿命。
由于有线充电方式存在上述的不足,提出一种更合理、更安全的充电方式的呼声越来越高,无线充电方式应运而生。无线充电方式主要有如下特点:
无线充电方式主要有如下特点:
首先,利用无线磁电感应充电的设备可做到隐形,设备磨损率低,应用范围广,公共充电区域面积相对的减小。
其次,技术含量高,可实施无线束连接的无线电能的转换,只要保证无线充电的距离足够小,就能确保较高的充电效率。
再次,操作方便。充电系统发射端和车上的接收端之间可以通过无线通讯的方式实现交互,驾驶员只需在车上按一下按钮,即可实现对电池充电。
基于此,本发明实施例提出了一种用于电动汽车的无线充电系统和一种用于电动汽车的无线充电方法。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电系统和用于电动汽车的无线充电方法。
图1为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电系统的方框示意图。如图1所示,该用于电动汽车的无线充电系统包括:第一无线充电装置10和电动汽车200。
第一无线充电装置10具有第一线圈101,第一线圈101用于将电能转换为电磁场传输。电动汽车200包括:动力电池组件20和第二无线充电装置30。动力电池组件20包括具有多个电池单体的动力电池201,动力电池201可为安装在电动汽车上,为电动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,并可进行反复充电。第二无线充电装置30具有第二线圈301,第二线圈301与第一线圈101产生的电磁场进行耦合并进行能量转换,在多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置30以脉冲充电模式对动力电池201进行充电,其中,在脉冲充电模式下,第二无线充电装置30在第一预设时间段内对动力电池201进行充电,之后控制动力电池201在第二预设时间段内对第一无线充电装置10进行能量回馈。在本发明一个具体示例中,第一预设温度可以为-20℃,第二预设温度可以为0℃。
其中,可以理解的是,根据电磁感应原理,可以通过第一无线充电装置10的第一线圈101向第二无线充电装置30的第二线圈301传输电能,从而实现对动力电池201充电。
具体而言,在本发明实施例中,当动力电池201中多个电池单体的平均温度较低,即大于-20℃且小于0℃时,第一无线充电装置10通过脉冲充电模式向第二无线充电装置30传输电能,从而对动力电池201充电。其中,脉冲充电模式的充电过程可分为两个阶段:在第一阶段,第一无线充电装置10对第二无线充电装置30进行能量传输,第二无线充电装置30再给动力电池201充电,这个阶段持续的时间为第一预设时间段t1;在第二阶段,第二无线充电装置30对第一无线充电装置10进行能量传输,即第二无线充电装置30把动力电池201的电能传输给第一无线充电装置10,这个阶段持续的时间为第二预设时间段t2。第一预设时间段t1和第一预设时间段t2加在一起可称为一个脉冲工作周期,在脉冲充电模式下,该无线充电系统要经历多个脉冲工作周期,直到充电完成。
在本发明的一个具体示例中,第一无线充电装置10可称为发射端设备,可为安装在充电站站台的无线充电装置,第二无线充电装置30可称为接收端设备,可为安装在电动汽车上的无线充电装置,其中,发射端设备通过电磁感应给接收端设备进行无线充电,在脉冲充电模式下的第二阶段,接收端设备向发射端设备返回能量,回归电网。从而,在低温环境下,无需对动力电池加热即可对其进行充电,并使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且对动力电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高,能提高车载动力电池的使用寿命,并能在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置。以及利用无线充电能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,大大地降低了有线充电方式的安全性问题,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长。
在本发明的一个实施例中,第二无线充电装置30还用于:在动力电池201中多个电池单体的平均温度大于等于第二预设温度时,第二无线充电装置30以正常充电模式对动力电池进行充电;在动力电池201中多个电池单体的平均温度小于等于第一预设温度时,第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。其中,正常充电模式是指动力电池201的温度正常,例如,多个电池单体的平均温度大于等于0℃时,第一无线充电装置10即发射端设备通过无线方式把电量传输给第二无线充电装置30,即接收端设备,第二无线充电装置30再给动力电池201充电。
也就是说,判断动力电池201中多个电池单体的平均温度是否小于等于第一设定温度,例如-20℃,如果小于等于-20℃,则禁止无线充电;如果大于-20℃,则判断动力电池201中多个电池单体的平均是否小于第二设定温度,例如0℃,如果动力电池201中多个电池单体的平均温度大于-20℃且小于0℃,则进入脉动充电模式,如果动力电池201中多个电池单体的平均温度大于等于0℃,则进入正常充电模式。
具体地,本发明的一个实施例中,如图2所示,第一无线充电装置10还包括:交流电源102、交流-直流转换电路103、第一变频转换电路104和第二变频转换电路105。
交流电源102可为第一无线充电装置10提供380V线电压的三相交流电。交流-直流转换电路103用于将交流电源102提供的交流电转换成直流电,即交流-直流转换电路103负责把电网的380V三相交流电转换成电压稳定的直流电。
第一变频转换电路104用于将交流-直流转换电路103输出的直流电转换为第一预设频率的电能并输出给第一线圈101,即第一变频转换电路104把交流-直流转换电路103输出的直流电转换为转换成以第一预设频率的交变电能,在正常充电模式或脉冲充电模式的第一阶段中,线圈1把第一变频转换电路104转换出来的交流电以电磁场的形式发射出去,这样,第一预设频率的交变电流经过第一线圈101,使第一线圈101产生第一预设频率的电磁场,从而可使第一线圈101产生的电磁场与第二线圈301进行耦合并实现电能传输。
第二变频转换电路105用于将第一线圈101接收的反馈电能转换成第二预设频率的电能并输送给交流电源102,其中,第二预设频率等于交流电源102的频率。即言,在脉冲充电模式的第二阶段,第一线圈101可接收第二线圈301传输过来的电能,并把电能传输给第二变频转换电路105,第二变频转换电路105则把第一线圈101接收到的交流电能转换成频率和幅值与电网一致的第二预设频率的交变电能。
具体地,如图2所示,第二无线充电装置30还包括:整流电路302、直流-直流转换电路303和第三变频转换电路304。整流电路302用于将第二线圈301输出的交流电转换成直流电,即整流电路302把第二线圈301传输过来的交流电能转换成直流电能。直流-直流转换电路303用于将整流电路302输出的直流电的电压电转换成预设电压,其中,预设电压等于动力电池201的电压,即直流-直流转换电路303对整流电路302输出的电压信号进行电压转换,使输出的直流电压与动力电池201的电压较为接近。也就是说,在正常充电模式或脉冲充电模式的第一阶段中,第二线圈301接收第一线圈101传输过来的电能,并把电能输送给整流电路302,整流电路302把第二线圈301传输过来的交流电转换成直流电后,再传输给直流-直流转换电路303,直流-直流转换电路303将整流电路302输出的直流电的电压转换为与动力电池201的电压较为接近的电压后,实现对动力电池201充电。
第三变频转换电路304用于将动力电池201的直流电转换为第三预设频率的电能并输出给第二线圈301,即在脉冲充电模式的第二阶段,第三变频转换电路304负责把动力电池201的直流电能转换成第三预设频率的交变电能,并传输给第二线圈301,第二线圈301可把第三变频转换电路304转换出来的交流电能以电磁场的形式发射出去,从而第二线圈301产生的电磁场与第一线圈101进行耦合,并实现电能传输。
由此,根据上述描述可知,在本发明的一个实施例中,电能的传输转换过程如下:
在正常充电模式或脉冲充电模式的第一阶段中,用于电动汽车的无线充电系统可控制电能经过以下回路从第一无线充电装置10传输到动力电池201:交流电源102—交流-直流转换电路103—第一变频转换电路104—第一线圈101—第二线圈301—整流电路302—直流-直流转换电路303—动力电池201。交流电源102的交流电能经过交流-直流转换电路103变为直流电能,再经过第一变频转换电路104后变为第一预设频率的交变电能,以便于第一线圈101把电能发射出去,第二线圈301接收第一线圈101传输的交变电能,经过整流电路302把交变电能转换成直流电能,再经过直流-直流转换电路303转换成与动力电池201的电压相近的直流电能,给动力电池201充电。
