CN113452151A - 充电装置的控制方法及控制装置、无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电装置的控制方法及控制装置、无线充电装置。其中，该控制方法包括：控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

Description

充电装置的控制方法及控制装置、无线充电装置

技术领域

本发明涉及充电控制技术领域，具体而言，涉及一种充电装置的控制方法及控制装置、无线充电装置。

背景技术

相关技术中，随着经济社会的快速发展，大量的家庭和单位都会购买车辆，当前随着新能源车的大量普及，电动汽车充电技术也快速发展，现有技术中，电动汽车无线充电技术作为新型充电技术，具有无接触摩擦，环境适应性高，与无人驾驶及自动泊车技术匹配型号，用户使用功能便捷等特点，成为电动汽车充电技术的重要发展方向。但是，当前的无线充电技术存在明显的弊端：无线充电场景下待充电车辆与地面充电设备之间对接过程容易出现误差，无法实现自动化充电，容易造成充电失败；且仅能够通过车桩上预先设置的充电线头对接待充电车辆上的充电口来进行充电动作，这种充电方式需要驾乘人员或者其它工作人员大量参与充电工作，例如，需要驾乘人员下车人工对接插头，对车辆的电压、电流状态无法进行检测，容易出现充电频率不匹配，导致充电桩损坏或者待充电车辆的电池组损坏的情况。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种充电装置的控制方法及控制装置、无线充电装置，以至少解决相关技术中无线充电场景下待充电车辆与地面充电设备之间对接过程容易出现误差，无法实现自动化充电，容易造成充电失败的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种充电装置的控制方法，所述充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，所述车载控制模块设置在待充电车辆中，所述地面控制模块设置在地面充电端中，控制方法包括：控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；在所述车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；根据所述待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对所述待充电车辆进行充电；在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电。

可选地，控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配的步骤，包括：在所述地面充电端检测到当前充电车位中驶入所述待充电车辆后，与所述车载控制模块建立通信，进入车桩匹配模式；在所述车载控制模块进入车桩匹配确定模式下，闭合所述车载控制模块的第三接触器和第四接触器，其中，所述第三接触器和所述第四接触器设置在所述车载控制模块中的车载通信控制单元以及车辆控制器之间；控制所述车载通信控制单元启动通信状态，以与所述地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接；在所述车载通信控制单元与所述地面通信控制单元建立无线通讯连接后，引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐。

可选地，在引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐之后，所述控制方法还包括：进行对位对齐检测和充电兼容性检测，其中，所述对位对齐检测用于检测所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度是否对齐，所述充电兼容性检测用于检测所述地面充电端与所述待充电车辆的充电功率参数、充电电压参数和充电电流参数是否匹配；若所述对位对齐检测指示所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度存在偏差，计算线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数；基于所述线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数，控制所述地面控制模块的接收线圈进行高度调整和/或角度调整。

可选地，在进行对位对齐检测和充电兼容性检测之后，所述控制方法还包括：检测所述车载控制模块的电流转换频率；若所述电流转换频率处于预设频率范围内，控制所述待充电车辆进入禁止行驶状态。

可选地，在控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式之后，所述控制方法还包括：检测所述充电装置周围是否出现非正常物体；若所述充电装置周围出现非正常物体，停止向所述待充电车辆充电。

可选地，若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器的步骤，包括：若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，接收所述车载控制模块中的车载通信控制单元发送的功率回路启动请求；基于所述功率回路启动请求，启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能；在启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能后，检测所述车载控制模块的接触器前端电压；计算所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值；若所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值小于电压差值阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

可选地，在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电的步骤，包括：在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，开始降低充电电流；检测降低处理后的充电电流；若降低处理后的充电电流小于预设停止充电电流阈值，断开所述第一接触器和所述第二接触器；检测当前充电条件是否预设充电结束条件；若检测到当前充电条件预设充电结束条件，则控制所述地面控制模块停止充电；解除所述待充电车辆的禁止行驶状态，并断开第三接触器和第四接触器。

