CN106160266B - 一种无线充电控制系统的充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线充电控制系统的充电控制方法，通过充电电池上连接受控充电模块、受控放电模块、以及电池状态监测模块，通过电池状态监测模块监测充电电池的电量，第二监控模块通过控制受控充电模块、受控放电模块来控制充电电池的充放电过程，优化了电池的充电过程，提高了对于电池充电过程的控制精度，其可以提高电池充电过程中对于电池的保护效果。

Description

一种无线充电控制系统的充电控制方法
[技术领域]
本发明涉及一种无线充电控制系统的充电控制方法。
[背景技术]
随着传统化石能源的减少以及环境污染的加剧，新能源汽车近些年来呈现爆发性增长。其中，电动汽车是新能源汽车中技术相对较为成熟的一种。电动汽车是使用电池作为动力源，带动电动机做功实现车辆的驱动。现有的电动汽车的充电方式一般为有线连接充电，这种充电方式对于充电场地要求高，而且由于需要刚性连接，所以充电线缆的使用寿命较短。随着磁耦合谐振式无线充电技术的发展，无线充电的方式可以弥补上述缺点。磁耦合谐振式无线电能传输采用两个相同频率谐振电路，利用磁场通过近场传输，辐射小，具有方向性，中等距离传输，传输效率较高。磁耦合谐振式无线电能传输中，电磁场随传输距离增加而迅速衰减，利用两个发生谐振耦合的电路来捕捉随距离衰减的电磁场，即当发射回路和接收回路发生谐振时，使大部分能量由发射回路传递到接收回路。
现有的磁耦合谐振式无线充电装置对于电池充电的控制不够精确，可导致电池使用寿命的降低。
因此，如何克服上述存在的缺陷，已成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种无线充电控制系统的充电控制方法，其优化了电池充电控制过程，有利于提高电池使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种无线充电控制系统的充电控制方法，所述控制系统包括顺次连接的电源模块1、受控变频器模块2、以及谐振发射线圈3，所述谐振发射线圈3通过磁共振耦合连接有用于接收谐振发射线圈3电能的谐振接收线圈4，所述受控变频器模块2控制信号输入端连接有第一监控模块5，所述谐振接收线圈4输出端顺次连接有受控AC-AC变压模块7、整流模块8、受控充电模块91、以及充电电池92，所述控制系统还包括有用于控制所述受控AC-AC变压模块7、受控充电模块91工作的第二监控模块10，充电电池92上分别连接有受控放电模块93和电池状态监测模块12，受控放电模块93控制信号输入端、电池状态监测模块12检测信号输出端分别与第二监控模块10连接，第二监控模块10与第一监控模块5无线通讯连接，所述充电控制方法包括以下步骤：
A、电源模块1通过受控变频器模块2改变输出电流的频率，将电能传输至谐振发射线圈3；
B、谐振发射线圈3通过磁耦合谐振使谐振接收线圈4发生共振，将电能传递至谐振接收线圈4，谐振接收线圈4接收到的电能通过受控AC-AC变压模块7进行变压，再经过整流模块8转换为直流电，然后通过受控充电模块91对充电电池92进行充电；
C、电池状态监测模块12对充电电池92进行监测；
D、当充电电池92电量低于20％时，受控充电模块91输出的充电电压使用额定充电电压的100％，受控充电模块91输出的充电电流使用额定充电电流的60％，每次充电周期为5min，每个充电周期之间设置有缓冲周期，缓冲周期为30s，缓冲周期内不充电；当充电电池92电量高于20％且低于60％时，充电电压使用额定充电电压的100％，充电电流在额定充电电流的80％～100％之间成正弦曲线的变化，变化周期为15min；当充电电池92电量高于60％且低于90％时，充电电流使用额定充电电流的100％，充电电压从额定充电电压的100％开始逐渐降低，降低速度为1％/10min，若充电电压降低至额定充电电压的85％时充电电池92电量未充至90％，则充电电压保持额定充电电压的85％不变；当充电电池92电量高于90％时，充电电压使用额定电压的95％，充电电流使用额定电流的30％；当充电电池92充电完成后，通过受控放电模块93对充电电池92进行放电，直至充电电池92的电量降至98％，然后使用额定充电电压和额定充电电流进行再次充电，直至充电电池92充满，此过程重复2～3次。
如上所述的一种无线充电控制系统的充电控制方法，还包括有：在充电过程中，在充电电流中加入周期性的脉冲量，脉冲量的最大值为充电电流的120％，脉冲量的持续时间为300ms，相邻脉冲量的间隔时间为10s。