在脉冲充电模式的第二阶段中,用于电动汽车的无线充电系统可控制电能经过以下回路从动力电池201传输到第一无线充电装置10的交流电源102例如电网:动力电池201—第三变频转换电路304—第二线圈301—第一线圈101—第二变频转换电路105—交流电源102。动力电池201的直流电能经过第三变频转换电路304转换成第三预设频率的交变电能,经第二线圈301发射出去,第一线圈101接收第二线圈301传输的交变电能,再经过第二变频转换电路105转换成与电网的频率和幅值一致的交变电能。
进一步地,在本发明的一个实施例中,如图3所示,电动汽车200还包括:电池信息采集器50和电池管理器40。
电池信息采集器50与动力电池201相连,用于采集动力电池201的信息;电池管理器40分别与第二无线充电装置30和电池信息采集器40相连,用于获取电池信息采集器50采集到的动力电池201的信息,并根据动力电池201的信息判断动力电池201是否发生故障。
其中,动力电池201的信息可以包括剩余容量SOC(State of Charge,剩余容量)、充电电流、充电功率、最高电池单体电压、最低电池单体电压、最高电池单体温度、最低电池单体温度,以及动力电池201的故障信息。具体地,动力电池故障信息可以包括最高电池单体温度过高、最高电池单体电压过高、充电电流过大、动力电池201漏电、动力电池201与电池信息采集器50采样线断开、电池管理器40与电池信息采集器50通讯失效等。电池管理器40可通过CAN通讯线把控制信号发送给相关的电器部件,以实现对电池功能的管理。
进一步地,在本发明的一个实施例中,如图3所示,第一无线充电装置10还包括第一无线通信模块106和第一控制器107;第二无线充电装置30还包括第二无线通信模块305和第二控制器306,第二无线通信模块305与第一无线通信模块106进行无线通信,第二无线通信模块305向第一无线通信模块106发送动力电池201的信息。
其中,在第二无线充电装置30以正常充电模式对动力电池201进行充电时,第一控制器107根据动力电池201的信息控制第一无线充电装置10的输出功率;在第二无线充电装置30以脉冲充电模式对动力电池201进行充电时,第一控制器107根据动力电池201的信息控制第一无线充电装置10的输出功率及回收功率。
也就是说,在正常充电模式下,电池管理器40发送动力电池201的信息和动力电池201当前需求的充电功率给第二无线充电装置30,第二无线充电装置30把动力电池201的信息和充电功率发送给第一无线充电装置10。第一控制器107调节第一无线充电装置10的输出功率,第二无线充电装置30接收第一无线充电装置10传输过来的能量,给动力电池201充电。
在脉冲充电模式下,电池管理器40通过第二无线充电装置30发送动力电池201的信息和充电功率给第一无线充电装置10。并且由于脉冲充电模式包含两个阶段:在第一阶段时,第一无线充电装置10对动力电池201进行能量传输,这一阶段持续第一预设时间t1,当第一阶段刚开始时,第一无线充电装置10逐渐增大输出功率,直到输出功率达到需求的充电功率,当即将达到t1时,第一无线充电装置10逐渐降低输出功率,直到输出功率变为零;在第二阶段时,动力电池201对第一无线充电装置10进行能量传输,这个阶段持续为t2,当第二阶段刚开始时,第一无线充电装置10逐渐增大回收功率,直到回收功率达到需求的充电功率,当即将达到t2时,第一无线充电装置10逐渐降低回收功率,直到回收功率变为零。
另外,第二控制器306还可用于根据电池管理器40发送的电池信息和充电功率需求,控制整流电路302的输出功率。
进一步地,在本发明的一个实施例中,动力电池201的故障可以包括一般故障和严重故障,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电的过程中,如果电池管理器40判断动力电池201发生一般故障,则发送限功率信号至第一无线通信模块106,第一控制器107根据限功率信号控制第一无线充电装置10的输出功率降低;如果电池管理器40判断动力电池201发生严重故障,则电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,同时发送报警信号。
也就是说,在第二无线充电装置30对动力电池201进行无线充电的过程中,电池管理器40一直检测动力电池201的信息,即言,检测动力电池201的故障信息,故障信息可包括:最高电池单体温度是否过高、最高电池单体电压是否过高、充电电流是否过大、动力电池201是否漏电、动力电池201与电池信息采集器50采样线是否断开、电池管理器40与电池信息采集器50通讯是否失效,并将是上述故障信息分情况进行处理,最高电池单体温度过高、最高电池单体电压过高、充电电流过大可为一般故障,电池管理器40发送限功率信号给第二无线充电装置30,第二无线充电装置30发送限功率信号给第一无线充电装置10,从而第一控制器107调整第一无线充电装置10的输出功率,进行限功率充电。动力电池201漏电、动力电池201与电池信息采集器50采样线断开、电池管理器40与电池信息采集器50通讯失效可为严重故障,则电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,例如可断开无线充电回路,无线充电终止。
进一步地,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电的过程中,第二无线充电装置30还用于检测第一无线充电装置10是否发生故障,若发生故障,则电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,同时发送报警信号。若未发生故障,则继续无线充电过程。
具体地,第二无线充电装置30在无线充电的过程中一直检测第一无线充电装置10是否存在异常,即检测交流电源201例如电网的供电是否故障、第一无线充电装置10是否存在运行故障、第二无线充电装置30是否存在输出异常、第一无线充电装置10和第二无线充电装置30的是否存在通讯故障等。其中,电网供电故障可为电网停电、电网输出电压不稳。电网的供电故障、第一无线充电装置10运行故障都是由第一无线充电装置10发送给第二无线充电装置30。并第二无线充电装置30在接收到上述故障中的一个时,发送充电终止请求信号给电池管理器40。电池管理器40接收到此信号后,控制第二无线充电装置30不对201动力电池进行充电,同时发送报警信号。
这样,在无线充电过程中,用于电动汽车的无线充电系统具有监测和保护功能,对整个系统出现的异常情况进行处理。
另外,在本发明的一个实施例中,如图3所示,电动汽车还包括无线充电开关60,无线充电开关60与电池管理器40相连,其中,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电的过程中,如果电池管理器40判断无线充电开关60断开或动力电池201的剩余容量SOC大于用户设定的预设容量或动力电池201的剩余容量SOC为100%时,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,从而完成无线充电过程。
也就是说,在无线充电过程中,电池管理器40一直检测动力电池201是否充电完成,当检测到动力电池201的剩余容量SOC为100%时,或者用户按下无线充电开关60使其断开时,则无线充电完成,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对201动力电池进行充电。除此以外,如果用户还可在第一无线充电装置10的操作面板上设定了预设电量,即所需充电电量,则当预设电量记录的充电电量达到用户设定的预设容量时,第一无线充电装置10发送充电完成信号给第二无线充电装置30,第二无线充电装置30在将其发送给电池管理器40,进而控制第二无线充电装置30不对201动力电池充电,无线充电完成。
同时,在无线充电完成时,电池管理器40可发送充电完成信号给第二无线充电装置30,第二无线充电装置30再发送充电完成信号给第一无线充电装置10,第一无线充电装置10停止向第二无线充电装置30传输能量。
这样,本发明实施例的用于电动汽车的无线充电系统具有明确的充电完成的判定标准,从而防止电动汽车上的动力电池过充电,而且通过无线充电开关,可以由用户决定是否结束充电。
可以理解的是,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电之前,还可以判断该用于电动汽车的无线充电系统是否满足无线充电条件。
在本发明一个实施例中,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电之前,第二无线充电装置30还用于检测电动汽车的档位,并在档位为P档或者N档时,判断是否检测到第一无线充电装置10,如果否,则第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。其中,第二无线充电装置30可安装在车底,第一无线充电装置10可安装在充电站站台的地面上,在第二无线充电装置30和第一无线充电装置10对齐后,第二无线充电装置30可检测到第一无线充电装置10,可以理解的是,第一无线充电装置10可检测到第二无线充电装置30。
也就是说,电动汽车200上高压电后,电动汽车200在停车状态下才可进行无线充电。即言,电动汽车200挂P档或N档后,例如电动汽车200行驶至充电站站台停车或静止后,第二无线充电装置30开始工作,搜寻充电站站台的第一无线充电装置10,即每隔1S检测电动汽车200附近是否有第一无线充电装置10,若在30S内未检测到第一无线充电装置10,则第二无线充电装置30停止工作,第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。若检测到附近有第一无线充电装置10,则,第二无线充电装置30向电池管理器40发送无线充电请求信号。