可选地，所述控制方法还包括：在充电过程中，若所述车载控制模块中的车载通信控制单元与所述地面控制模块中地面通信控制单元之间的通讯时长超出预设时长阈值，则控制所述地面充电端停止充电；在控制所述地面充电端停止充电时，在第一预设时间段内断开第一接触器、第二接触器、第三接触器以及第四接触器。

可选地，所述控制方法还包括：在充电过程中，若所述地面充电端出现无法向所述待充电车辆继续充电的故障状态，则控制所述地面充电端停止充电；在控制所述地面充电端停止充电时，在第二预设时间段内断开所述第一接触器和第二接触器。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种充电装置的控制装置，所述充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，所述车载控制模块设置在待充电车辆中，所述地面控制模块设置在地面充电端中，控制装置包括：控制单元，用于控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；判断单元，用于在所述车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；闭合单元，用于在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值时，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；调整单元，用于根据所述待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对所述待充电车辆进行充电；停止单元，用于在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电。

可选地，所述控制单元包括：第一控制模块，用于在所述地面充电端检测到当前充电车位中驶入所述待充电车辆后，与所述车载控制模块建立通信，进入车桩匹配模式；第一闭合模块，用于在所述车载控制模块进入车桩匹配确定模式下，闭合所述车载控制模块的第三接触器和第四接触器，其中，所述第三接触器和所述第四接触器设置在所述车载控制模块中的车载通信控制单元以及车辆控制器之间；第二控制模块，用于控制所述车载通信控制单元启动通信状态，以与所述地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接；第一引导模块，用于在所述车载通信控制单元与所述地面通信控制单元建立无线通讯连接后，引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐。

可选地，所述充电装置的控制装置还包括：第一检测单元，用于在引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐之后，进行对位对齐检测和充电兼容性检测，其中，所述对位对齐检测用于检测所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度是否对齐，所述充电兼容性检测用于检测所述地面充电端与所述待充电车辆的充电功率参数、充电电压参数和充电电流参数是否匹配；计算单元，用于在所述对位对齐检测指示所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度存在偏差，计算线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数；第三控制模块，用于基于所述线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数，控制所述地面控制模块的接收线圈进行高度调整和/或角度调整。

可选地，所述充电装置的控制装置还包括：第二检测单元，用于在进行对位对齐检测和充电兼容性检测之后，检测所述车载控制模块的电流转换频率；第四控制模块，用于在所述电流转换频率处于预设频率范围内，控制所述待充电车辆进入禁止行驶状态。

可选地，所述充电装置的控制装置还包括：第三检测单元，用于在控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式之后，检测所述充电装置周围是否出现非正常物体；停止模块，用于在所述充电装置周围出现非正常物体，停止向所述待充电车辆充电。

可选地，所述闭合单元包括：第一接收模块，用于在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值时，接收所述车载控制模块中的车载通信控制单元发送的功率回路启动请求；第一启动模块，用于基于所述功率回路启动请求，启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能；第一检测模块，用于在启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能后，检测所述车载控制模块的接触器前端电压；第一计算模块，用于计算所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值；第二闭合模块，用于所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值小于电压差值阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

可选地，所述停止单元包括：降低模块，用于在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，开始降低充电电流；第一检测模块，用于检测降低处理后的充电电流；第一断开模块，用于在降低处理后的充电电流小于预设停止充电电流阈值，断开所述第一接触器和所述第二接触器；第二检测模块，用于检测当前充电条件是否预设充电结束条件；第五控制模块，用于在检测到当前充电条件预设充电结束条件，则控制所述地面控制模块停止充电；解除模块，用于解除所述待充电车辆的禁止行驶状态，并断开第三接触器和第四接触器。

可选地，所述充电装置的控制装置还包括：第六控制模块，用于在充电过程中，若所述车载控制模块中的车载通信控制单元与所述地面控制模块中地面通信控制单元之间的通讯时长超出预设时长阈值，则控制所述地面充电端停止充电；第一断开模块，用于在控制所述地面充电端停止充电时，在第一预设时间段内断开第一接触器、第二接触器、第三接触器以及第四接触器。

