CN108270251B - 无线充电方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种无线充电方法、装置和系统，涉及电子技术领域，能够实现电池组的快速安全充电，该方法包括：获取电池组在充电状态下的充电参数；基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度；基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能；将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器。
Description
技术领域
本公开涉及电子技术领域，具体地，涉及一种无线充电方法、装置和系统。
背景技术
目前，在给车辆的电池组充电时，通常会存在充电功率小、充电时间长、电池保护不足等问题，而且充电过程中电池会严重极化并且大量析气，这也会进一步降低充电效率。
发明内容
本公开的目的是提供一种无线充电方法、装置和系统，能够解决现有技术中的上述缺陷。
为了实现上述目的，本公开提供一种无线充电方法，该方法应用于无线充电接收器，该方法包括：
获取电池组在充电状态下的充电参数；
基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度；
基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能；
将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器。
本公开实施例还提供一种无线充电装置，该装置应用于无线充电接收器，该装置包括：
获取模块，用于获取电池组在充电状态下的充电参数；
第一无线充电控制模块，用于基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度，并基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器。
根据本公开的又一实施例，提供一种无线充电方法，该方法应用于无线充电发射器，该方法包括：
接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定，所述充电电流脉冲宽度基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定；
基于接收到的所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，调整所述无线充电发射器无线发射给所述无线充电接收器的电能。
根据本公开的又一实施例，提供一种无线充电装置，该装置应用于无线充电发射器，该装置包括：
接收模块，用于接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定，所述充电电流脉冲宽度基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定；
第二无线充电控制模块，用于基于接收到的所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，调整所述无线充电发射器无线发射给所述无线充电接收器的电能。
根据本公开的又一实施例，还提供一种无线充电系统，该系统包括：
上述的应用于无线充电接收器的无线充电装置；以及
上述的应用于无线充电发射器的无线充电装置。
通过采用上述技术方案，由于能够基于获取的充电参数来调整给电池组充电的充电电流脉冲宽度，因此在无线充电接收器端能够基于电池组的实时状态来实时地调整充电电流脉冲宽度，由于该技术方案还能够基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器，因此其还能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，进而能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开第一实施例的无线充电方法的流程图；
图2是根据本公开第一实施例的无线充电方法的又一流程图；
图3示例性地示出了利用图2所示的方法进行控制得到的充电电流脉冲宽度变化示意图；
图4是根据本公开第二实施例的无线充电装置的示意框图；
图5是根据本公开第二实施例的无线充电装置的示意框图；
图6是根据本公开第三实施例的无线充电方法的示意框图；
图7是根据本公开第四实施例的无线充电装置的示意框图；
图8是根据本公开第四实施例的无线充电装置的示意框图；
图9是根据本公开第五实施例的无线充电系统的示意框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
根据本公开的第一实施例，提供一种无线充电方法，该方法可以应用于无线充电接收器，能够适用于给任何类型的电池组、尤其适用于给电动汽车的动力电池组充电。如图1所示，该方法可以包括以下步骤S101至S104。
S101、获取电池组在充电状态下的充电参数。
S102、基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度。
S103、基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能。
由于在给电池组无线充电时，为了提高充电效率，通常都是以电池组能够接受的最大充电电流进行充电的，因此在步骤S102中基于充电参数调整了给电池组充电的充电电流脉冲宽度之后，就能够在步骤S103中基于充电电流和充电电流脉冲宽度来确定无线充电发射器需要传输给无线充电接收器的电能。
S104、将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器。