另外,需要说明的是,停车是指整车挂在P档或N档,整车挂在P档或N档时,整车中除电机以外的其它高压用电设备也能同时工作。并且在无线充电过程中,电动汽车200不响应档位切换信号,电池管理器40发送无线充电状态信息给电机控制器,电机无功率输出。待无线充电完成后,电池管理器40发送充电完成信号给电机控制器,电机可正常行驶。
进一步地,在本发明的一个实施例中,在第二无线充电装置30检测到第一无线充电装置10后,电池管理器40还用于根据动力电池201的信息判断动力电池201的剩余容量SOC是否小于等于充电阈值,如果否,则第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
同时,在判断动力电池201的剩余容量SOC小于等于充电阈值之后,电池管理器40还根据动力电池201的信息判断动力电池201是否发生故障;如果动力电池201发生故障,第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,同时电池管理器40发送报警信号;如果动力电池201未发生故障,电池管理器40发送充电允许信号。
也就是说,动力电池201需满足无线充电的条件才可进行充电。第二无线充电装置30在检测到附近有第一无线充电装置10后,向电池管理器110发送无线充电请求信号,电池管理器40接收到第二无线充电装置30发送的无线充电请求信号后,先检测动力电池201的剩余容量SOC是否大于充电阈值,例如充电阈值可为95%,如果剩余容量SOC大于95%,则电池管理器40不响应第二无线充电装置30的无线充电请求信号,禁止无线充电,即第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。如果电池剩余容量SOC小于95%,则电池管理器40进一步检测动力电池201是否存在故障,即最高电池单体温度过高、最高电池单体电压过高、动力电池201漏电、动力电池201与电池信息采集器50之间的采样线断开、电池管理器40与电池信息采集器50通讯失效等故障,如果存在上述故障,则禁止无线充电,即第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,同时电池管理器40还会发送报警信号。如果电池管理器40检测到剩余容量SOC小于95%且动力电池201无故障,则电池管理器40发送充电允许信号。
进一步地,如图3所示。电动汽车200还包括:仪表70。在接收到电池管理器40发送的报警信号时,提示用户动力电池201发生故障或第一无线充电装置10发生故障,以及在接收到电池管理器40发送的充电允许信号时,提示用户控制无线充电开关60闭合,其中,电池管理器40在第三预设时间t3内未检测到无线充电开关60的闭合信号,控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
具体而言,无线充电开关60可由用户控制,在仪表70出现无线充电提示时按下无线充电开关60,则电动汽车200的第二无线充电装置30与充电站的第一无线充电装置10开始进行匹配,若匹配成功,则充电开始。而在无线充电过程中,如果按下无线充电开关60,则充电结束,电池管理40一直检测无线充电开关60的闭合信号和断开信号。
也就是说,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池进行充电之前,如果仪表70在接收到电池管理器40发送的报警信号后,可显示禁止无线充电或动力电池发生故障,如果电池管理器40检测动力电池201无故障,则电池管理器40发送充电允许信号给仪表70,仪表70可提示用户是否需要进行无线充电。若第三预设时间t3例如30S后,用户没有按下仪表台上的无线充电开关60,则仪表70可显示禁止无线充电,并且电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。这样,该用于电动汽车的无线充电系统可由用户决定是否需要无线充电。
另外,在第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池进行充电的过程中,如果动力电池201发生故障,接收到报警信号后,可显示动力电池发生故障,如果第一无线充电装置10发生故障,接收到报警信号后,可显示无线充电装置发生故障。
进一步地,如图2和图3所示,动力电池组件20还包括:高压配电箱202。高压配电箱202连接在动力电池201和第二无线充电装置30之间,并与电池管理器40相连,具体地,如图2所示,高压配电箱202与直流-直流转换电路303和第三变频转换电路304分别相连,高压配电箱202具有多个接触器,在电池管理器40控制多个接触器中的一个闭合时,第二无线充电装置30以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电,在电池管理器40控制多个接触器均断开时,第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
具体而言,高压配电箱202是一个通断高压回路的高压器件,其内部含有多个接触器,并具有低压接插件,可接收电池管理器40发送的控制信号,控制其内部接触器的闭合和断开,从而达到控制无线充电回路通断的目的。高压配电箱202在接收到电池管理器40发送过来的接触器闭合信号后,高压配电箱202内部的接触器闭合,无线充电回路导通,充电开始。无线充电完成后,电池管理器40发送接触器断开信号,则高压配电箱202内部的接触器断开,无线充电回路断开。
另外,还需说明的是,电池信息采集器50与动力电池201通过采样线连接,高压配电箱202通过高压线束与动力电池201、第二无线充电装置30连接,电池管理器40通过硬线与无线充电开关60、高压配电箱202、电池信息采集器50连接,电池管理器40通过CAN总线与第二无线充电装置30、仪表70相连,第一无线充电装置10通过无线信号与第二无线充电装置30通信。而且,第二无线充电装置30具有低压接插件,可与电动汽车上的相关电器进行通讯的信号线,例如与电池管理器进行通讯的CAN通讯信号线,自检信号线和故障信号线,以及低压供电电源线。
具体地,高压配电箱202具有第一接触器和第二接触器,电池管理器40在检测到无线充电开关60的闭合信号之后,控制第一接触器闭合第四预设时间t4,并获取动力电池201的预充电压,其中,预充电压可为第一接触器闭合过程中多个电池单体的总电压,若动力电池201的预充电压大于等于第一预设电压例如动力电池201的标称电压减去50V且小于等于第二预设电压例如动力电池201的标称电压加上50V,则控制第一接触器断开,同时控制第二接触器闭合;若动力电池201的预充电压小于第一预设电压或者大于第二预设电压,则控制第一接触器断开,同时控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
具体而言,第一接触器可为预充接触器,第二接触器可为无线充电接触器,均可安装在高压配电箱201的内部。高压配电箱202在接收到电池管理器40发送的控制信号后,先控制预充接触器闭合,预充结束后,即第四预设时间t4后,若动力电池201的预充电压在动力电池的标称电压的±50V范围内,即控制无线充电接触器闭合,同时断开预充接触器,电池管理器40也可发送信号给仪表70,以控制仪表70上的无线充电指示灯点亮,进入无线充电流程,第二无线充电装置30开始以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池201进行充电。若动力电池201的预充电压不符合要求,即不在动力电池的标称电压的±50V范围内,则电池管理器40控制预充接触器断开,禁止无线充电,即控制第二无线充电装置30与动力电池201之间的充电回路断开,从而防止第二接触器即无线充电接触器闭合时烧坏。
在本发明的另一个实施例中,第二无线充电装置30还用于以能量回收模式对动力电池201进行充电,其中,在能量回收模式下,在第二无线充电装置30对动力电池201进行充电之前,动力电池201通过第二无线充电装置30对第一无线充电装置10进行完全放电;且动力电池201对第一无线充电装置10进行完全放电之后,第一无线充电装置10通过第二无线充电装置30对动力电池201进行完全充电。
需要说明的是,完全放电是指动力电池201进行放电直到动力电池201的最低电池单体电压达到下限阈值结束;完全充电是指动力电池201进行充电直到动力电池201的最高电池单体电压达到上限阈值结束,其中,下限阈值小于上限阈值,下限阈值和上限阈值可根据电池的种类进行不同的设置,例如下限阈值可为2.0V,上限阈值可为3.8V。
具体而言,能量回收模式是指电动汽车向第一无线充电装置10或电网返还电能的过程,即第二无线充电装置30通过无线充电方式把动力电池201多余的电能传输给第一无线充电装置10。
进一步地,在本发明的另一个实施例中,在能量回收模式下,第一无线充电装置10对动力电池201进行完全充电之后,电池管理器40判断是否对动力电池201的容量进行修正,如果是,则在对动力电池201的容量进行修正后,控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