可选地，所述充电装置的控制装置还包括：第七控制模块，用于在充电过程中，若所述地面充电端出现无法向所述待充电车辆继续充电的故障状态，则控制所述地面充电端停止充电；第二断开模块，用于在控制所述地面充电端停止充电时，在第二预设时间段内断开所述第一接触器和第二接触器。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线充电装置，包括：车载控制模块，设置在待充电车辆中，其中，所述车载控制模块包括：第一谐振回路、动力电池组、车辆控制器、车载通信控制单元和接收功率线圈，所述接收功率线圈能够与地面控制模块的发射功率线圈进行连接；地面控制模块，设置在地面充电端中，其中，所述地面控制模块包括：地面通信控制单元、第一谐振回路、发射功率线圈；充电主控单元，配置为执行上述任意一项所述的充电装置的控制方法。

本发明实施例中，采用控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。在该实施例中，可根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电，并且能够对充电车辆的充电状态(包括：充电阶段、停止阶段)进行自动化控制，实现自动化充电和断电，减少由于车辆充电参数与地面充电端的充电频率差异导致的地面充电端损坏的情况发生，从而解决相关技术中无线充电场景下待充电车辆与地面充电设备之间对接过程容易出现误差，无法实现自动化充电，容易造成充电失败的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例一种可选的的充电装置的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的无线充电装置的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的充电装置的控制装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种充电装置的控制方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例一种可选的的充电装置的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；

步骤S104，在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；

步骤S106，若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；

步骤S108，根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；

步骤S110，在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

通过上述步骤，可以控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。在该实施例中，可根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电，并且能够对充电车辆的充电状态(包括：充电阶段、停止阶段)进行自动化控制，实现自动化充电和断电，减少由于车辆充电参数与地面充电端的充电频率差异导致的地面充电端损坏的情况发生，从而解决相关技术中无线充电场景下待充电车辆与地面充电设备之间对接过程容易出现误差，无法实现自动化充电，容易造成充电失败的技术问题。

本发明实施例提供了一种充电装置的控制方法，充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，车载控制模块设置在待充电车辆中，地面控制模块设置在地面充电端(即地面充电桩指示的设备)中。

本实施例中的地面控制模块可包括：原边AC/DC单元、DC/AC单元、第一谐振回路、发射线圈、地面通信控制单元(CSU)、接触器K0；而车载控制模块可包括：接收线圈、第二谐振回路、副边AC/DC单元、车载通信控制单元(IVU)、第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3、第四接触器K4。

下面结合上述各实施步骤来详细说明本发明实施例。

步骤S102，控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式。

可选的，控制待充电车辆与地面充电端完成匹配的步骤，包括：在地面充电端检测到当前充电车位中驶入待充电车辆后，与车载控制模块建立通信，进入车桩匹配模式；在车载控制模块进入车桩匹配确定模式下，闭合车载控制模块的第三接触器和第四接触器，其中，第三接触器和第四接触器设置在车载控制模块中的车载通信控制单元以及车辆控制器之间；控制车载通信控制单元启动通信状态，以与地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接；在车载通信控制单元与地面通信控制单元建立无线通讯连接后，引导车载控制模块的接收线圈与地面控制模块的发射线圈进行对齐。

本实施例中，在控制车载通信控制单元启动通信状态，以与地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接后，还需要经过握手对接、注册操作、认证鉴权操作，进行车辆引导对齐，完成配对后进行对位检测请求。

可选的，在引导车载控制模块的接收线圈与地面控制模块的发射线圈进行对齐之后，控制方法还包括：进行对位对齐检测和充电兼容性检测，其中，对位对齐检测用于检测接收线圈与发射线圈的线圈高度和线圈角度是否对齐，充电兼容性检测用于检测地面充电端与待充电车辆的充电功率参数、充电电压参数和充电电流参数是否匹配；若对位对齐检测指示接收线圈与发射线圈的线圈高度和线圈角度存在偏差，计算线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数；基于线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数，控制地面控制模块的接收线圈进行高度调整和/或角度调整。