如上所述的一种无线充电控制系统的充电控制方法，所述第一监控模块5上还连接有第一电磁感应线圈6，所述第二监控模块10上还连接有第二电磁感应线圈11，第二电磁感应线圈11分别与第一电磁感应线圈6、谐振接收线圈4电磁耦合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本案通过充电电池上连接受控充电模块、受控放电模块、以及电池状态监测模块，电池状态监测模块检测充电电池的电量，第二监控模块通过控制受控充电模块、受控放电模块来控制充电电池的充放电过程，当充电电池电量低于20％时，受控充电模块输出的充电电压使用额定充电电压的100％，受控充电模块输出的充电电流使用额定充电电流的60％，每次充电周期为5min，每个充电周期之间设置有缓冲周期，缓冲周期为30s，缓冲周期内不充电；当充电电池电量高于20％且低于60％时，充电电压使用额定充电电压的100％，充电电流在额定充电电流的80％～100％之间成正弦曲线的变化，变化周期为15min；当充电电池电量高于60％且低于90％时，充电电流使用额定充电电流的100％，充电电压从额定充电电压的100％开始逐渐降低，降低速度为1％/10min，若充电电压降低至额定充电电压的85％时充电电池电量未充至90％，则充电电压保持额定充电电压的85％不变；当充电电池电量高于90％时，充电电压使用额定电压的95％，充电电流使用额定电流的30％；当充电电池充电完成后，通过受控放电模块对充电电池进行放电，直至充电电池的电量降至98％，然后使用额定充电电压和额定充电电流进行再次充电，直至充电电池充满，此过程重复2～3次，如此，本案优化了电池的充电过程，提高了对于电池充电过程的控制精度，其可以提高电池充电过程中对于电池的保护效果。
2、在充电过程中，在充电电流中加入周期性的脉冲量，脉冲量的最大值为充电电流的120％，脉冲量的持续时间为300ms，相邻脉冲量的间隔时间为10s，如此，便于刺激充电电池的储电能力。
3、所述第一监控模块上还连接有第一电磁感应线圈，所述第二监控模块上还连接有第二电磁感应线圈，第二电磁感应线圈分别与第一电磁感应线圈、谐振接收线圈电磁耦合，如此，通过第一电磁感应线圈、第二电磁感应线圈来监测谐振发射线圈与谐振接收线圈之间的谐振情况，以便于第一监控模块通过控制受控变频器模块来使谐振发射线圈与谐振接收线圈共振。
[附图说明]
图1是本发明控制系统的结构框图。
[具体实施方式]
以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1所示，一种无线充电控制系统的充电控制方法，所述控制系统包括顺次连接的电源模块1、受控变频器模块2、以及谐振发射线圈3，所述谐振发射线圈3通过磁共振耦合连接有用于接收谐振发射线圈3电能的谐振接收线圈4，所述受控变频器模块2控制信号输入端连接有第一监控模块5，所述谐振接收线圈4输出端顺次连接有受控AC-AC变压模块7、整流模块8、受控充电模块91、以及充电电池92，所述控制系统还包括有用于控制所述受控AC-AC变压模块7、受控充电模块91工作的第二监控模块10，充电电池92上分别连接有受控放电模块93和电池状态监测模块12，受控放电模块93控制信号输入端、电池状态监测模块12检测信号输出端分别与第二监控模块10连接，第二监控模块10与第一监控模块5无线通讯连接，所述充电控制方法包括以下步骤：
A、电源模块1通过受控变频器模块2改变输出电流的频率，将电能传输至谐振发射线圈3；
B、谐振发射线圈3通过磁耦合谐振使谐振接收线圈4发生共振，将电能传递至谐振接收线圈4，谐振接收线圈4接收到的电能通过受控AC-AC变压模块7进行变压，再经过整流模块8转换为直流电，然后通过受控充电模块91对充电电池92进行充电；
C、电池状态监测模块12对充电电池92进行监测；
D、当充电电池92电量低于20％时，受控充电模块91输出的充电电压使用额定充电电压的100％，受控充电模块91输出的充电电流使用额定充电电流的60％，每次充电周期为5min，每个充电周期之间设置有缓冲周期，缓冲周期为30s，缓冲周期内不充电；当充电电池92电量高于20％且低于60％时，充电电压使用额定充电电压的100％，充电电流在额定充电电流的80％～100％之间成正弦曲线的变化，变化周期为15min；当充电电池92电量高于60％且低于90％时，充电电流使用额定充电电流的100％，充电电压从额定充电电压的100％开始逐渐降低，降低速度为1％/10min，若充电电压降低至额定充电电压的85％时充电电池92电量未充至90％，则充电电压保持额定充电电压的85％不变；当充电电池92电量高于90％时，充电电压使用额定电压的95％，充电电流使用额定电流的30％；当充电电池92充电完成后，通过受控放电模块93对充电电池92进行放电，直至充电电池92的电量降至98％，然后使用额定充电电压和额定充电电流进行再次充电，直至充电电池92充满，此过程重复2～3次。
