CN114084029A - 一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法，建立准备阶段各环节的通信方法，各环节依次进行通信，包括：兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果，并进行判断；频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定。本发明所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法可保证不同厂商的车载设备与地面设备在正式充电前实现正常交互，为后续的正式充电提供了安全、高效的通信环境。

Description

一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法

技术领域

本发明属于电动汽车无线充电技术领域，尤其是涉及一种用于电动汽车无线充电系统车载设备和地面设备的通信方法。

背景技术

电动汽车无线充电系统包括设置于待充电汽车上的车载设备和用于给待充电汽车供电的地面设备，二者之间无直接物理连接。为保证无线充电系统正常运行，车载设备和地面设备的控制方式主要有两种，分别为单边控制和双边控制。单边控制是指系统输出功率等关键参数的调节由地面设备或者车载设备单独完成，另一端不参与调节；双边控制指车载设备和地面设备同时参与无线充电系统的整体调节。目前主流的控制方式为双边控制，也就是在无线充电过程中，车载设备和地面设备之间需通过无线通信来控制管理充电过程。

考虑到电动汽车产业发展的需求以及未来公共场所充电的便利性，无线充电场景中的车载设备和地面设备很大程度是来自不同的设备生产厂家，可能存在通信协议等不统一的问题。

现有的电动汽车厂商或相关企业，并未过多的考虑不同厂家的设备的通信问题，本发明主要是涉及在电动汽车正式充电前的通信方法，用以保证不同厂商的车载设备与地面设备在正式充电前实现正常交互，为后续的正式充电打下安全、高效的通信基础。

发明内容

有鉴于此，为了克服上述缺陷，本发明旨在提出一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法，以确保电动汽车在正式充电前实现正常、高效、安全的交互。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法，建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

进一步的，兼容性检测预检的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送兼容性检测预检请求报文，CSU判断是否收到兼容性检测请求报文，如果自建立通信连接起，在设定时间内，CSU并未接收到兼容性检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到兼容性检测请求报文，则向IVU发送兼容性检测预检请求响应报文，如果自发送兼容性检测预检请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到兼容性检测预检请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU收到兼容性检测预检请求响应报文，则进一步判断响应标识及IVU检测是否均为成功，如果未成功，则发送结果失败报文，如果成功，则兼容性检测预检结束。

进一步的，兼容性检测预检请求报文包括消息发射端名称、车载端设备功率等级、车载端设备谐振补偿电路拓扑、车载端设备线圈类型、车载端设备离地间隙等级、车载端设备异物检测方法、车载端设备活体保护方法、车载端设备对位检测方法、车载端设备输出电压最大值、车载端设备输出电流最大值；

兼容性检测预检请求响应报文包括消息发射端名称、地面端设备功率等级、地面端设备谐振补偿电路拓扑、地面端设备线圈类型、地面端设备离地间隙等级、地面端设备异物检测方法、地面端设备活体保护方法、地面端设备对位检测方法、地面端设备线圈最大电流值和响应结果标识。

进一步的，初始异物检测的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始异物检测请求报文，CSU判断是否收到异物检测请求报文，如果自发送兼容性检测预检请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始异物检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始异物检测请求报文，则向IVU发送初始异物检测请求响应报文，如果自发送初始异物检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始异物检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始异物检测请求响应报文，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始异物检测请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到初始步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始异物检测已经检测完成，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为存在异物，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束；

其中，初始异物检测请求报文包括消息发射端名称；

初始异物检测请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始异物检测结果。

进一步的，初始对位检测的通信方法包括针对LPE方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求启动LPE信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，按原边线圈电流指令值产生电流，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，进行初始对位检测计算，并在计算后，判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则进一步进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LPE信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止原边线圈电流，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LPE信号是否停止，如果自发送停止LPE信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束；

其中，初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LPE信号启停指令和原边线圈电流指令值；

初始对位检测请求响应报文内容包括消息发射端名称、LPE信号启停状态和原边线圈电流实际值。

进一步的，初始对位检测的通信方法还包括针对LF方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求关闭LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，确认未产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，则进一步判断是否检测到LF信号，如果未检测到，则选择本车位默认的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，如果检测到LF信号，则说明检测到的信号为相邻车位的LF信号，识别LF信号频率，并为本车位选择不同的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定时间内，未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则按LF信号指令值产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文,如果IVU自发送初始对位检测请求报文起，在设定时间内，并未收到初始对位检测请求响应报文，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进行初始对位检测计算，并判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则继续进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LF信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止LF信号，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LF信号是否停止，如果自发送停止LF信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束。