本实施例在对位检测通过后，无线充电系统进行兼容性检测(主要是要进行待充电车辆与充电车桩的充电功率、电压、电流、线圈的匹配，确认两者是否能够兼容)，后续由车载端(待充电车辆)发起二次对位(微调线圈高度和角度)检测请求，通过微调地面端发射线圈高度、角度、位置，以实现精准对位，同时进行车载设备频率检测及频率锁定，车辆进入禁止行驶状态。

可选的，在进行对位对齐检测和充电兼容性检测之后，控制方法还包括：检测车载控制模块的电流转换频率；若电流转换频率处于预设频率范围内，控制待充电车辆进入禁止行驶状态。

可选的，在控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式之后，控制方法还包括：检测充电装置周围是否出现非正常物体；若充电装置周围出现非正常物体，停止向待充电车辆充电。

在充电过程中，持续保持活体检测(由于线圈有磁场辐射，检测地面充电端周围是否有活体动物，如果有需要及时断开充电连接)和异物检测(检测周围是否有类似电线的异物，例如，若电线垂落至地面充电端周围，容易导致充电设备发热，造成地面充电端的损坏)，如果有活体或者异物，需要及时断开充电连接状态。

步骤S104，在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值。

上述预设阈值可以是提前设置的，根据每个地域的充电设置参数自行设置。

本实施例中，车载电池电压可以是由待充电车辆的车载通信控制单元发送的BCP报文(动力蓄电池充电参数报文，该报文包括：最高允许充电电压)确定的；而当前输出电压，可以是车载通信控制单元(IVU)自行测量的充电电压，当前输出电压可以是指测量的地面充电端的输出电压。

步骤S106，若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

可选的，若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器的步骤，包括：若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，接收车载控制模块中的车载通信控制单元发送的功率回路启动请求；基于功率回路启动请求，启动地面控制模块的线圈功率输出功能；在启动地面控制模块的线圈功率输出功能后，检测车载控制模块的接触器前端电压；计算接触器前端电压与车载电池电压之间的差值；若接触器前端电压与车载电池电压之间的差值小于电压差值阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，同时，在副边K1K2的接触器前端电压小于车载电池电压1-10V时，闭合K1K2接触器。

步骤S108，根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电。

一种可选的实施方式，在充电阶段，车辆控制器向IVU实时发送电池充电需求参数，IVU将车载端充电需求发送至CSU。可选的，在调整充电电流下降时，ΔI<20A，应在1s内将充电电流调整到与命令值一致，ΔI>20A，应在(ΔI/20)s内将充电电流调整到与命令值一致。充电设备地面端根据车载端IVU上传的电池充电需求实时调整充电电压和充电电流，并互发各自状态信息。

步骤S110，在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

本实施例中，在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电的步骤，包括：在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，开始降低充电电流；检测降低处理后的充电电流；若降低处理后的充电电流小于预设停止充电电流阈值，断开第一接触器和第二接触器；检测当前充电条件是否预设充电结束条件；若检测到当前充电条件预设充电结束条件，则控制地面控制模块停止充电；解除待充电车辆的禁止行驶状态，并断开第三接触器和第四接触器。

待充电车辆的车辆控制单元根据电池系统是否达到满充状态或是否收到“充电机中止充电报文”来判断是否结束充电。在满足上述条件后，车辆控制单元开始周期向 IVU发送BST(充电停止报文)报文，IVU向地面充电端发送停止充电请求，而地面充电端在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后开始降低充电电流。若在确定充电电流小于2A后断开K1K2，当充电设备地面端达到操作人员设定的充电结束条件或收到车载端IVU发送的停止充电指令后，充电设备地面端控制PTC停止充电，当充电电流小于2A后断开K0接触器。保持IVU与CSU保持通信状态，统计报文交互完毕后，车辆解除禁止行驶状态，K3K4断开。