通过采用上述技术方案，由于能够基于获取的充电参数来调整给电池组充电的充电电流脉冲宽度，因此在无线充电接收器端能够基于电池组的实时状态来实时地调整充电电流脉冲宽度，由于该技术方案还能够基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器，因此其还能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，进而能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
在一种可能的实施方式中，所述充电参数可以包括充电电流和内阻。由于充电电流和内阻的测量方法是本领域公知的，因此此处不再赘述。而且，本公开实施例的重点不在于如何检测电池组的各种充电参数，而是如何利用检测到的充电参数来调整充电电流脉冲宽度。
在充电参数包括充电电流和内阻的情况下，如图2所示，步骤S102中基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度可以包括以下步骤：
在步骤S102a中，在所获取的充电电流超出预设充电电流范围时，控制所述电池组放电。
其中，所述预设充电电流范围可以为以所述电池组的最大可充电电流为中心的预设范围。之所以以最大可充电电流为中心，是因为在充电过程中，为了加快充电速度，电池组通常都是以最大可充电电流作为其实际充电电流的。该最大可充电电流是电池组能够承受的最大充电电流，如果实际的充电电流大于该最大可充电电流，则会给电池组带来安全隐患，损坏电池组的性能。
另外，在该步骤中，可以控制所述电池组以预设放电电流进行放电。其中预设放电电流可以被设置成等于电池组的最大可充电电流或者也可以为其他放电电流数值。使预设放电电流等于电池组的最大可充电电流的优点在于能够使电池组在充电过程中的短暂放电快速完成。
在步骤S102b中，在所获取的内阻满足预设内阻条件时，控制所述电池组以预设充电电流充电。
其中，该步骤中的预设充电电流优选被设置成电池组的最大可充电电流，以加快电池组的充电速度。
另外，该步骤中的预设内阻条件可以是在电池组在充电过程中的短暂放电期间内阻的变化率大于预设百分比。由于电池组的内阻变化反映了电池组的电量保有量的变化，因此使电池组在充电过程中的短暂放电期间内阻的变化率不大于预设百分比，也就意味着电量保有量的变化不能过大。
通过步骤S102a和步骤S102b，通过在电池组的充电过程中穿插短暂的放电过程，能够缓和电池组的电能过冲，起到保护电池组的作用，既可以再次提升电池组的充电速度，缩短充电时间，又能够提升电池组的使用寿命。以下对此进行详细分析。电池组的充电状态会引起电池的极化现象，而通过在充电过程中穿插短暂的放电过程，能够有效地减轻或消除该极化现象，使电池组时刻处于最佳的电流接收状态，因此能够有效地调节电池组的充电功率以及对充电电流的接收能力，加快充电速度，缩短充电时间，实现快速充电对电池组的无伤害充电，提高电池组的使用寿命。例如，通过采用根据本公开的方法，无线充电发射器无线发射给无线充电接收器的充电功率能够从3.3kW逐步变化到2000kW，这使得电池组的充电功率也能够从3.3kW逐步变化到2000kW。
图3示例性地示出了利用图2所示的方法进行控制得到的充电电流脉冲宽度变化示意图。图3中的抛物线是在该抛物线对应的充电电流下的充电时间。从图3能够看出，通过充电过程中穿插短暂的放电，能够明显缩短充电时间。而且，实验证明，通过这种改变充电电流脉冲宽度的充电方式，电池组的充电效率可达到95％，5分钟内就可以获得70％以上的充电电能。
在一种可能的实施方式中，所述充电参数还可以包括所述电池组的温度，步骤S102中的所述基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度可以包括：在所述电池组的温度大于等于第一预设温度时，停止所述电池组的充电,这样就能够避免温度过高对电池组带来的损坏。
另外，根据该实施例的方法还可以包括：对充电中的电池组进行过压保护和/或过流保护，这样就能够避免过大的电压、电流等对电池组的损坏。
另外，根据该实施例的方法还可以包括：在接收到无线充电发射器无线发射的信号后，对接收到的信号进行整流，这样就能够向电池组提供适合电池组的充电电流，实现快速而有效的充电。
根据本公开的第二实施例，提供一种无线充电装置，该装置可以应用于无线充电接收器，能够适用于给任何类型的电池组、尤其适用于给电动汽车的动力电池组充电。如图4所示，该装置可以包括：
获取模块401，用于获取电池组在充电状态下的充电参数；
第一无线充电控制模块402，用于基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度，并基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器。
通过采用上述技术方案，由于第一无线充电控制模块402能够基于获取模块401获取的充电参数来调整给电池组充电的充电电流脉冲宽度，因此在无线充电接收器端能够基于电池组的实时状态来实时地调整充电电流脉冲宽度，由于第一无线充电控制模块402还能够基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器，因此该技术方案还能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，进而能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
