CN111509790A - 一种电动汽车、充电控制方法及控制模组 - Google Patents

一种电动汽车、充电控制方法及控制模组 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车、充电控制方法及控制模组，该电动汽车包括：动力电池；与动力电池电连接的逆变器，逆变器包括整流模式和逆变模式；与逆变器电连接的无线功率模组，无线功率模组用于接收无线功率或者发射无线功率；控制模组，分别与动力电池、逆变器、无线功率模组电连接，控制模组用于控制逆变器处于整流模式，将无线功率模组接收的电能传输至动力电池，或者，控制逆变器处于逆变模式，将动力电池的电能传输至无线功率模组。本发明实施例通过设置用于接收无线功率或者发射无线功率的无线功率模组，并将无线功率模组与逆变器电连接，从而能够实现接收无线功率为动力电池进行补电，或者发射无线功率向其他车辆供电。

Description

一种电动汽车、充电控制方法及控制模组
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车、充电控制方法及控制模组。
背景技术
当前纯电动汽车均采用充电桩交流/直流充电方式，给车充电只能选择去充电站或家用充电桩等固定场所，一旦续航里程用尽，车子将无法行驶，只能采取拖车方式，将车辆运至充电站补电，该工作耗时且成本高。尤其当车辆处于位置较为偏僻的地方，可能导致车主无法及时为车辆充电。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种电动汽车、充电控制方法及控制模组，用以实现通过无线功率传输进行补电或向其他车辆供电。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电动汽车，包括：
动力电池；
与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；
与所述逆变器电连接的无线功率模组，所述无线功率模组用于接收无线功率或者发射无线功率；
控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率模组电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于整流模式，将所述无线功率模组接收的电能传输至所述动力电池，或者，控制所述逆变器处于逆变模式，将所述动力电池的电能传输至所述无线功率模组。
可选的，所述无线功率模组包括：用于接收无线功率的无线功率接收电路和/或用于发射无线功率的无线功率发射电路。
可选的，所述的电动汽车还包括：与所述控制模组电连接的通信模块，所述控制模组还用于通过所述通信模块与外部设备进行充电认证。
可选的，所述逆变器包括：第一变换电路、第一谐振电路、第二谐振电路、第二变换电路和第三变换电路；
其中，所述第一谐振电路的第一端与所述第一变换电路的第二端连接，所述第一谐振电路的第二端通过变压器与所述第二谐振电路的第一端连接；所述第二变换电路的第一端与所述第二谐振电路的第二端连接，所述第二变换电路的第二端与所述第三变换电路的第一端连接；
所述逆变器通过所述第一变换电路的第一端与所述动力电池电连接；所述逆变器通过所述第三变换电路的第二端与所述无线功率模组电连接；
所述第一变换电路、所述第二变换电路和所述第三变换电路均包括整理模式和逆变模式。
可选的，所述第二变换电路通过滤波电路与所述第三变换电路连接。
可选的，所述控制模组通过控制器局域网络CAN总线与整车控制器通讯，或者，所述控制模组集成于整车控制器中。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种充电控制方法，应用于如上所述的电动汽车，所述方法包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一充电指令；
根据所述充电指令，控制无线功率模组接收所述外部充电设备发送的无线功率，并控制分别与所述无线功率模组和动力电池电连接的逆变器处于整流模式。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种充电控制方法，应用于如上所述的电动汽车，所述方法包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一放电指令；
根据所述放电指令，控制动力电池向逆变器供电，并控制逆变器处于逆变模式，以及控制与所述逆变器电连接的无线功率模组向所述外部充电设备发射无线功率。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种控制模组，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的充电控制方法的步骤。