可选的，控制方法还包括：在充电过程中，若车载控制模块中的车载通信控制单元与地面控制模块中地面通信控制单元之间的通讯时长超出预设时长阈值，则控制地面充电端停止充电；在控制地面充电端停止充电时，在第一预设时间段内断开第一接触器、第二接触器、第三接触器以及第四接触器。

本实施例，在充电过程中，如果发生通讯超时，则充电设备地面端停止充电，并在10s内断开K0、K1、K2；发生三次通讯超时即认定为通讯中断，则充电设备地面端停止充电，在10s内断开K1/K2、K3K4。

另一种可选的，控制方法还包括：在充电过程中，若地面充电端出现无法向待充电车辆继续充电的故障状态，则控制地面充电端停止充电；在控制地面充电端停止充电时，在第二预设时间段内断开第一接触器和第二接触器。

本实施例，在充电过程中，如果车辆端出现不能继续充电的故障，则IVU向CSU 发送停止充电指令，控制PTC停止充电，在100ms内断开K1、K2。

下面结合另一种可选的实施方式来说明本发明实施例。

图2是根据本发明实施例的一种可选的无线充电装置的示意图，如图2所示，无线充电装置应包括地面设备(对应于上述的地面控制模块)及车载设备(对应于上述的车载控制模块)两部分，其中，地面设备包括原边AC/DC单元、DC/AC单元、原边谐振回路、发射线圈、原边通信控制单元/地面通信控制单元(CSU)、接触器K0；车载设备包括：接收线圈、副边谐振回路、副边AC/DC单元、副边通信控制单元/车载通信控制单元(IVU)、第一接触器K1、第二接触器K2、第三接触器K3和第四接触器K4。在整个充电过程中，无线充电设备控制装置应能监测接触器K0状态并控制其接通和关断、应能监测K3K4状态，车辆控制器应能监测接触器K3K4及K1K2状态并控制其接通和关断。

下面对待充电车辆从进入充电车位到充电结束的过程进行说明。

(1)车桩匹配确认阶段

操作人员将车辆停入无线充电车位后，由车辆侧确定充电，车载侧K3K4开关闭合，IVU启动通信状态，与地面端CSU建立wifi连接，经过握手、注册、认证鉴权操作，进行车辆引导对齐，完成配对后进行对位检测请求。对位检测通过后，无线充电系统进行兼容性检测(主要是要进行待充电车辆与地面充电端的充电功率、电压、电流、线圈的匹配，确认两者是否能够兼容)，后续由车载端(待充电车辆)发起二次对位(微调线圈高度和角度)检测请求，通过微调地面端发射线圈高度、角度、位置，以实现精准对位，同时进行车载设备频率检测(对AC/DC单元中的开关频率进行检测，例如，开关频率标准为85.5k，基于该频率标准设置一个频率范围，若是不在该频率范围内，则不可继续充电)及频率锁定，车辆进入禁止行驶状态。

持续保持活体检测(线圈有磁场辐射，检测周围是否活体动物)和异物检测(检测周围是否有类似电线的异物)。

(2)充电准备就绪阶段

IVU部分判断电池电压(测量的电池电压)与BCP(动力蓄电池充电参数，包括：最高允许充电电压)报文电压之间误差是否小于5％，如满足该条件，则IVU向CSU发送功率回路启动请求，启动原边功率输出(地面设备的输出功率)；在副边K1K2前端电压小于电池电压1-10V时，闭合K1K2接触器。

(3)充电阶段

在充电阶段，车辆控制器向IVU实时发送电池充电需求参数，IVU将车载端充电需求发送至CSU。在调整充电电流下降(充电过程中是由恒流充电-电流下降，例如，由100A至60A，在这个电流下降过程中需要确定下降的电流差值ΔI)时，ΔI<20A，应在1s内将充电电流调整到与命令值一致，ΔI>20A，应在(ΔI/20)s内将充电电流调整到与命令值一致。充电设备地面端根据车载端IVU上传的电池充电需求实时调整充电电压和充电电流，并互发各自状态信息。