也就是说,在能量回收模式下可对动力电池201的容量进行修正,即言,能量回收模式可用于动力电池201的容量标定。
首先来简单介绍一下对动力电池201的容量进行修正的原因和相关技术的修正方法,电池容量修正主要是因为动力电池201刚开始使用的时候,容量较高,当动力电池201使用一定时间之后,电池容量会衰减,从而会影响剩余容量SOC的精度。具体而言,假设动力电池201的初始容量为100AH,对于剩余容量SOC每1%代表1AH,由于动力电池201使用一段时间之后,其容量会衰减,假设动力电池201的实际容量下降到80AH,这样,如果还是按照初始容量为100AH来计算剩余容量SOC值,则剩余容量SOC将不准确,例如,剩余SOC可根据以下公式获取:SOC=1-(Q1/Q2),Q1为放电容量,Q2为电池容量,按照上述描述,Q2=100AH,当放电容量Q1达到80AH时,仪表显示SOC为20%,而实际上电池电量已接近零,即SOC已接近0%。这样,若继续使用动力电池201供电,则容易导致电池过放,影响电池使用寿命。然而,现有技术中,电池管理器只有在剩余容量SOC低于第一预设阈值,或者放电电压低于预设电压,才会对电池容量进行修正,例如,电动汽车特别是纯电动车一般在剩余容量SOC低于第二预设阈值例如30%,即会触发电量较低报警,提醒用户对动力电池进行充电,以免因电量较低而无法行驶,其中,第一预设阈值小于第二预设阈值,所以按照一般的使用习惯,电动汽车的剩余容量SOC很难会下降到容量修正的第一预设阈值。
由此,在本发明实施例中,可在能量回收模式下,通过定期的第一无线充电装置10对电动汽车的电能进行回收,可以达到修正电池容量的目的,并且当电动汽车能量回收完毕后,即可开始对电动车进行无线充电,不影响车辆出行。即言,先对动力电池201进行一次完全放电,放电以动力电池201的最低电池单体电压达到下限阈值结束,此时可标记剩余容量SOC为0%;然后对动力电池201进行完全充电,充电以动力电池201的最高电池单体电压达到上限阈值结束,此时可标记剩余容量SOC为100%,并且电池管理器40记录动力电池201当前的充电容量,即为新的电池容量Q1,例如Q1=80AH,在对动力电池201进行修正之后,若放电电量Q2为80AH时,SOC=0%,而不是20%,从而得到精确的剩余容量SOC。
可以理解的是,定期对动力电池201进行满充满放,可以得到精确的剩余容量SOC,避免电池过放的问题。而关于电池容量修正的频率,没有固定的要求,经常使用的电动汽车,可每3个月修正一次电池容量,用户可酌情进行维护。
另外,在本发明的另一个实施例中,如图3所示,第一无线充电装置10还可包括能量返回开关80,在能量回收模式下,第二无线充电装置30检测到第一无线充电装置10之后,电池管理器40通过第二无线充电装置30获取能量返回开关80的闭合后,第二无线充电装置30以能量回收模式对动力电池进行充电。这样,可根据用户的要求进入能量回收模式。
另外,在本发明的实施例中,第二控制器306存储有验证信息和账户余额,在电池管理器40检测到无线充电开关60的闭合信号之后,第二无线充电装置30发送验证信息和账户余额至第一无线通信模块10;在第一无线充电装置10判断验证信息正确时,电池管理器40控制第一接触器闭合;在第一无线充电装置10判断验证信息错误时,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电。
也就是说,第二无线充电装置30对动力电池201进行充电之前,如果用户按下无线充电开关60,则电池管理器40检测到无线充电开关60的闭合信号后,第二无线充电装置30将其记录的验证信息,例如汽车VIN码(Vehicle Identification Number,车辆识别码)和车牌号码,发送给第一无线充电装置10,第一无线充电装置10根据其记录的已注册用户的汽车VIN码和车牌号码以及对应的账户信息,验证该车辆信息,以为无线充电进行身份验证,如果汽车通过身份验证,则可通过第二无线充电装置30发送验证通过信号至电池管理器40,电池管理器40控制第二无线充电装置30对动力电池201进行无线充电,例如电池管理器40控制高压配电箱202的第一接触器闭合,如果汽车没有通过身份验证,则可通过第二无线充电装置30发送验证未通过信号至电池管理器40,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行无线充电。
进一步地,在本发明实施例中,第二无线充电装置30以脉冲充电模式对动力电池201进行充电的过程中,第一控制器107根据第一预设时间的充电电量和第二预设时间的回收电量,获取充电费用。即言,在脉冲充电模式的每个脉冲工作周期,第一无线充电装置10记录第一阶段中第一无线充电装置10向动力电池201传输的充电电量Q10,并计算第二阶段动力电池201向第一无线充电装置10传输的回收电量Q20,则实际上第一无线充电装置10给动力电池201进行无线充电损耗的电量Q=Q10-Q20,由此,第一控制器107可根据无线充电损耗的电量Q计算每个阶段的充电费用。
或者第二无线充电装置30以正常充电模式对动力电池进行充电的过程中,第一控制器107根据充电电量实时获取充电费用。即言,在正常充电模式,第一无线充电装置10实时记录第一无线充电装置10向动力电池201传输的充电电量Q10,即为进行无线充电损耗的电量Q,由此,第一控制器107可根据充电电量Q10实时计算充电费用。
或者第二无线充电装置30以能量回收模式对动力电池201进行充电的过程中,第一控制器107根据动力电池201对第一无线充电装置10进行完全放电时的回收电量和第一无线充电装置10对动力电池201进行完全充电时的充电电量,实时获取充电费用。即言,在能量回收模式,第一无线充电装置10首先实时记录动力电池201向第一无线充电装置10传输的回收电量Q20,之后再实时记录第一无线充电装置10向动力电池201传输的充电电量Q10,第一控制器107可根据充电电量Q10实时计算充电费用,在充电完成,根据回收电量Q20计算补偿费用,以及将补偿费用加入账户余额。
其中,在充电费用大于第一控制器107获取的账户余额时,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,并发送余额不足信号至仪表70。
也就是说,在无线充电过程中,第一无线充电装置10把充电电量信息发送给第一控制器107,第一控制器107实时扣除用户注册账号内的账户余额,若用户的账号余额不足,第一无线充电装置10发送禁止无线充电信息至电动汽车200,电池管理器40控制第二无线充电装置30不对动力电池201进行充电,仪表70显示余额不足,无线充电结束。当然用户也可在第一无线充电装置10的操作面板上进行自助充值。
这样,第一无线充电装置具有电量计算功能,能够计算对电动汽车充电所损耗的电能,并能实现对无线充电汽车的智能收费,并且,用户也可以把多余的电能返回给第一无线充电装置,并获取一定的费用,或者也把电能传输给其它电动汽车。
在本发明的其他实施例中,第一控制器107与第一无线充电装置10可分别独立设置,此时,第一控制器107可为主服务器。
总的来说,在本发明实施例中,如图4所示,用于电动汽车的无线充电系统的整个无线充电通讯网可包括动力网、舒适网、电池子网、第二无线充电子网、无线充电网和第一无线充电子网。
电池子网主要是电池信息采集器50与电池管理器40之间的通讯网络,通讯速率可以设置为250kbps,电池信息采集器50采集动力电池201的电压、温度等信息,并通过电池子网发送给电池管理器40,电池管理器40汇总电池信息,进行相应处理。
第一无线充电子网主要是指第一控制器107与第一无线充电装置10的其他器件之间的通讯网络,通讯速率可以设置为250kbps,用于进行身份验证以及智能收费。
无线充电网主要是第二无线充电装置30和第一无线充电装置10之间的通讯网络,第二无线充电装置30通过无线充电网向第一无线充电装置10发送动力电池201的当前状态信息以及充电功率需求,第一无线充电装置10根据接收到的电池信息做相应的调整,例如调整输出功率。以及第一无线充电装置10计算充电电量,并通过无线充电网向发送给第二无线充电装置30。以及第二无线充电装置30通过无线充电网向第一无线充电装置10发送汽车VIN和车牌信息,第一无线充电装置10验证该车辆信息,并作相应的处理。以及第一无线充电装置10根据用户设定进行无线充电,并实时与第二无线充电装置30之间通过无线充电网进行无线通讯。
第二无线充电子网主要是电池管理器40通过CAN线与第二无线充电装置30进行通讯,通讯的速率可设置为250kbps,电池管理器40实时向第二无线充电装置30发送电池状态信息,或者当第二无线充电装置30故障时,电池管理器40接收第二无线充电装置30发送的故障信号,停止无线充电。
动力网主要是电池管理器40与电动汽车200的高压器件之间的通讯网络,通讯的速率可设置为250kbps,在进行无线充电时,车速为零,整车处于N档或者P档,电池管理器40发送无线充电信号给其他高压器件以配合无线充电的进行,例如向电机控制器发送信号,禁止电机功率输出。
舒适网主要是电池管理器40与仪表70之间的通讯网络,以便于仪表70上显示无线充电指示信号,通讯的速率可设置为125kbps,无线充电开关60的闭合或关断信号由仪表70通过舒适网发送给电池管理器40,作为无线充电的启动和停止信号。
