CN110014898A - 一种无线充电的方法、车载电池管理系统以及电动车辆 - Google Patents

一种无线充电的方法、车载电池管理系统以及电动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线充电的方法，包括：车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。通过车载电池管理系统直接与无线充电地面端进行无线通信，控制无线充电过程，省去了无线充电车载端与车载电池管理系统之间的通信环节，减少了一级通信环节，提高了无线充电的实时性与可靠性。本发明还公开了一种车载电池管理系统、电动车辆、无线充电系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

Description

一种无线充电的方法、车载电池管理系统以及电动车辆
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电的方法；还涉及一种车载电池管理系统、电动车辆、无线充电系统以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着国家对新能源发展的大力推广，电动汽车的应用和发展日新月异。而无线充电方式的应用和发展也逐步受到国家和厂家的重视。目前市面上的有线充电桩已经占据一定的市场，而车载电池管理系统基本是按照传统有线充电的标准进行设计的。针对无线充电系统，无线充电车载端需要增加接收线圈、功率接收控制器、车载通信控制单元，以及增加多个通信通道和通信环节，而且还增加了无线充电的成本。请参考图1，图1为现有无线充电系统的示意图；在进行无线充电的过程中，需要无线充电地面端、无线充电车载端以及车载电池管理系统三者之间进行信息交互。请参考图2，图2为现有无线充电流程的示意图；通常无线充电流程可以分为两部分：无线充电地面端与无线充电车载端之间的通信，无线充电车载端与车载电池管理系统之间的通信。这样需要在无线充电车载端与车载电池管理系统之间模拟增加充电枪的检测信号。同时由于无线充电过程需要无线充电地面端、无线充电车载端以及车载电池管理系统三者参与，完成信息的交互，因此无线充电通信的实时性比较差。车载电池管理系统发生故障时，因实时性较差，导致无线充电停止操作的时间较长，造成故障响应时间较长，进而由于无法及时实现无线充电地面端与车载电池管理系统之间的通信而造成接收电路能量积蓄，损坏充电电路。
因此，如何解决上述问题是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线充电的方法，所述方法通过车载电池管理系统直接与无线充电地面端进行无线通信，控制无线通信过程，减少了一级通信环节，提高了无线充电的实时性。本发明的另一个目的是提供一种车载电池管理系统、电动车辆、无线充电系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种无线充电的方法，包括：
车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；
当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；
根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
优选的，还包括：
当发生紧急故障时，通过所述无线通信通道向所述无线充电地面端发送紧急停止供电指令。
优选的，还包括：
当发生紧急故障时，切断充放电回路，并利用泄放限流高能电阻释放所述接收线圈上的能量。
优选的，还包括：
将CAN的通信方式转换为指定通信方式，并根据所述指定通信方式对应的通信协议与所述无线充电地面端进行无线通信。
本发明还提供了一种车载电池管理系统，包括：
无线通信管理电路，用于与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接，当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；
功率接收控制电路，用于根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
优选的，所述系统还包括：
泄放限流高能电阻，用于当发生紧急故障时，释放所述接收线圈上的能量。
优选的，所述系统还包括：
通信转换电路，用于将CAN通信方式转换为指定通信方式。
本发明还提供了一种电动车辆，所述车辆包括：电池、接收线圈以及上述任意一项所述的车载电池管理系统。
本发明还提供了一种无线充电系统，包括：无线充电地面端以及上述所述的电动车辆。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的无线充电的方法的步骤。
本发明所提供的无线充电的方法，包括：车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
相比较于现有无线充电的流程，即，车辆停车到位后，无线充电地面端与无线充电车载端进行无线通信通道的注册与连接，以及无线充电地面端与无线充电车载端进行匹配兼容性测试，以上两步完成后，启动充电；无线充电车载端与车载电池管理系统之间的再建立连接，进而进行握手和充电参数配置的信息交互，最后进行充电。这样无线充电车载端在无线充电地面端、车载电池管理系统之间作为中间转接，完成无线充电地面端与车载电池管理系统之间的信息交互。本发明所提供的无线充电的方法，省去了无线充电车载端与车载电池管理系统之间的通信环节，实现了车载电池管理系统直接与无线充电地面端进行无线通信，控制无线充电过程，减少了一级通信环节，有效提高了无线充电的实时性与可靠性；同时车载电池管理系统由于集成了通信管理以及功率控制的功能，所以，还可以进一步根据不同厂家的车型或者电池本身的电压、充电电流、充电功率等参数，配置合适的功率接收电路，从而简化了无线充电的配置要求，节约了无线充电的成本。