在一种可能的实施方式中，如图5所示，所述获取模块401可以包括：充电电流检测模块401a，用于检测所述充电参数中包括的充电电流；以及内阻检测模块401b，用于检测所述充电参数中包括的内阻。在这种情况下，所述第一无线充电控制模块402还可以用于：在所述充电电流检测模块401a检测的充电电流超出预设充电电流范围时，控制所述电池组放电；在所述内阻检测模块401b检测的内阻满足预设内阻条件时，控制所述电池组以预设充电电流充电。其中，所述预设充电电流范围可以为以所述电池组的最大可充电电流为中心的预设范围。
其中，所述第一无线充电控制模块402控制所述电池组放电可以包括：控制所述电池组以预设放电电流进行放电。其中预设放电电流可以被设置成等于电池组的最大可充电电流或者也可以为其他放电电流数值。使预设放电电流等于电池组的最大可充电电流的优点在于能够使电池组在充电过程中的短暂放电快速完成。
在一种可能的实施方式中，如图5所示，获取模块401还可以包括第一温度检测模块401c，用于检测所述充电参数中包括的电池组温度。在这种情况下，所述第一无线充电控制模块402还可以用于：在所述电池组温度大于等于第一预设温度时，停止所述电池组的充电，这样就能够避免温度过高对电池组带来的损坏。
另外，根据该实施例的装置还可以包括过压保护模块(未图示)和/或过流保护模块(未图示)，用于对充电中的电池组进行过压保护和/或过流保护，这样就能够避免过大的电压、电流等对电池组的损坏。
另外，根据该实施例的装置还可以包括整流电路(未示出)，用于在接收到无线充电发射器无线发射的信号后，对接收到的信号进行整流，这样就能够向电池组提供适合电池组的充电电流，实现快速而有效的充电。
根据该实施例的装置中各个模块所执行的操作的具体实施方式已经在根据本公开第一实施例的无线充电方法中进行了详细描述，此处不再赘述。
根据本公开的第三实施例，提供一种无线充电方法，该方法可以应用于无线充电发射器。如图6所示，根据该实施例的方法可以包括：
S601、接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定，所述充电电流脉冲宽度基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定；
S602、基于接收到的所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，调整所述无线充电发射器无线发射给所述无线充电接收器的电能。
通过采用上述技术方案，由于能够接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，而且该信息是基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定的，所述充电电流脉冲宽度是基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定的，因此该技术方案能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，进而能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
在一种可能的实施方式中，根据该实施例的方法还可以包括：检测所述无线充电发射器的温度；在检测到的温度大于等于第二预设温度时，停止所述无线充电发射器向所述无线充电接收器无线发射电能，这样就能够避免因无线充电发射器温度过高导致的损坏。
另外，根据该实施例的方法还可以包括：对无线充电发射器进行过压保护和/或过流保护，这样就能够避免过大的电压、电流等对无线充电发射器的损坏。
另外，根据该实施例的方法还可以包括：对来自市电的信号进行整流，这样就能够向无线充电接收器提供适合的充电电流，实现电池组的快速而有效充电。
根据本公开的第四实施例，提供一种无线充电装置，如图7所示，该装置可以应用于无线充电发射器，该装置可以包括：
接收模块701，用于接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定，所述充电电流脉冲宽度基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定；
第二无线充电控制模块702，用于基于接收到的所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，调整所述无线充电发射器无线发射给所述无线充电接收器的电能。
通过采用上述技术方案，由于接收模块701能够接收无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，而且该信息是基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定的，所述充电电流脉冲宽度是基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定的，第二无线充电控制模块702则能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，因此该技术方案能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
在一种可能的实施方式中，如图8所示，根据该实施例的装置还可以包括第二温度检测模块703，用于检测所述无线充电发射器的温度。在这种情况下，所述第二无线充电控制模块702，还可以用于在所述第二温度检测模块703检测到的温度大于等于第二预设温度时，停止所述无线充电发射器向所述无线充电接收器无线发射电能，这样就能够避免因无线充电发射器温度过高导致的损坏。
另外，根据该实施例的装置还可以包括过压保护模块(未图示)和/或过流保护模块(未图示)，用于对无线充电发射器进行过压保护和/或过流保护，这样就能够避免过大的电压、电流等对无线充电发射器的损坏。