综上,根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电系统,在多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,并且在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后在第二预设时间段内动力电池对第一无线充电装置进行能量回馈,由此,该用于电动汽车的无线充电系统采用无线充电技术,并配合专用的充电装置进行使用,能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,提高了电动车汽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的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,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长,并且通过电磁耦合方式给电池充电,充电效率高,实用性强。同时在低温环境下给动力电池进行无线充电的过程中,通过适当的放电,可有效消除极化电压,激活动力电池的电活性,从而无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且脉冲充电能够提高电池极板的韧性,从而提高动力电池的使用寿命,并对电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高。另外,还能够在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置,从而降低用户使用成本。并且,第一无线充电装置与第二无线充电装置可进行无线通信,并可根据动力电池的状态信息改变第一无线充电装置的输出功率。并且,在无线充电过程中,一直检测第一无线充电装置是否故障和动力电池是否故障,从而整个系统具有监测和保护功能,对出现的异常情况能够进行处理。而且,本发明实施例的用于电动汽车的无线充电系统还具有明确的充电完成的判定标准,从而防止电动汽车上的动力电池过充电,并通过无线充电开关,可以用户决定是否结束充电以及是否需要无线充电。而且还可在能量回收模式下对动力电池的容量进行修正。另外,第一无线充电装置具有身份验证和电量计算功能,能够计算对电动汽车充电所损耗的电能,并能实现对无线充电汽车的智能收费,并且,用户也可以把多余的电能返回给第一无线充电装置,并获取一定的费用,从而降低用户使用成本,或者也把电能传输给其它电动汽车。
图5为根据本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法的流程图。如图5所示,用于电动汽车的无线充电方法包括以下步骤:
S1:动力电池中多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度。
S2:第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,其中,在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后控制动力电池在第二预设时间段内对第一无线充电装置进行能量回馈。
在本发明的一个实施例中,用于电动汽车的无线充电方法还包括:在动力电池中多个电池单体的平均温度大于等于第二预设温度时,第二无线充电装置以正常充电模式对动力电池进行充电;在动力电池中多个电池单体的平均温度小于等于第一预设温度时,第二无线充电装置不对动力电池进行充电。
进一步地,在本发明的一个实施例中,在第二无线充电装置以正常充电模式对动力电池进行充电时,第一无线充电装置根据动力电池的信息控制其输出功率;在第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电时,第一无线充电装置根据动力电池的信息控制其输出功率及回收功率。从而可根据动力电池的信息改变第一无线充电装置的输出功率。
在本发明的一个实施例中,在第二无线充电装置以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池进行充电的过程中,如果无线充电开关断开或动力电池的剩余容量SOC大于用户设定的预设容量或动力电池的剩余容量SOC为100%,则控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电。
这样,本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法具有明确的充电完成的判定标准,从而防止电动汽车上的动力电池过充电,而且通过无线充电开关,可以由用户决定是否结束充电。另外,在第一无线充电装置判断账户余额不足时,完成无线充电,并控制高压配电箱的接触器。
根据上述实施例的描述可知,在第二无线充电装置对动力电池进行无线充电的过程中,一直检测动力电池的信息,即言,检测动力电池的故障信息,第二无线充电装置在无线充电的过程中一直检测第一无线充电装置是否存在异常。
在本发明的一个具体实施例中,如图6所示,本发明实施例的无线充电阶段具体包括以下步骤。
S101:判断动力电池中多个电池单体的平均温度是否小于等于第一预设温度,例如-20℃。如果是,则执行步骤S102;如果否,则执行步骤S103。
S102:第二无线充电装置不对动力电池进行充电。结束。
S103:判断动力电池中多个电池单体的平均温度是否大于等于第二预设温度,例如0℃。如果是,则执行步骤S104;如果否,则执行步骤S128。
S104:进入正常充电模式。
S105:电池管理器发送动力电池的信息和动力电池当前需求的充电功率给第二无线充电装置。
S106:第二无线充电装置把动力电池的信息和充电功率发送给第一无线充电装置。
S107:第一无线充电装置调节输出功率。
S108:第二无线充电装置检测第一无线充电装置故障信息。
S109:判断电网的供电是否故障。如果是,则执行步骤S113;如果否,则执行步骤S110。
S110:判断第一无线充电装置是否存在运行故障。如果是,则执行步骤S113;如果否,则执行步骤S111。
S111:判断第二无线充电装置是否存在输出异常。如果是,则执行步骤S113;如果否,则执行步骤S112。
S112:判断第一无线充电装置10和第二无线充电装置30的是否存在通讯故障。如果是,则执行步骤S113;如果否,则执行步骤S114。
S113:第二无线充电装置不对动力电池进行充电,仪表显示无线充电设备故障。
S114:检测动力电池的故障信息。
S115:判断最高电池单体温度是否过高。如果是,则执行步骤S119;如果否,则执行步骤S116。
S116:判断最高电池单体电压是否过高。如果是,则执行步骤S119;如果否,则执行步骤S117。
S117:判断充电电流是否过大。如果是,则执行步骤S119;如果否,则执行步骤S118。
S118:判断动力电池与电池信息采集器采样线是否断开或电池管理器与电池信息采集器通讯是否失效。如果是,则执行步骤S119;如果否,则执行步骤S122。
S119:判断动力电池的故障是否为一般故障。如果是,则执行步骤S120;如果否,则执行步骤S121。
S120:第二无线充电装置发送限功率信号至第一无线充电装置,第一无线充电装置根据限功率信号控制其输出功率降低。结束。
S121:控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电,同时发送报警信号,仪表显示动力电池故障。结束。
S122:判断无线充电开关是否断开。如果是,则执行步骤S127;如果否,则执行步骤S123。
S123:判断动力电池的剩余容量SOC是否大于用户在第一无线充电装置上设定的预设容量。如果是,则执行步骤S127;如果否,则执行步骤S124。
S124:第一无线充电装置实时扣除充电费用,判断账户余额是否不足。如果是,则执行步骤S126;如果否,则执行步骤S125。
S125:判断动力电池的剩余容量SOC是否为100%。如果是,则执行步骤S127;如果否,则执行步骤S106。
S126:仪表显示账户余额不足。
S127:无线充电完成,控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电,并控制第二接触器断开。结束。
S128:进入脉冲充电模式。
S129:电池管理器发送动力电池的信息和动力电池当前需求的充电功率给第二无线充电装置。
S130:第二无线充电装置把动力电池的信息和充电功率发送给第一无线充电装置。
S131:第一无线充电装置对动力电池进行充电,进入脉冲充电模式的第一阶段。
S132:判断第二无线充电装置是否检测到第一无线充电装置的故障信息。如果是,则执行步骤S137;如果否,则执行步骤S133。
S133:判断是否已经完成无线充电,即判断无线充电开关是否断开或动力电池的剩余容量SOC是否大于用户设定的预设容量或动力电池的剩余容量SOC是否为100%。如果是,则执行步骤S135;如果否,则执行步骤S134。
S134:判断持续时间是否超过第一预设时间T1。如果是,则执行步骤S138;如果否,则执行步骤S131。
S135:无线充电完成。
S136:结算当前循环的实际损耗电量Q,即充电电量Q1减去回收电量Q2,获取充电费用。结束。
S137:控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电,仪表显示无线充电设备故障信息,返回步骤S136。