如上所述，具体实施时，在充电过程中，在充电电流中加入周期性的脉冲量，脉冲量的最大值为充电电流的120％，脉冲量的持续时间为300ms，相邻脉冲量的间隔时间为10s，如此，便于刺激充电电池92的储电能力。
如上所述，具体实施时，所述第一监控模块5上还连接有第一电磁感应线圈6，所述第二监控模块10上还连接有第二电磁感应线圈11，第二电磁感应线圈11分别与第一电磁感应线圈6、谐振接收线圈4电磁耦合，如此，通过第一电磁感应线圈6、第二电磁感应线圈11来监测谐振发射线圈3与谐振接收线圈4之间的谐振情况，以便于第一监控模块5通过控制受控变频器模块2来使谐振发射线圈3与谐振接收线圈4共振。
如上所述，本案保护的是一种无线充电控制系统的充电控制方法，一切与本案相同或相近的技术方案都应示为落入本案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种无线充电控制系统的充电控制方法，其特征在于所述控制系统包括顺次连接的电源模块(1)、受控变频器模块(2)、以及谐振发射线圈(3)，所述谐振发射线圈(3)通过磁共振耦合连接有用于接收谐振发射线圈(3)电能的谐振接收线圈(4)，所述受控变频器模块(2)控制信号输入端连接有第一监控模块(5)，所述谐振接收线圈(4)输出端顺次连接有受控AC-AC变压模块(7)、整流模块(8)、受控充电模块(91)、以及充电电池(92)，所述控制系统还包括有用于控制所述受控AC-AC变压模块(7)、受控充电模块(91)工作的第二监控模块(10)，充电电池(92)上分别连接有受控放电模块(93)和电池状态监测模块(12)，受控放电模块(93)控制信号输入端、电池状态监测模块(12)检测信号输出端分别与第二监控模块(10)连接，第二监控模块(10)与第一监控模块(5)无线通讯连接，所述充电控制方法包括以下步骤：
A、电源模块(1)通过受控变频器模块(2)改变输出电流的频率，将电能传输至谐振发射线圈(3)；
B、谐振发射线圈(3)通过磁耦合谐振使谐振接收线圈(4)发生共振，将电能传递至谐振接收线圈(4)，谐振接收线圈(4)接收到的电能通过受控AC-AC变压模块(7)进行变压，再经过整流模块(8)转换为直流电，然后通过受控充电模块(91)对充电电池(92)进行充电；
C、电池状态监测模块(12)对充电电池(92)进行监测；
D、当充电电池(92)电量低于20％时，受控充电模块(91)输出的充电电压使用额定充电电压的100％，受控充电模块(91)输出的充电电流使用额定充电电流的60％，每次充电周期为5min，每个充电周期之间设置有缓冲周期，缓冲周期为30s，缓冲周期内不充电；当充电电池(92)电量高于20％且低于60％时，充电电压使用额定充电电压的100％，充电电流在额定充电电流的80％～100％之间成正弦曲线的变化，变化周期为15min；当充电电池(92)电量高于60％且低于90％时，充电电流使用额定充电电流的100％，充电电压从额定充电电压的100％开始逐渐降低，降低速度为1％/10min，若充电电压降低至额定充电电压的85％时充电电池(92)电量未充至90％，则充电电压保持额定充电电压的85％不变；当充电电池(92)电量高于90％时，充电电压使用额定电压的95％，充电电流使用额定电流的30％；当充电电池(92)充电完成后，通过受控放电模块(93)对充电电池(92)进行放电，直至充电电池(92)的电量降至98％，然后使用额定充电电压和额定充电电流进行再次充电，直至充电电池(92)充满，此过程重复2～3次。
2.根据权利要求1所述的一种无线充电控制系统的充电控制方法，其特征在于还包括有：在充电过程中，在充电电流中加入周期性的脉冲量，脉冲量的最大值为充电电流的120％，脉冲量的持续时间为300ms，相邻脉冲量的间隔时间为10s。
3.根据权利要求1或2所述的一种无线充电控制系统的充电控制方法，其特征在于所述第一监控模块(5)上还连接有第一电磁感应线圈(6)，所述第二监控模块(10)上还连接有第二电磁感应线圈(11)，第二电磁感应线圈(11)分别与第一电磁感应线圈(6)、谐振接收线圈(4)电磁耦合。
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