(4)充电结束阶段

车辆控制器根据电池系统是否达到满充状态或是否收到“充电机中止充电报文”来判断是否结束充电。在满足上述条件后，车辆控制器开始周期向IVU发送BST充电停止报文)报文，IVU向地面端发送停止充电请求，在确定充电电流小于2A后断开K1K2。当充电设备地面端达到操作人员设定的充电结束条件或收到车载端IVU发送的停止充电指令后，充电设备地面端控制PTC停止充电，当充电电流小于2A后断开K0接触器。保持IVU与CSU保持通信状态，统计报文交互完毕后，车辆解除禁止行驶状态，K3K4 断开。

(5)非正常状态下充电中止

1)在充电过程中，如果充电设备地面端出现不能继续充电的故障，则CSU向IVU 发送停止充电指令，并控制PTC停止充电，在100ms内断开K0、K1、K2。

2)在充电过程中，如果车辆端出现不能继续充电的故障，则IVU向CSU发送停止充电指令，控制PTC停止充电，在100ms内断开K0、K1、K2。

3)在充电过程中，如果发生通讯超时，则充电设备地面端停止充电，并在10s 内断开K0、K1、K2；发生三次通讯超时即认定为通讯中断，则充电设备地面端停止充电，在10s内断开K0、K1/K2、K3K4。

通过上述实施例，能够提供一种充电装置，提高充电过程中的自动化程度，通过对原边线圈精准对位的精准微调方式，可在车辆停好后，通过地面端线圈位置、角度微调，实现原副边线圈精准对位，提高功率传输效率。

实施例二

本实施例提供了一种充电装置的控制装置，该控制装置包含了多个实施单元，每个实施单元对应于上述实施例一中的各个实施步骤。

图3是根据本发明实施例的一种可选的充电装置的控制装置的示意图，充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，车载控制模块设置在待充电车辆中，地面控制模块设置在地面充电端中，如图3所示，控制装置包括：控制单元31、判断单元 33、闭合单元35、调整单元37、停止单元39，其中，

控制单元31，用于控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；

判断单元33，用于在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；

闭合单元35，用于在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值时，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；

调整单元37，用于根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；

停止单元39，用于在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

上述充电装置的控制装置，可以通过控制单元31控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；通过判断单元33在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；通过闭合单元35在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；通过调整单元37根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；通过停止单元39在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。在该实施例中，提供了一种可根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电，并且能够对充电车辆的充电状态(包括：充电阶段、停止阶段)进行自动化控制，实现自动化充电和断电，减少由于车辆充电参数与地面充电端的充电频率差异导致的地面充电端损坏的情况发生，从而解决相关技术中无线充电场景下待充电车辆与地面充电设备之间对接过程容易出现误差，无法实现自动化充电，容易造成充电失败的技术问题。

可选地，控制单元包括：第一控制模块，用于在地面充电端检测到当前充电车位中驶入待充电车辆后，与车载控制模块建立通信，进入车桩匹配模式；第一闭合模块，用于在车载控制模块进入车桩匹配确定模式下，闭合车载控制模块的第三接触器和第四接触器，其中，第三接触器和第四接触器设置在车载控制模块中的车载通信控制单元以及车辆控制器之间；第二控制模块，用于控制车载通信控制单元启动通信状态，以与地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接；第一引导模块，用于在车载通信控制单元与地面通信控制单元建立无线通讯连接后，引导车载控制模块的接收线圈与地面控制模块的发射线圈进行对齐。

可选地，充电装置的控制装置还包括：第一检测单元，用于在引导车载控制模块的接收线圈与地面控制模块的发射线圈进行对齐之后，进行对位对齐检测和充电兼容性检测，其中，对位对齐检测用于检测接收线圈与发射线圈的线圈高度和线圈角度是否对齐，充电兼容性检测用于检测地面充电端与待充电车辆的充电功率参数、充电电压参数和充电电流参数是否匹配；计算单元，用于在对位对齐检测指示接收线圈与发射线圈的线圈高度和线圈角度存在偏差，计算线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数；第三控制模块，用于基于线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数，控制地面控制模块的接收线圈进行高度调整和/或角度调整。