S138:第一无线充电装置实时记录第一阶段传输的充电电量Q1。
S139:第二无线充电装置向第一无线充电装置传输电能,进入脉冲充电模式的第二阶段。
S140:判断第二无线充电装置是否检测到第一无线充电装置的故障信息。如果是,则执行步骤S137;如果否,则执行步骤S141。
S141:判断是否已经完成无线充电,即判断无线充电开关是否断开或动力电池的剩余容量SOC是否大于用户设定的预设容量或动力电池的剩余容量SOC是否为100%。如果是,则执行步骤S135;如果否,则执行步骤S142。
S142:判断持续时间是否超过第一预设时间T1。如果是,则执行步骤S143;如果否,则执行步骤S139。
S143:第一无线充电装置实时记录第二阶段反馈的回收电量Q2。返回步骤S129。
另外,在第二无线充电装置以脉冲充电模式或以正常充电模式对动力电池进行充电之前,还可以判断是否满足无线充电条件。在本发明的一个具体实施例中,如图7所示,本发明实施例的准备阶段具体包括以下步骤。
S201:整车上高压电。
S202:电动汽车挂P档或N档,第二无线充电装置搜索第一无线充电装置。
S203:判断检测时间是否超过第一时间阈值,例如30s。如果是,则执行步骤S212;如果否,则执行步骤S204。
S204:判断第二无线充电装置是否检测到第一无线充电装置。如果是,则执行步骤S205;如果否,则执行步骤S202。
S205:第二无线充电装置发送无线充电请求信号。
S206:根据动力电池的信息判断动力电池的剩余容量SOC是否小于等于充电阈值,例如95%。如果是,则执行步骤S212;如果否,则执行步骤S207。
S207:根据动力电池的信息判断动力电池是否发生故障。如果是,则执行步骤S208;如果否,则执行步骤S209。
S208:仪表显示动力电池故障,执行步骤S212。
S209:发送充电允许信号给仪表,仪表提示用户是否需要无线充电。
S210:判断是否检测到无线充电开关的闭合信号。如果是,则执行步骤S213;如果否,则执行步骤S211。
S211:判断检测时间是否超过第二时间阈值,例如30s。如果是,则执行步骤S212;如果否,则返回步骤S209。
S212:控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电。
S213:第二无线充电装置存储有汽车VIN码和车牌信息,并发送给第一无线充电装置。
S214:第一无线充电装置获取汽车的汽车VIN码和车牌信息。
S215:第一无线充电装置验证汽车的汽车VIN码和车牌信息。
S216:判断汽车的汽车VIN码和车牌信息与第一无线充电装置存储的注册用户的信息是否一致。如果是,则执行步骤S217;如果否,则执行步骤S222。
S217:第一无线充电装置发送无线充电准备就绪信号至第二无线充电装置。
S218:控制高压配电箱的第一接触器闭合。
S219:判断动力电池的预充电压是否大于等于第一预设电压例如动力电池的标称电压减去50V且小于等于第二预设电压,例如动力电池的标称电压加上50V,即言,判断预充电压是否在动力电池的标称电压的±50V范围内。如果是,则执行步骤S220;如果否,则执行步骤S221。
S220:控制第二接触器闭合并断开第一接触器,进入无线充电流程,控制第二无线充电装置对动力电池充电。
S221:断开第一接触器,控制第二无线充电装置不对动力电池充电,禁止无线充电。结束。
S222:汽车的汽车VIN码和车牌信息与第一无线充电装置存储的注册用户的信息不一致。
S223:第一无线充电装置发送禁止无线充电信号给第二无线充电装置,控制第二无线充电装置不对动力电池充电,无线充电结束。
S224:仪表提示“该汽车无充电权限”。结束。
在本发明的另一个实施例中,在第二无线充电装置以能量回收模式对动力电池进行充电时,无线充电方法还包括以下步骤:在第二无线充电装置对动力电池进行充电之前,动力电池通过第二无线充电装置对第一无线充电装置进行完全放电;且动力电池对第一无线充电装置进行完全放电之后,第一无线充电装置通过第二无线充电装置对动力电池进行完全充电。这样,可把多余的电能返还给第一无线充电装置,节约能源。
进一步地,在能量回收模式下,第一无线充电装置对动力电池进行完全充电之后,判断是否对动力电池的容量进行修正,如果是,则在对动力电池的容量进行修正后,控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电。这样,可在能量回收模式下对动力电池的容量进行修正。
具体的,如图8所示,本发明实施例的能量回收模式具体包括以下步骤。
S301:整车上高压电。
S302:电动汽车挂P档或N档,第二无线充电装置搜索第一无线充电装置。
S303:判断检测时间是否超过第一时间阈值,例如30s。如果是,则执行步骤S312;如果否,则执行步骤S304。
S304:判断第二无线充电装置是否检测到第一无线充电装置。如果是,则执行步骤S305;如果否,则执行步骤S302。
S305:第二无线充电装置发送无线充电请求信号。
S306:判断能量回收开关是否闭合。如果是,则执行步骤S307;如果否,则执行步骤S325。
S307:根据动力电池的信息判断动力电池是否发生故障。如果是,则执行步骤S308;如果否,则执行步骤S309。
S308:仪表显示动力电池故障,执行步骤S312。
S309:发送充电允许信号给仪表,仪表提示用户是否进入能量回收无线充电模式。
S310:判断是否检测到无线充电开关的闭合信号。如果是,则执行步骤S313;如果否,则执行步骤S311。
S311:判断检测时间是否超过第二时间阈值,例如30s。如果是,则执行步骤S312;如果否,则返回步骤S309。
S312:控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电。
S313:第二无线充电装置存储有汽车VIN码和车牌信息,并发送给第一无线充电装置。
S314:第一无线充电装置获取汽车的汽车VIN码和车牌信息。
S315:第一无线充电装置验证汽车的汽车VIN码和车牌信息。
S316:判断汽车的汽车VIN码和车牌信息与第一无线充电装置存储的注册用户的信息是否一致。如果是,则执行步骤S317;如果否,则执行步骤S322。
S317:第一无线充电装置发送无线充电准备就绪信号至第二无线充电装置。
S318:控制高压配电箱的第一接触器闭合。
S319:判断动力电池的预充电压是否大于等于第一预设电压例如动力电池的标称电压减去50V且小于等于第二预设电压,例如动力电池的标称电压加上50V,即言,判断预充电压是否在动力电池的标称电压的±50V范围内。如果是,则执行步骤S320;如果否,则执行步骤S321。
S320:控制第二接触器闭合并断开第一接触器,进入无线充电流程,执行步骤S326。
S321:断开第一接触器,控制第二无线充电装置不对动力电池充电,禁止无线充电。结束。
S322:汽车的汽车VIN码和车牌信息与第一无线充电装置存储的注册用户的信息不一致。
S323:第一无线充电装置发送禁止无线充电信号给第二无线充电装置,控制第二无线充电装置不对动力电池充电,无线充电结束。
S324:仪表提示“该汽车无充电权限”。结束。
S325:进入正常无线充电模式或脉冲无线充电模式。
S326:进入能量回收无线充电模式。
S327:电池管理器发送动力电池的信息和动力电池当前需求的充电功率给第二无线充电装置。
S328:第二无线充电装置把动力电池的信息和充电功率发送给第一无线充电装置。
S329:第一无线充电装置调节输出功率。
S330:第二无线充电装置检测第一无线充电装置的故障信息。
S331:判断电网的供电是否故障。如果是,则执行步骤S335;如果否,则执行步骤S332。
S332:判断第一无线充电装置是否存在运行故障。如果是,则执行步骤S335;如果否,则执行步骤S333。
S333:判断第二无线充电装置是否存在输出异常。如果是,则执行步骤S335;如果否,则执行步骤S334。
S334:判断第一无线充电装置10和第二无线充电装置30的是否存在通讯故障。如果是,则执行步骤S335;如果否,则执行步骤S336。
S335:第二无线充电装置不对动力电池进行充电,仪表显示无线充电设备故障。
S336:检测动力电池的故障信息。
S337:判断最高电池单体温度是否过高。如果是,则执行步骤S340;如果否,则执行步骤S338。
S338:判断充电电流是否过大。如果是,则执行步骤S340;如果否,则执行步骤S339。
S339:判断动力电池与电池信息采集器采样线是否断开或电池管理器与电池信息采集器通讯是否失效。如果是,则执行步骤S340;如果否,则执行步骤S343。
S340:判断动力电池的故障是否为一般故障。如果是,则执行步骤S341;如果否,则执行步骤S342。
S341:第二无线充电装置发送限功率信号至第一无线充电装置,第一无线充电装置根据限功率信号控制其输出功率降低。结束。
S342:控制第二无线充电装置不对动力电池进行充电,同时发送报警信号,仪表显示动力电池故障。结束。
S343:判断无线充电开关是否断开。如果是,则执行步骤S348;如果否,则执行步骤S344。
S344:第一无线充电装置实时计算回收电量或充电电量。
S345:判断能量回收模式是否完成,即已完成完全放电和完全充电。如果是,则执行步骤S346;如果否,则执行步骤S328。
S346:判断是否需要对动力电池容量进行修正。如果是,则执行步骤S347;如果否,则执行步骤S348。
