CN113479078B - 一种电动汽车无线充电车位匹配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车无线充电车位匹配方法,包括以下步骤:S1、车载设备与地面设备建立无线通信连接,并完成互操作性信息检测;S2、电动汽车无线充电系统的车载设备向已完成互操作性信息检测的地面设备发送电流激励请求报文,并将其整流装置设置为短路状态;S3、地面设备在收到来自车载设备的电流激励请求报文后,通过功率控制装置做出相应的响应;S4、车载设备中的电流传感器将检测到的感应电流信号传递给控制器,由控制器完成电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比;S5、若对比结果相一致,则进行无线充电的后续流程。本发明所述的匹配方法能够有效解决电动汽车无线充电系统车载设备与地面设备的配对问题。

Description

一种电动汽车无线充电车位匹配方法
技术领域
本发明属于电动车无线充电的技术领域,尤其是涉及一种电动汽车无线充电车位匹配方法。
背景技术
电动汽车无线充电技术作为一种新型的充电技术,在充电便捷性、安全性等方面具有明显优势,与无人驾驶和自动泊车技术匹配性能好,成为电动汽车充电领域新发展方向之一。
目前,无线充电技术在电动汽车使用场景中仍有许多问题亟待解决,其中之一便是电动汽车无线充电车位匹配问题,即无线充电系统车载设备与地面设备的配对问题。配对旨在验证车载设备是否停放在一直与其通信的用于功率传输的地面设备线圈的顶部。配对是完成无线充电流程的重要一环,只有完成配对,才能保证车载设备和地面设备准确地互联互通,完成无线充电。对于传导充电而言,电动汽车通过充电连接器与充电桩相连接,无需考虑配对问题。而对于无线充电,车载设备与地面设备的通信和能量传输均是无线的方式,车辆在进入拥有多个充电位的充电站的某一个充电位后,在车载设备与地面设备在通信层面上相互验证过互操作性信息后,由于没有充电连接装置,车载设备如何确认其下方的地面设备就是一直与其通信的地面设备?这是一个亟待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种电动汽车无线充电车位匹配方法,以解决车载设备与地面设备的通信和能量传输均是无线的方式,车辆在进入拥有多个充电位的充电站的某一个充电位后,在车载设备与地面设备在通信层面上相互验证过互操作性信息后,由于没有充电连接装置,车载设备无法确认其下方的地面设备就是一直与其通信的地面设备的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种电动汽车无线充电车位匹配方法,包括以下步骤:
S1、电动汽车无线充电系统的车载设备与地面设备建立无线通信连接,并完成互操作性信息检测;
S2、电动汽车驶入充电位后,电动汽车无线充电系统的车载设备向地面设备发送电流激励请求报文,并将车载设备整流装置设置为短路状态,准备检测车载设备线圈中的感应电流;
S3、地面设备在收到来自车载设备的电流激励请求报文后,通过功率控制装置做出相应的响应,并发送电流激励请求响应报文给车载设备;
S4、车载设备中的电流传感器将检测到的感应电流信号传递给控制器,由控制器完成电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比;
S5、若对比结果相一致,则车载设备下方的地面设备即为一直与其通信的地面设备,即完成了车位匹配,进行无线充电的后续流程;若对比结果不一致,则需电动汽车更换充电位,重复步骤S1-S4。
进一步的,步骤S1中无线通信方式采用WIFI、蓝牙、Zigbee、蜂窝网络中的一种通信方式。
进一步的,所述步骤S1中的互操作性信息检测过程如下:车载设备和地面设备通过判断相互发送和接收到的互操作性信息检测报文内容是否一致实现互操作性信息检测。
进一步的,互操作性信息检测报文内容包括但不限于当前设备的工作间隙、工作频率、线圈类型、谐振补偿电路拓扑类型。
进一步的,步骤S2中电流激励请求报文内容包括电流激励的频率、激励的幅值;
其中激励频率范围在90-110Hz,最优值为100Hz;幅值范围在8-15A,最优值为10A。
进一步的,步骤S2中电流激励请求报文内容还包括多种电流激励的频率、激励的幅值的组合,例如:激励时长为2s时,其中第1s激励频率为100Hz,幅值为10A;第2s激励频率为100Hz,幅值为15A。
进一步的,步骤S4中电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比误差应控制在±5%,超出范围视为不一致。
一种电动汽车无线充电车位匹配方法的电动汽车无线充电车位匹配系统,包括:地面设备,车载设备;
地面设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
车载设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
地面设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线传输,电流传感器用于采集测量线圈的电流信号,通信装置用于地面设备与车载设备进行无线通信连接;
车载设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线接收,电流传感器用于采集测量线圈的感应电流信号,通信装置用于车载设备与地面设备进行无线通信连接。
进一步的,地面设备的功率调节装置包括整流装置、调压装置、逆变装置、控制器。