根据本发明另一方面，本发明实施例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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的充电控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种电动汽车、充电控制方法及控制模组，至少具有以下有益效果：本发明实施例通过设置用于接收无线功率或者发射无线功率的无线功率模组，并将无线功率模组与逆变器电连接，从而能够实现接收无线功率为动力电池进行补电，或者发射无线功率，向其他车辆供电，帮助其他车辆补电。
附图说明
图1为本发明实施例的电动汽车B向A无线充电的示意图。
图2为本发明实施例的逆变器的电路图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1，本发明实施例提供了一种电动汽车，包括：
动力电池；
与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；
与所述逆变器电连接的无线功率模组，所述无线功率模组用于接收无线功率或者发射无线功率；
控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率模组电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于整流模式，将所述无线功率模组接收的电能传输至所述动力电池，或者，控制所述逆变器处于逆变模式，将所述动力电池的电能传输至所述无线功率模组。
这里，所述无线功率模组可以包括：用于接收无线功率的无线功率接收电路和/或用于发射无线功率的无线功率发射电路。
也就是，本发明实施例的电动汽车可以是一下中的任一者：
1、一种电动汽车，包括：动力电池；与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；与所述逆变器电连接的无线功率接收电路和与所述逆变器电连接的无线功率发射电路；
控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率接收电路和所述无线功率发射电路电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于整流模式，将所述无线功率接收电路接收的电能传输至所述动力电池，或者，控制所述逆变器处于逆变模式，将所述动力电池的电能传输至所述无线功率发射电路，使所述无线功率发射电路向外部发射无线功率。可以理解的是，图1中所示的功率发射电路即为这里的无线功率发射电路，功率接收电路即为这里的无线功率接收电路，充电逆变器即为这里的逆变器，这里，功率接收电路和功率接收电路组成了无线功率模组，下述两个实施例的电动汽车可以参考图1进行相应的调整即可。
2、一种电动汽车，包括：动力电池；与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；与所述逆变器电连接的无线功率接收电路；控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率接收电路电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于整流模式，将所述无线功率接收电路接收的电能传输至所述动力电池。
3、一种电动汽车，包括：动力电池；与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；与所述逆变器电连接的无线功率发射电路；控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率发射电路电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于逆变模式，将所述动力电池的电能传输至所述无线功率发射电路，使所述无线功率发射电路向外部发射无线功率。这里，可以理解的是，对于部分车辆，例如专门用于充电的车辆，其可以只设置无线功率发射电路。
这里，本发明实施例的电动汽车通过设置用于接收无线功率或者发射无线功率的无线功率模组，并将无线功率模组与逆变器电连接，从而能够实现接收无线功率为动力电池进行补电，或者发射无线功率，向其他车辆供电，帮助其他车辆补电。
可选的，所述的电动汽车还包括：与所述控制模组电连接的通信模块，所述控制模组还用于通过所述通信模块与外部设备进行充电认证。这里，当与外部设备充电认证成功后，才进行相应的接收无线功率充电或向外部发射无线功率。可以理解的是，这里的外部设备可以是另一电路汽车上的通信模块。车辆经过通信模块(无线方式)进行ID识别，并对充电请求达成一致，信息交互完成后启动“车-车”无线充电模式。
参见图2，对于逆变器本发明提供如下可选实施例，所述逆变器包括：第一变换电路、第一谐振电路、第二谐振电路、第二变换电路和第三变换电路；
其中，所述第一谐振电路的第一端与所述第一变换电路的第二端连接，所述第一谐振电路的第二端通过变压器与所述第二谐振电路的第一端连接；所述第二变换电路的第一端与所述第二谐振电路的第二端连接，所述第二变换电路的第二端与所述第三变换电路的第一端连接；
所述逆变器通过所述第一变换电路的第一端与所述动力电池电连接；所述逆变器通过所述第三变换电路的第二端与所述无线功率模组电连接；