S347:对动力电池容量进行修正。
S348:发送充电完成信息,并断开第一接触器。
S349:根据回收电量计算补偿费用,并将补偿费用加入账户余额。
综上,根据本发明实施例提出的用于电动汽车的无线充电方法,在动力电池中多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,第二无线充电装置以脉冲充电模式对动力电池进行充电,并且在脉冲充电模式下,第二无线充电装置在第一预设时间段内对动力电池进行充电,之后在第二预设时间段内动力电池对第一无线充电装置进行能量回馈,由此,该用于电动汽车的无线充电方法采用无线充电技术,并配合专用的充电装置进行使用,能使电动汽车不依靠外部连接设备而实现对动力电池的充电,提高了电动车汽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的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,使充电装置可靠性更高、使用寿命更长,并且通过电磁耦合方式给电池充电,充电效率高,实用性强。同时在低温环境下给动力电池进行无线充电的过程中,通过适当的放电,可有效消除极化电压,激活动力电池的电活性,从而无需对动力电池进行加热即可进行充电,并能使动力电池充进较多的电量,使得电动汽车在低温环境下的续航里程增加,而且脉冲充电能够提高电池极板的韧性,从而提高动力电池的使用寿命,并对电池性能损害较少,在进行多次的脉冲充电后,电池容量恢复率依然较高。另外,还能够在满足客户对电动汽车低温环境下的充电要求的同时,把多余的电能返还给第一无线充电装置,从而降低用户使用成本。并且,第一无线充电装置与第二无线充电装置可进行无线通信,并可根据动力电池的状态信息改变第一无线充电装置的输出功率。并且,在无线充电过程中,一直检测第一无线充电装置是否故障和动力电池是否故障,从而整个系统具有监测和保护功能,对出现的异常情况能够进行处理。而且,本发明实施例的用于电动汽车的无线充电方法还具有明确的充电完成的判定标准,从而防止电动汽车上的动力电池过充电,并通过无线充电开关,可以用户决定是否结束充电以及是否需要无线充电。而且还可在能量回收模式下对动力电池的容量进行修正。另外,第一无线充电装置具有身份验证和电量计算功能,能够计算对电动汽车充电所损耗的电能,并能实现对无线充电汽车的智能收费,并且,用户也可以把多余的电能返回给第一无线充电装置,并获取一定的费用,从而降低用户使用成本,或者也把电能传输给其它电动汽车。
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。
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(CDROM)。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。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (26)

1.一种用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,包括:
第一无线充电装置,所述第一无线充电装置具有第一线圈,所述第一线圈用于将电能转换为电磁场传输;
电动汽车,所述电动汽车包括:
动力电池组件,所述动力电池组件包括具有多个电池单体的动力电池;
第二无线充电装置,所述第二无线充电装置具有第二线圈,所述第二线圈与所述第一线圈产生的电磁场进行耦合并进行能量转换,在所述多个电池单体的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度时,所述第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电,其中,在所述脉冲充电模式下,所述第二无线充电装置在第一预设时间段内对所述动力电池进行充电,之后控制所述动力电池在第二预设时间段内对所述第一无线充电装置进行能量回馈。
2.如权利要求1所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第二无线充电装置还用于:
在所述多个电池单体的平均温度大于等于所述第二预设温度时,所述第二无线充电装置以正常充电模式对所述动力电池进行充电;
在所述多个电池单体的平均温度小于等于所述第一预设温度时,所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
3.如权利要求1所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第一无线充电装置还包括:
交流电源;
交流-直流转换电路,所述交流-直流转换电路用于将所述交流电源提供的交流电转换成直流电;
第一变频转换电路,所述第一变频转换电路用于将所述交流-直流转换电路输出的直流电转换为第一预设频率的电能并输出给所述第一线圈;
第二变频转换电路,所述第二变频转换电路用于将所述第一线圈接收的反馈电能转换成第二预设频率的电能并输送给所述交流电源,其中,第二预设频率等于所述交流电源的频率。
4.如权利要求1所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第二无线充电装置还包括:
整流电路,所述整流电路用于将所述第二线圈输出的交流电转换成直流电;
直流-直流转换电路,所述直流-直流转换电路用于将所述整流电路输出的直流电的电压电转换成预设电压,其中,所述预设电压等于所述动力电池的电压;
第三变频转换电路,所述第三变频转换电路用于将所述动力电池的直流电转换为第三预设频率的电能并输出给所述第二线圈。
5.如权利要求2所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述电动汽车还包括:
电池信息采集器,所述电池信息采集器与所述动力电池相连,用于采集所述动力电池的信息;
电池管理器,所述电池管理器分别与所述第二无线充电装置和所述电池信息采集器相连,用于获取所述电池信息采集器采集到的所述动力电池的信息,并根据所述动力电池的信息判断所述动力电池是否发生故障。
6.如权利要求5所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,
第一无线充电装置还包括第一无线通信模块和第一控制器;
第二无线充电装置还包括第二无线通信模块和第二控制器,所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块进行无线通信,所述第二无线通信模块向所述第一无线通信模块发送所述动力电池的信息;
在所述第二无线充电装置以正常充电模式对所述动力电池进行充电时,所述第一控制器根据所述动力电池的信息控制所述第一无线充电装置的输出功率;
在所述第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电时,所述第一控制器根据所述动力电池的信息控制所述第一无线充电装置的输出功率及回收功率。
7.如权利要求6所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述动力电池的故障包括一般故障和严重故障,在所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,
如果所述电池管理器判断所述动力电池发生所述一般故障,则发送限功率信号至所述第一无线通信模块,所述第一控制器根据所述限功率信号控制所述第一无线充电装置的输出功率降低;
如果所述电池管理器判断所述动力电池发生所述严重故障,则所述电池管理器控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电,同时发送报警信号。
8.如权利要求7所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,在所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,
所述第二无线充电装置还用于检测所述第一无线充电装置是否发生故障,若发生故障,则所述电池管理器控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电,同时发送报警信号。
9.如权利要求8所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述电动汽车还包括:
无线充电开关,所述无线充电开关与所述电池管理器相连,其中,在所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,
如果所述电池管理器判断所述无线充电开关断开或所述动力电池的剩余容量SOC大于用户设定的预设容量或所述动力电池的剩余容量SOC为100%时,则所述电池管理器控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
10.如权利要求9所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,在所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电之前,