本发明所提供的车载电池管理系统、电动车辆、无线充电系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有无线充电系统的示意图；
图2为现有无线充电流程的示意图；
图3为本发明实施例所提供的无线充电的方法的流程示意图；
图4为本发明实施例所提供的车载电池管理系统的示意图；
图5为本发明实施例所提供的无线充电系统的示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种无线充电的方法，通过车载电池管理系统直接与无线充电地面端进行无线通信，控制无线通信过程，减少了一级通信环节，提高了无线充电的实时性和可靠性。本发明的另一个核心是提供一种车载电池管理系统、电动车辆、无线充电系统以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图3，图3为本发明实施例所提供的无线充电的方法的流程示意图；结合该示意图可知，该无线充电的方法可以包括：
S100：车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；
S200：当无线通信通道的注册与连接完成后，通过该无线通信通道与无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；
S300：根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
具体的，车载电池管理系统集成有无线通信管理功能，例如，可以通过该车载电池管理系统的CPU进行无线通信管理；于是，该车载电池管理系统在原有功能的基础上，可以在车辆停车到位后，直接与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；以及完成无线通信通道的注册与连接后，该车载电池管理系统可以通过该无线通信通道与无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；即，无线通信通道注册与连接之后，进入充电握手阶段以及充电握手阶段之后的充电参数配置阶段。
在充电阶段，无线充电地面端通过发送线圈发送电能，无线充电车载端的接收线圈接收发送线圈发送的电能，并在接收线圈上输出高频交流电；此时具有功率控制功能的车载电池管理系统可以对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出符合电池要求的直流电对电池进行充电。
重要的是，上述各步骤或动作均为车载电池管理系统直接执行，而无需中间介质作为中间转换，辅助完成车载电池管理系统与无线充电地面端之间的信息交互。
此外，为实现车载电池管理系统与无线充电地面端直接进行无线通信，可以通过通信转换电路将CAN通信转换为指定无线通信方式，然后根据该指定无线通信方式对应的通信协议与无线充电地面端进行无线通信。当然，还可以在车载电池管理系统中设置独立的无线通信模块以实现车载电池管理系统与无线充电地面端的无线通信。而对于具体的实现形式，本发明在此不作唯一限定，可根据实际需要作出差异性选择。
综上所述，本发明所提供的无线充电的方法，车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；当无线通信通道的注册与连接完成后，通过无线通信通道与无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
相比较于现有无线充电的流程，即，车辆停车到位后，无线充电地面端与无线充电车载端进行无线通信通道的注册与连接，以及无线充电地面端与无线充电车载端进行匹配兼容性测试，以上两步完成后，启动充电；无线充电车载端与车载电池管理系统之间的再建立连接，进而进行握手和充电参数配置的信息交互，最后进行充电。这样无线充电车载端在无线充电地面端、车载电池管理系统之间作为中间转接，完成无线充电地面端与车载电池管理系统之间的信息交互。而本发明所提供的无线充电的方法，省去了无线充电车载端与车载电池管理系统之间的通信环节，实现了车载电池管理系统直接与无线充电地面端进行无线通信，控制无线充电过程，减少了一级通信环节，有效提高了无线充电的实时性与可靠性；同时车载电池管理系统由于集成了通信管理以及功率控制的功能，所以，还可以进一步根据不同厂家的车型或者电池本身的电压、充电电流、充电功率等参数，配置合适的功率接收电路，从而简化了无线充电的配置要求，节约了无线充电的成本。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施方式，该方法还包括：
当发生紧急故障时，通过无线通信通道向无线充电地面端发送紧急停止供电指令。
具体的，当发生紧急故障时，例如，单体电压过压、过温、充电过流、等时，车载电池管理系统直接向无线充电地面端发送紧急停止供电指令。接收到停止供电指令后，无线充电地面端可以及时地停止供电，从而降低故障带来的损失与影响。当然，无线充电地面端还可以通过诊断无线通信异常而进行自主判定，以便及时地停止供电。
通过该优选实施例，可以有效缩短充电停止操作的时间，及时地停止供电，避免故障响应时间过长，有效降低了故障带来的损失和影响。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，该方法还包括：
当发生紧急故障时，切断充放电回路，并利用泄放限流高能电阻释放接收线圈上的能量。
具体的，由于无线充电接收端突然断载，例如，车载电池管理系统发生短路或供电异常等紧急故障时，车载电池管理系统会切断充放电回路，而此时无线充电地面端没有接收到停止供电指令，接收线圈没有电能传递回路，从而导致接收线圈上能量积蓄，损坏无线充电接收端或电池测的电路。所以，此时电路上切上泄放限流高能电阻，利用该泄放限流高能电阻释放接收线圈上的能量，防止能量积蓄。