可选地，充电装置的控制装置还包括：第二检测单元，用于在进行对位对齐检测和充电兼容性检测之后，检测车载控制模块的电流转换频率；第四控制模块，用于在电流转换频率处于预设频率范围内，控制待充电车辆进入禁止行驶状态。

可选地，充电装置的控制装置还包括：第三检测单元，用于在控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式之后，检测充电装置周围是否出现非正常物体；停止模块，用于在充电装置周围出现非正常物体，停止向待充电车辆充电。

可选地，闭合单元包括：第一接收模块，用于在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值时，接收车载控制模块中的车载通信控制单元发送的功率回路启动请求；第一启动模块，用于基于功率回路启动请求，启动地面控制模块的线圈功率输出功能；第一检测模块，用于在启动地面控制模块的线圈功率输出功能后，检测车载控制模块的接触器前端电压；第一计算模块，用于计算接触器前端电压与车载电池电压之间的差值；第二闭合模块，用于接触器前端电压与车载电池电压之间的差值小于电压差值阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

可选地，停止单元包括：降低模块，用于在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，开始降低充电电流；第一检测模块，用于检测降低处理后的充电电流；第一断开模块，用于在降低处理后的充电电流小于预设停止充电电流阈值，断开第一接触器和第二接触器；第二检测模块，用于检测当前充电条件是否预设充电结束条件；第五控制模块，用于在检测到当前充电条件预设充电结束条件，则控制地面控制模块停止充电；解除模块，用于解除待充电车辆的禁止行驶状态，并断开第三接触器和第四接触器。

可选地，充电装置的控制装置还包括：第六控制模块，用于在充电过程中，若车载控制模块中的车载通信控制单元与地面控制模块中地面通信控制单元之间的通讯时长超出预设时长阈值，则控制地面充电端停止充电；第一断开模块，用于在控制地面充电端停止充电时，在第一预设时间段内断开第一接触器、第二接触器、第三接触器以及第四接触器。

可选地，充电装置的控制装置还包括：第七控制模块，用于在充电过程中，若地面充电端出现无法向待充电车辆继续充电的故障状态，则控制地面充电端停止充电；第二断开模块，用于在控制地面充电端停止充电时，在第二预设时间段内断开第一接触器和第二接触器。

上述的充电装置的控制装置还可以包括处理器和存储器，上述控制单元31、判断单元33、闭合单元35、调整单元37、停止单元39等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

上述处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来控制充电桩对待充电车辆进行自动化充电，在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

上述存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无线充电装置，包括：车载控制模块，设置在待充电车辆中，其中，车载控制模块包括：第一谐振回路、动力电池组、车辆控制器、车载通信控制单元和接收功率线圈，接收功率线圈能够与地面控制模块的发射功率线圈进行连接；地面控制模块，设置在地面充电端中，其中，地面控制模块包括：地面通信控制单元、第一谐振回路、发射功率线圈；充电主控单元，配置为执行上述任意一项的充电装置的控制方法。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：控制待充电车辆与地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；在车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；根据待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对待充电车辆进行充电；在接收到待充电车辆发送的停止充电请求后，断开第一接触器和第二接触器，并停止充电。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，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单元中，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单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅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 (11)

1.一种充电装置的控制方法，其特征在于，所述充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，所述车载控制模块设置在待充电车辆中，所述地面控制模块设置在地面充电端中，控制方法包括：

控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；

在所述车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；

若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；

根据所述待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对所述待充电车辆进行充电；

在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配的步骤，包括：

在所述地面充电端检测到当前充电车位中驶入所述待充电车辆后，与所述车载控制模块建立通信，进入车桩匹配模式；

在所述车载控制模块进入车桩匹配确定模式下，闭合所述车载控制模块的第三接触器和第四接触器，其中，所述第三接触器和所述第四接触器设置在所述车载控制模块中的车载通信控制单元以及车辆控制器之间；