所述第二无线充电装置还用于检测所述电动汽车的档位,并在所述档位为P档或者N档时,判断是否检测到所述第一无线充电装置,如果否,则所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
11.如权利要求10所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,在所述第二无线充电装置检测到所述第一无线充电装置后,所述电池管理器还用于根据所述动力电池的信息判断所述动力电池的剩余容量SOC是否小于等于充电阈值,如果否,则所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
12.如权利要求11所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,在判断所述动力电池的剩余容量SOC小于等于所述充电阈值之后,所述电池管理器还根据所述动力电池的信息判断所述动力电池是否发生故障;
如果所述动力电池发生故障,所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电,同时所述电池管理器发送报警信号;
如果所述动力电池未发生故障,所述电池管理器发送充电允许信号。
13.如权利要求12所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述电动汽车还包括:
仪表,在接收到所述电池管理器发送的所述报警信号时,提示用户所述动力电池发生故障或所述第一无线充电装置发生故障,以及在接收到所述电池管理器发送的所述充电允许信号时,提示用户控制所述无线充电开关闭合,其中,所述电池管理器在第三预设时间内未检测到所述无线充电开关的闭合信号,控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
14.如权利要求13所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述动力电池组件还包括:
高压配电箱,所述高压配电箱连接在所述动力电池和所述第二无线充电装置之间,并与所述电池管理器相连,所述高压配电箱具有多个接触器,在所述电池管理器控制所述多个接触器中的一个闭合时,所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电,在所述电池管理器控制所述多个接触器均断开时,所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
15.如权利要求14所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述高压配电箱具有第一接触器和第二接触器,所述电池管理器在检测到所述无线充电开关的闭合信号之后,控制所述第一接触器闭合第四预设时间,并获取所述动力电池的预充电压;
若所述动力电池的预充电压大于等于第一预设电压且小于等于第二预设电压,则控制所述第一接触器断开,同时控制所述第二接触器闭合;
若所述动力电池的预充电压小于第一预设电压或者大于第二预设电压,则控制所述第一接触器断开,同时控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
16.如权利要求9所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第二无线充电装置还用于以能量回收模式对所述动力电池进行充电,其中,在能量回收模式下,
在所述第二无线充电装置对所述动力电池进行充电之前,所述动力电池通过所述第二无线充电装置对所述第一无线充电装置进行完全放电;
且所述动力电池对所述第一无线充电装置进行完全放电之后,所述第一无线充电装置通过所述第二无线充电装置对所述动力电池进行完全充电。
17.如权利要求16所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,
在能量回收模式下,所述第一无线充电装置对所述动力电池进行完全充电之后,所述电池管理器判断是否对所述动力电池的容量进行修正,如果是,则在对所述动力电池的容量进行修正后,控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
18.如权利要求16所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第一无线充电装置还包括能量返回开关,在能量回收模式下,所述电池管理器通过所述第二无线充电装置获取所述能量返回开关的闭合信号后,所述第二无线充电装置以能量回收模式对所述动力电池进行充电。
19.如权利要求13所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,所述第二控制器存储有验证信息和账户余额,在所述电池管理器检测到所述无线充电开关的闭合信号之后,所述第二无线充电装置发送所述验证信息和所述账户余额至所述第一无线通信模块;
在所述第一无线充电装置判断所述验证信息正确时,所述电池管理器控制所述第一接触器闭合;
在所述第一无线充电装置判断所述验证信息错误时,所述电池管理器控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
20.如权利要求19所述的用于电动汽车的无线充电系统,其特征在于,
所述第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,所述第一控制器根据所述第一预设时间的充电电量和所述第二预设时间的回收电量,并获取充电费用;
所述第二无线充电装置以正常充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,所述第一控制器根据所述充电电量实时获取所述充电费用;
所述第二无线充电装置以能量回收模式对所述动力电池进行充电的过程中,所述第一控制器根据所述动力电池对所述第一无线充电装置进行完全放电时的所述回收电量和所述第一无线充电装置对所述动力电池进行完全充电时的所述充电电量,实时获取所述充电费用;
其中,在所述充电费用大于所述第一控制器获取的账户余额时,所述电池管理器控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
21.一种用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,包括以下步骤:
动力电池中多个电池单体的的平均温度大于第一预设温度且小于第二预设温度;
第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电,其中,在所述脉冲充电模式下,所述第二无线充电装置在第一预设时间段内对所述动力电池进行充电,之后控制所述动力电池在第二预设时间段内对所述第一无线充电装置进行能量回馈。
22.如权利要求21所述的用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,还包括:
在所述动力电池中多个电池单体的的平均温度大于等于所述第二预设温度时,所述第二无线充电装置以正常充电模式对所述动力电池进行充电;
在所述动力电池中多个电池单体的的平均温度小于等于所述第一预设温度时,所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
23.如权利要求22所述的用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,
在所述第二无线充电装置以正常充电模式对所述动力电池进行充电时,所述第一无线充电装置根据所述动力电池的信息控制其输出功率;
在所述第二无线充电装置以脉冲充电模式对所述动力电池进行充电时,所述第一无线充电装置根据所述动力电池的信息控制其输出功率及回收功率。
24.如权利要求23所述的用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,在所述第二无线充电装置以所述脉冲充电模式或以所述正常充电模式对所述动力电池进行充电的过程中,
如果无线充电开关断开或所述动力电池的剩余容量SOC大于用户设定的预设容量或所述动力电池的剩余容量SOC为100%,则控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
25.如权利要求24所述的用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,在所述第二无线充电装置以能量回收模式对所述动力电池进行充电时,所述无线充电方法还包括以下步骤:
在所述第二无线充电装置对所述动力电池进行充电之前,所述动力电池通过所述第二无线充电装置对所述第一无线充电装置进行完全放电;
且所述动力电池对所述第一无线充电装置进行完全放电之后,所述第一无线充电装置通过所述第二无线充电装置对所述动力电池进行完全充电。
26.如权利要求25所述的用于电动汽车的无线充电方法,其特征在于,在能量回收模式下,所述第一无线充电装置对所述动力电池进行完全充电之后,判断是否对所述动力电池的容量进行修正,如果是,则在对所述动力电池的容量进行修正后,控制所述第二无线充电装置不对所述动力电池进行充电。
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