另外，根据该实施例的装置还可以包括整流模块(未图示)，用于对来自市电的信号进行整流，这样就能够向无线充电接收器提供适合的充电电流，实现电池组的快速而有效充电。
根据本公开的第五实施例，提供一种无线充电系统，如图9所示，该系统可以包括：
如上所述的应用于无线充电接收器的无线充电装置901；以及
如上所述的应用于无线充电发射器的无线充电装置902。
通过采用上述技术方案，由于应用于无线充电接收器的无线充电装置901能够向无线充电发射器发送关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，而且该信息是基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定的，所述充电电流脉冲宽度是基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定的，应用于无线充电发射器的无线充电装置902则能够基于电池组的实时状态来实时地调整无线充电发射器端发射给无线充电接收器端的电能，因此该技术方案能够实时地调整充电功率，因此能够实现电池组的快速充电。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (8)
1.一种无线充电方法，其特征在于，该方法应用于无线充电接收器，该方法包括：
获取电池组在充电状态下的充电参数；
基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度；
基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能；
将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器；
其中，所述充电参数包括充电电流和内阻，所述基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度包括：在所获取的充电电流超出预设充电电流范围时，控制处于充电过程中的所述电池组进行放电；在所获取的内阻满足预设内阻条件时，控制处于所述充电过程中的所述电池组以预设充电电流进行充电，其中，所述预设内阻条件为所述电池组在所述充电过程中的短暂放电期间内阻的变化率大于预设百分比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设充电电流范围为以所述电池组的最大可充电电流为中心的预设范围。
3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述充电参数还包括所述电池组的温度，所述基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度包括：
在所述电池组的温度大于等于第一预设温度时，停止所述电池组的充电。
4.一种无线充电装置，其特征在于，该装置应用于无线充电接收器，该装置包括：
获取模块，用于获取电池组在充电状态下的充电参数；
第一无线充电控制模块，用于基于所述充电参数调整给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度，并基于所调整的充电电流脉冲宽度确定无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能，并将关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息发送给所述无线充电发射器；
其中，所述获取模块包括：充电电流检测模块，用于检测所述充电参数中包括的充电电流；以及内阻检测模块，用于检测所述充电参数中包括的内阻；
所述第一无线充电控制模块还用于：在所述充电电流检测模块检测的充电电流超出预设充电电流范围时，控制处于充电过程中的所述电池组进行放电；在所述内阻检测模块检测的内阻满足预设内阻条件时，控制处于所述充电过程中的所述电池组以预设充电电流进行充电，其中，所述预设内阻条件为所述电池组在所述充电过程中的短暂放电期间内阻的变化率大于预设百分比。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述预设充电电流范围为以所述电池组的最大可充电电流为中心的预设范围。
6.根据权利要求4至5中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述获取模块还包括第一温度检测模块，用于检测所述充电参数中包括的电池组温度，
所述第一无线充电控制模块，还用于在所述电池组温度大于等于第一预设温度时，停止所述电池组的充电。
7.一种无线充电系统，其特征在于，该系统包括：
根据权利要求4至6中任一权利要求所述的应用于无线充电接收器的无线充电装置；以及
应用于无线充电发射器的无线充电装置，包括：接收模块，用于接收所述无线充电接收器发送的关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息基于给所述电池组充电的充电电流脉冲宽度确定，所述充电电流脉冲宽度基于所述无线充电接收器获取的电池组在充电状态下的充电参数确定；第二无线充电控制模块，用于基于接收到的所述关于所述无线充电发射器需要传输给所述无线充电接收器的电能的信息，调整所述无线充电发射器无线发射给所述无线充电接收器的电能。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述应用于无线充电发射器的无线充电装置还包括第二温度检测模块，用于检测所述无线充电发射器的温度；
所述第二无线充电控制模块，还用于在所述第二温度检测模块检测到的温度大于等于第二预设温度时，停止所述无线充电发射器向所述无线充电接收器无线发射电能。
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