控制所述车载通信控制单元启动通信状态，以与所述地面控制模块中的地面通信控制单元建立无线通讯连接；

在所述车载通信控制单元与所述地面通信控制单元建立无线通讯连接后，引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，在引导所述车载控制模块的接收线圈与所述地面控制模块的发射线圈进行对齐之后，所述控制方法还包括：

进行对位对齐检测和充电兼容性检测，其中，所述对位对齐检测用于检测所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度是否对齐，所述充电兼容性检测用于检测所述地面充电端与所述待充电车辆的充电功率参数、充电电压参数和充电电流参数是否匹配；

若所述对位对齐检测指示所述接收线圈与所述发射线圈的线圈高度和线圈角度存在偏差，计算线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数；

基于所述线圈高度偏差参数和线圈角度偏差参数，控制所述地面控制模块的接收线圈进行高度调整和/或角度调整。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，在进行对位对齐检测和充电兼容性检测之后，所述控制方法还包括：

检测所述车载控制模块的电流转换频率；

若所述电流转换频率处于预设频率范围内，控制所述待充电车辆进入禁止行驶状态。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式之后，所述控制方法还包括：

检测所述充电装置周围是否出现非正常物体；

若所述充电装置周围出现非正常物体，停止向所述待充电车辆充电。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器的步骤，包括：

若当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值，接收所述车载控制模块中的车载通信控制单元发送的功率回路启动请求；

基于所述功率回路启动请求，启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能；

在启动所述地面控制模块的线圈功率输出功能后，检测所述车载控制模块的接触器前端电压；

计算所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值；

若所述接触器前端电压与所述车载电池电压之间的差值小于电压差值阈值，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电的步骤，包括：

在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，开始降低充电电流；

检测降低处理后的充电电流；

若降低处理后的充电电流小于预设停止充电电流阈值，断开所述第一接触器和所述第二接触器；

检测当前充电条件是否预设充电结束条件；

若检测到当前充电条件预设充电结束条件，则控制所述地面控制模块停止充电；

解除所述待充电车辆的禁止行驶状态，并断开第三接触器和第四接触器。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在充电过程中，若所述车载控制模块中的车载通信控制单元与所述地面控制模块中地面通信控制单元之间的通讯时长超出预设时长阈值，则控制所述地面充电端停止充电；

在控制所述地面充电端停止充电时，在第一预设时间段内断开第一接触器、第二接触器、第三接触器以及第四接触器。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

在充电过程中，若所述地面充电端出现无法向所述待充电车辆继续充电的故障状态，则控制所述地面充电端停止充电；

在控制所述地面充电端停止充电时，在第二预设时间段内断开所述第一接触器和第二接触器。

10.一种充电装置的控制装置，其特征在于，所述充电装置至少包括：车载控制模块和地面控制模块，所述车载控制模块设置在待充电车辆中，所述地面控制模块设置在地面充电端中，控制装置包括：

控制单元，用于控制所述待充电车辆与所述地面充电端完成匹配，以进入车辆充电控制模式；

判断单元，用于在所述车辆充电控制模式下，判断当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值是否小于预设阈值；

闭合单元，用于在当前输出电压与车载电池电压之间的电压差值小于预设阈值时，闭合所述车载控制模块中的第一接触器和第二接触器；

调整单元，用于根据所述待充电车辆的充电需求参数调整充电电压和充电电流，以对所述待充电车辆进行充电；

停止单元，用于在接收到所述待充电车辆发送的停止充电请求后，断开所述第一接触器和所述第二接触器，并停止充电。

11.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

车载控制模块，设置在待充电车辆中，其中，所述车载控制模块包括：第一谐振回路、动力电池组、车辆控制器、车载通信控制单元和接收功率线圈，所述接收功率线圈能够与地面控制模块的发射功率线圈进行连接；

地面控制模块，设置在地面充电端中，其中，所述地面控制模块包括：地面通信控制单元、第一谐振回路、发射功率线圈；

充电主控单元，配置为执行权利要求1至9中任意一项所述的充电装置的控制方法。

Images