进一步的,车载设备的功率调节装置包括整流装置、控制器。
相对于现有技术,本发明所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法具有以下有益效果:
(1)本发明所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法能够有效解决电动汽车无线充电系统车载设备与地面设备的配对问题,尤其是电动汽车在进入拥有多个充电位的无线充电站中,确保车载设备下方的地面设备即为一直与其通信的地面设备,以保证车载设备和地面设备准确地互联互通,完成无线充电。
(2)本发明所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,能够在不改变无线充电系统车载设备与地面设备的物理结构的情况下,例如增加任何辅助设备或者更改元器件等,在无线充电的正常流程中增加通信步骤,并在物理层面上给予配合,就能解决电动汽车无线充电车位匹配问题,降低了成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,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为本发明实施例所述的一种电动汽车充电车位匹配方法流程图;
图2为本发明实施例所述的一种电动汽车无线充电系统结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
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,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;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,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1至图2所示,一种电动汽车无线充电车位匹配方法,包括以下步骤:
S1、电动汽车无线充电系统的车载设备与地面设备建立无线通信连接,并完成互操作性信息检测;
S2、电动汽车驶入充电位后,电动汽车无线充电系统的车载设备向地面设备发送电流激励请求报文,并将车载设备整流装置设置为短路状态,电流传感器开启,准备检测车载设备线圈中的感应电流;
S3、地面设备在收到来自车载设备的电流激励请求报文后,通过功率控制装置做出相应的响应,并发送电流激励请求响应报文给车载设备;
S4、车载设备中的电流传感器将检测到的感应电流信号传递给控制器,由控制器完成电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比;
S5、若对比结果相一致,则车载设备下方的地面设备即为一直与其通信的地面设备,即完成了车位匹配,进行无线充电的后续流程;若对比结果不一致,则需电动汽车更换充电位,重复步骤S1-S4。
步骤S1中无线通信方式采用WIFI、蓝牙、Zigbee、蜂窝网络中的一种通信方式。
车载设备和地面设备均安装有通信装置,通信装置根据无线通信方式的连接来选择,因此包括多种,通信装置均采用现有技术,此处不再详细介绍。
所述步骤S1中的互操作性信息检测过程如下:车载设备和地面设备通过判断相互发送和接收到的互操作性信息检测报文内容是否一致实现互操作性信息检测;
建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位过程中完成,也可在驶入充电位后完成,主要由通信方式所限定的工作范围决定;若通信方式所限定的工作范围大,那么建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位过程中完成;若通信方式所限定的工作范围小,那么建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位后完成。
互操作性信息检测报文内容包括但不限于当前设备的工作间隙、工作频率、线圈类型、谐振补偿电路拓扑类型。
步骤S2中电流激励请求报文内容包括电流激励的频率、激励的幅值;
其中激励频率范围在90-110Hz,最优值为100Hz;幅值范围在8-15A,最优值为10A。
步骤S2中电流激励请求报文内容还包括多种电流激励的频率、激励的幅值的组合,例如:激励时长为2s时,其中第1s激励频率为100Hz,幅值为10A;第2s激励频率为100Hz,幅值为15A。
步骤S4中电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比误差应控制在±5%,超出范围视为不一致。
一种电动汽车无线充电车位匹配方法的电动汽车无线充电车位匹配系统,包括:地面设备,车载设备;
地面设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
车载设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
地面设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线传输,电流传感器用于采集测量线圈的电流信号,通信装置用于地面设备与车载设备进行无线通信连接;
车载设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线接收,电流传感器用于采集测量线圈的感应电流信号,通信装置用于车载设备与地面设备进行无线通信连接。