所述第一变换电路、所述第二变换电路和所述第三变换电路均包括整理模式和逆变模式。
可选的，所述第二变换电路通过滤波电路与所述第三变换电路连接。
这里，每一变化电路均是由4个开关管(例如mos管)组成的桥式电路，其具有逆变模式和整流模式，通过控制4个开关管的开关时序可以实现逆变模式或整流模式。
参见图2，对于上述电路可以由不同的形式，本发明提供如下可选实施例。
所述第一变换电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一开关管的第一极和第三开关管的第二极形成第一变换电路的第一端，所述第一开关管的第二极和第二开关管的第二极形成第一变换电路的第二端；
所述第一开关管的第一极与所述第二开关管的第一极连接，所述第一开关管的第二极与所述第三开关管的第一极连接；
所述第二开关管的第二极与所述第四开关管的第一极连接；
所述第三开关管的第二极与所述第四开关管的第二极连接；
其中，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管和所述第四开关管的控制端均与所述控制模组电连接。
所述第一谐振电路包括：串联的第一电容和第一电感，所述第一电容的第一端和第一开关管的第二极连接，第一电容的第一端和第一线路形成第一谐振电路的第一端，第一线路的第一端与第二开关管的第二极连接；
第一电感的第二端和第一线路的第二端形成第一谐振电路的第二端，与变压器的原边连接。
所述第二谐振电路包括：串联的第二电感和第二电容，所述第二电容的第一端和所述第二电感第二端连接，所述第二电容的第二端与所述第五开关管的第二级连接；
所述第二电感的第一端和第二线路的第一端形成所述第二变换模组的第一端，其中所述第二线路的第二端与所述第六开关管的第二极连接。
所述第二变换电路包括：第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管；
所述第五开关管的第二极与所述第六开关管的第二极形成所述第二变换电路的第一端；所述第六开关管的第一极与所述第八开关管的第二极形成所述第二变换电路的第二端；
所述第五开关管的第一极与所述第六开关管的第一极连接，所述第五开关管的第二极与所述第七开关管的第一极连接；所述第六开关管的第二极与所述第八开关管的第一极连接；所述第七开关管的第二极与所述第八开关管的第二极连接；
其中，所述第五开关管、所述第六开关管、所述第七开关管和所述第八开关管的控制端均与所述控制模组电连接。
所述第三变换电路包括第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管；
所述第九开关管的第一极与所述第十一开关管的第二极形成所述第三变换电路的第一端；所述第九开关管的第二极与所述第十开关管的第二极形成所述第三变换电路的第二端；
所述第九开关管的第一极与所述第十开关管的第一极连接，所述第九开关管的第二极与所述第十一开关管的第一极连接；所述第十开关管的第二极与所述第十二开关管的第一极连接；所述第十一开关管的第二极与所述第十二开关管的第二极连接；
其中，所述第九开关管、所述第十开关管、所述第十一开关管、所述第十二开关管的控制端均与所述控制模组电连接。
参见图2，当对外部进行充电时，图2所示的逆变器的左侧为电源、右侧视为负载，右侧与变压器连接的开关管工作于整流模式，动态调节变压器左侧开关管的频率和占空比，即可实现右侧电压输出电压幅值，右侧电路通过控制开关频率，生成适用于无线感应线圈(无线功率发射电路中的感应线圈)的高频PWM波；
反之，当接收无线功率时，左侧高频PWM波可由开关管进行整流，动态调节变压器右侧开关管的频率和占空比，即可实现左侧电压稳定输出；即能量即可正向传递也可以逆向传递。
这里，所述控制模组通过控制器局域网络CAN总线与整车控制器通讯，或者，所述控制模组集成于整车控制器中。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种充电控制方法，应用于如上所述的电动汽车，所述方法包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一充电指令；
根据所述充电指令，控制无线功率模组接收所述外部充电设备发送的无线功率，并控制分别与所述无线功率模组和动力电池电连接的逆变器处于整流模式。
这里，充电指令可以是通信模块发出的，当通信模块与外部车辆的通信模块认证通过后，发出充电指令。控制模组接收指令控制动力电池和逆变器以及无线功率模组。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种充电控制方法，应用于如上所述的电动汽车，所述方法包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一放电指令；
根据所述放电指令，控制动力电池向逆变器供电，并控制逆变器处于逆变模式，以及控制与所述逆变器电连接的无线功率模组向所述外部充电设备发射无线功率。
这里，放电指令可以是通信模块发出的，当通信模块与外部车辆的通信模块认证通过后，发出放电指令。