通过该优选实施例，可以有效的避免紧急故障发生时，接收线圈出现能量积蓄的情况，从而避免了能量积蓄对电路的损坏。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，该方法还包括：
将CAN通信转换为指定无线通信方式，并根据指定无线通信方式对应的通信协议与无线充电地面端进行无线通信。
具体的，传统的无线充电方法兼顾现有有线充电的标准协议，需要增加充电枪检测电路，而这对于已经实线连接的电路没有意义。为确保车载电池管理系统兼具有线和无线充电的功能，可以在已经具备的CAN通信的基础上，增加通信转换电路，将CAN通信转换为指定的无线通信方式，例如WIFI通信方式，并根据指定通信方式对应的通信协议与无线充电地面端进行无线通信。其中，指定通信方式对应的通信协议可以为在原有CAN2.OB基础上，通过增加无线充电软件连接和配置协议，制定无线和有线兼容的充电协议；或者只适合无线充电的无线充电通信协议。
通过该优选实施例，可以省去充电枪检测电路，从而简化了无线充电的电路结构，降低了无线充电的硬件成本。
本发明还提供了一种车载电池管理系统，请参考图4，图4为本发明实施例所提供的车载电池管理系统的示意图，通过该示意图可知，该车载电池管理系统可以包括：
无线通信管理电路10，用于与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接，当无线通信通道的注册与连接完成后，通过无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手以及充电参数匹配；
功率接收控制电路20，用于根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
优选的，该系统还包括：
泄放限流高能电阻，用于当发生紧急故障时，释放接收线圈上的能量。
优选的，该系统还包括：
通信转换电路，用于将CAN通信方式转换为指定通信方式。
当然，在实际情况允许的条件下，还可以进一步将无线充电车载端的功率电路甚至接收线圈集成到车载电池管理系统中，进而使无线充电系统更加集成化。
对于本发明所提供的车载电池管理系统的介绍请参照上述无线充电的方法的实施例，本发明在此不做赘述。
本发明还提供了一种电动车辆，该车辆包括：电池、接收线圈以及上述所述车载电池管理系统。
对于本发明所提供的电动车辆的介绍请参照上述车载电池管理系统的实施例，本发明在此不做赘述。
本发明还提供了一种无线充电系统，下文描述的该无线充电系统可以与上文描述的无线充电的方法相互对应参照。请参考图5，图5为本发明实施例所提供的无线充电系统的示意图；由该示意图可知，无线充电系统可以包括：无线充电地面端以及上述所述的电动车辆。
具体的，无线充电地面端通过发送线圈发送电能，电动车辆中的接收线圈接收该电能，并在车载电池管理系统对接收线圈输出的高频交流电进行整流后，利用整流后的直流电对电动车辆中的电池进行充电。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如下步骤：
车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；当无线通信通道的注册与连接完成后，通过该无线通信通道与无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的车载电池管理系统以及计算机可读存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的无线充电的方法、车载电池管理系统以及电动车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电的方法，其特征在于，包括：
车载电池管理系统与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接；
当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手、充电参数匹配以及充电过程管理；
根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当发生紧急故障时，通过所述无线通信通道向所述无线充电地面端发送紧急停止供电指令。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
当发生紧急故障时，切断充放电回路，并利用泄放限流高能电阻释放所述接收线圈上的能量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
将CAN的通信方式转换为指定通信方式，并根据所述指定通信方式对应的通信协议与所述无线充电地面端进行无线通信。
5.一种车载电池管理系统，其特征在于，所述系统包括：
无线通信管理电路，用于与无线充电地面端进行无线通信通道的注册与连接，当所述无线通信通道的注册与连接完成后，通过所述无线通信通道与所述无线充电地面端进行充电握手以及、充电参数匹配以及充电过程管理；
功率接收控制电路，用于根据匹配后的充电参数，对接收线圈输出的高频交流电进行整流，并输出直流电对电池进行充电。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
泄放限流高能电阻，用于当发生紧急故障时，释放所述接收线圈上的能量。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
通信转换电路，用于将CAN通信方式转换为指定通信方式。
8.一种电动车辆，其特征在于，所述车辆包括：电池、接收线圈以及权利要求5至7任意一项所述的车载电池管理系统。
9.一种无线充电系统，其特征在于，包括：无线充电地面端以及权利要求8所述的电动车辆。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的无线充电的方法的步骤。
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