地面设备的功率调节装置包括整流装置、调压装置、逆变装置、控制器。
车载设备的功率调节装置包括整流装置、控制器。
以上均为现有技术,至于连接关系均采用现有技术,此处不再详细介绍。
具体如下:
1、车载设备与地面设备建立无线通信连接,并完成互操作性信息检测;
车载设备和地面设备均安装有通信装置,用来发送和接收通信报文;车辆在驶入充电位过程中或驶入充电位后,车载设备和地面设备可通过发送和接收握手报文建立无线通信连接;在完成握手后,可通过相互发送和接收互操作性信息检测报文实现互操作性信息检测;
互操作性信息检测报文内容包括但不限于当前设备的工作间隙、工作频率、线圈类型、谐振补偿电路拓扑等;若车载设备和地面设备所发送的互操作性信息检测内容相匹配,即工作间隙、工作频率、线圈类型、谐振补偿电路拓扑等相一致,那么可以进行下一步,否则应停止。
建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位过程中完成,也可在驶入充电位后完成,主要由通信方式所限定的工作范围决定;若通信方式所限定的工作范围大,那么建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位过程中完成;若通信方式所限定的工作范围小,那么建立无线通信连接、互操作性信息检测过程可在车辆驶入充电位后完成。
2、电动汽车驶入充电位后,车载设备向已完成互操作性信息检测的地面设备发送电流激励请求报文,并将其整流装置设置为短路状态,准备检测车载设备线圈中的感应电流。
3、地面设备在收到来自车载设备的电流激励请求报文后,通过功率控制装置做出相应的响应,并发送电流激励请求响应报文,告知车载设备已完成电流激励响应;
车载设备中的电流传感器将检测到的感应电流信号(包括频率和幅值等)传递给控制器,控制器完成电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比。
4、通过车载设备控制器与地面设备传送的电流激励请求报文进行对比,若对比结果一致,则车载设备下方的地面设备即为完成互操作性信息检测的地面设备,完成了车位匹配,可以继续进行无线充电的后续流程;若不一致,则需更换充电位,重复步骤1-3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、电动汽车无线充电系统的车载设备与地面设备建立无线通信连接,并完成互操作性信息检测;
S2、电动汽车驶入充电位后,电动汽车无线充电系统的车载设备向地面设备发送电流激励请求报文,并将车载设备整流装置设置为短路状态,准备检测车载设备线圈中的感应电流;
S3、地面设备在收到来自车载设备的电流激励请求报文后,通过功率控制装置做出相应的响应,并发送电流激励请求响应报文给车载设备;
S4、车载设备中的电流传感器将检测到的感应电流信号传递给控制器,由控制器完成电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比;
S5、若对比结果相一致,则车载设备下方的地面设备即为一直与其通信的地面设备,即完成了车位匹配,进行无线充电的后续流程;若对比结果不一致,则需电动汽车更换充电位,重复步骤S1-S4;
步骤S2中电流激励请求报文内容包括电流激励的频率、激励的幅值;
其中激励频率范围在90-110Hz;幅值范围在8-15A;
步骤S2中电流激励请求报文内容还包括多种电流激励的频率、激励的幅值的组合;
步骤S4中电流激励请求报文内容和检测到的感应电流信号的对比误差应控制在±5%,超出范围视为不一致;
应用一种电动汽车无线充电车位匹配方法的电动汽车无线充电车位匹配系统,包括:地面设备,车载设备;
地面设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
车载设备包括线圈、谐振补偿电路、功率调节装置、电流传感器和通信装置;
地面设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线传输,电流传感器用于采集测量线圈的电流信号,通信装置用于地面设备与车载设备进行无线通信连接;
车载设备的线圈、功率调节装置、谐振补偿电路用于电能的无线接收,电流传感器用于采集测量线圈的感应电流信号,通信装置用于车载设备与地面设备进行无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于:步骤S1中无线通信方式采用WIFI、蓝牙、Zigbee、蜂窝网络中的一种通信方式。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于:所述步骤S1中的互操作性信息检测过程如下:车载设备和地面设备通过判断相互发送和接收到的互操作性信息检测报文内容是否一致实现互操作性信息检测。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于:互操作性信息检测报文内容包括当前设备的工作间隙、工作频率、线圈类型、谐振补偿电路拓扑类型。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于:地面设备的功率调节装置包括整流装置、调压装置、逆变装置、控制器。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电车位匹配方法,其特征在于:车载设备的功率调节装置包括整流装置、控制器。
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