参见图1，假定车辆A高压电池亏电，已经无法行车，车辆B可以为A进行补电，当电动汽车B为电动汽车A充电时，可以先通过两者的通信模块进行认证操作，当认证通过后，电动汽车B的动力电池(也就是图示中的高压电池)向逆变器供电，逆变器将电池提供的直流电逆变为交流电，并传输至功率发射电路，功率发射电路发射无线功率，电动汽车A的功率接收电路接收电动汽车B的无线功率，并将接收到的电能传输至逆变器，逆变器将交流电整流为直流电，为电动汽车A的电池充电，从而使得随行或邻近车辆可通过无线功率传输进行补电，不再需要拖车至充电站进行电能补充。汽车补电不再需要拖车，也不需要线束连接，这样补电方式更加灵活，且避免了接触式充电可能带来充电接口漏电隐患。
根据本发明另一方面，本发明实施例还提供了一种控制模组，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的充电控制方法的步骤。
根据本发明另一方面，本发明实施例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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的充电控制方法的步骤。
综上，本发明实施例通过设置用于接收无线功率或者发射无线功率的无线功率模组，并将无线功率模组与逆变器电连接，从而能够实现接收无线功率为动力电池进行补电，或者发射无线功率，向其他车辆供电，帮助其他车辆补电。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
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。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车，其特征在于，包括：
动力电池；
与所述动力电池电连接的逆变器，所述逆变器包括整流模式和逆变模式；
与所述逆变器电连接的无线功率模组，所述无线功率模组用于接收无线功率或者发射无线功率；
控制模组，分别与所述动力电池、所述逆变器、所述无线功率模组电连接，所述控制模组用于控制所述逆变器处于整流模式，将所述无线功率模组接收的电能传输至所述动力电池，或者，控制所述逆变器处于逆变模式，将所述动力电池的电能传输至所述无线功率模组。
2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述无线功率模组包括：用于接收无线功率的无线功率接收电路和/或用于发射无线功率的无线功率发射电路。
3.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，还包括：与所述控制模组电连接的通信模块，所述控制模组还用于通过所述通信模块与外部设备进行充电认证。
4.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述逆变器包括：第一变换电路、第一谐振电路、第二谐振电路、第二变换电路和第三变换电路；
其中，所述第一谐振电路的第一端与所述第一变换电路的第二端连接，所述第一谐振电路的第二端通过变压器与所述第二谐振电路的第一端连接；所述第二变换电路的第一端与所述第二谐振电路的第二端连接，所述第二变换电路的第二端与所述第三变换电路的第一端连接；
所述逆变器通过所述第一变换电路的第一端与所述动力电池电连接；所述逆变器通过所述第三变换电路的第二端与所述无线功率模组电连接；
所述第一变换电路、所述第二变换电路和所述第三变换电路均包括整理模式和逆变模式。
5.根据权利要求4所述的电动汽车，其特征在于，所述第二变换电路通过滤波电路与所述第三变换电路连接。
6.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，所述控制模组通过控制器局域网络CAN总线与整车控制器通讯，或者，所述控制模组集成于整车控制器中。
7.一种充电控制方法，应用于权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一充电指令；
根据所述充电指令，控制无线功率模组接收所述外部充电设备发送的无线功率，并控制分别与所述无线功率模组和动力电池电连接的逆变器处于整流模式。
8.一种充电控制方法，应用于权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，包括：
当与外部充电设备认证通过时，接收一放电指令；
根据所述放电指令，控制动力电池向逆变器供电，并控制逆变器处于逆变模式，以及控制与所述逆变器电连接的无线功率模组向所述外部充电设备发射无线功率。
9.一种控制模组，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求7或8所述的充电控制方法的步骤。
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7或8所述的充电控制方法的步骤。
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