进一步的，初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LF信号启停指令、LF信号频率指令值和LF信号电流指令值；

初始对位检测请求响应报文包括消息发射端名称、LF信号启停状态、LF信号频率实际值、LF信号电流实际值、LF线圈1朝向、LF线圈1的X坐标、LF线圈1的Y坐标、LF线圈1的Z坐标、LF线圈2朝向、LF线圈2的X坐标、LF线圈2的Y坐标、LF线圈2的Z坐标、LF线圈3朝向、LF线圈3的X坐标、LF线圈3的Y坐标、LF线圈3的Z坐标、LF线圈4朝向、LF线圈4的X坐标、LF线圈4的Y坐标、LF线圈4的Z坐标，上述坐标是以功率线圈中心点为原点的坐标系中的坐标。

进一步的，初始活体保护的通信方法具体如下：

IVU向CSU发送初始活体保护请求报文，CSU判断是否收到初始活体保护请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，或在上一个通信环节发送的最后一帧报文起，在设定时间内，未收到初始活体保护请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始活体保护请求报文，则向IVU发送初始活体保护请求响应报文，如果自发送初始活体保护请求报文起，在设定时间内，IVU并未收到初始活体保护请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始活体保护请求响应报文，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始活体保护请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到判断是否收到初始活体保护请求响应报文的步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始活体保护已经检测完成，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否存在活体，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束；

其中，初始活体保护请求报文包括消息发射端名称；

初始活体保护请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始活体保护检测结果。

进一步的，频率检测及锁定的通信方法具体如下：

IVU开始执行频率检测及锁定，将整流器设置为短路状态，并向CSU发送送频率检测及锁定请求报文，CSU判断是否收到送频率检测及锁定请求报文，如果自发送活体保护请求应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到频率检测及锁定请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到频率检测及锁定请求报文，则根据原边线圈电流指令值产生频率为工作频率的线电流，并向IVU发送频率检测及锁定请求响应报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到频率检测及锁定请求响应报文，则进一步判断整流器输入电流是否在设定的范围内，如果不在范围内，则调整原边线圈电流指令值，并返回至发送频率检测及锁定请求报文步骤，如果在设定范围内，则进行频率检测及锁定，并在后续判断是否完成检测及锁定，如果未完成，则继续进行频率检测及锁定，如果自开始进行频率检测及锁定起，在设定时间内，未完成频率检测及锁定，则发送结果失败报文，如果完成检测，则保持原边线圈电流指令值不变，并向CSU发送车辆端锁频成功确认报文，CSU判断是否收到车辆端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求响应报文起，在设定时间内，CSU未收到车辆端锁频成功确认报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则保持原边线圈实际电流值与锁定时相同，并向IVU发送地面端锁频成功确认报文，IVU判断是否收到地面端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，则发送结果失败报文，如果收到，则频率检测及锁定结束；

频率检测及锁定请求报文包括消息发射端名称、原边线圈电流指令值；

频率检测及锁定请求响应报文包括消息发射端名称、锁频响应信号、原边线圈最大允许电流值、原边线圈最小允许电流值、原边线圈电流实际值；

车载端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、结果标识、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流指令值；

地面端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流实际值。

另一方面本发明提供了一拖多无线充电桩与车载设备的充电准备阶段通信方法，建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

配对检测，用于判断待充电的车辆需要停放的充电位是否正确；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果0，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、配对检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

相对于现有技术，本发明所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法具有以下优势：

本发明所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法可保证不同厂商的车载设备与地面设备在正式充电前实现正常交互，为后续的正式充电提供了安全、高效的通信环境；并且可实现充电前的各方面检测，为后续正式充电，提供了安全保障。

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为本发明所述的充电启动阶段通信流程图；

图2为本发明所述的兼容性检测预检的通信流程图；

图3为本发明所述的初始异物检测通信流程图；

图4为本发明所述的初始对位检测LPE方案通信流程图；

图5为本发明所述的初始对位检测LF方案通信流程图；

图6为本发明所述的初始活体保护检测通信流程图；

图7为本发明所述的频率检测及锁定通信流程图；

图8为本发明所述的一拖多无线充电桩与车载设备的充电准备阶段通信流程图；

图9为本发明所述的配对检测的通信方法流程图。

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。

实施例1：

如图1所示，一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法，建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

如图2所示，兼容性检测预检的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送兼容性检测预检请求报文，CSU判断是否收到兼容性检测请求报文，如果自建立通信连接起，在设定时间内，CSU并未接收到兼容性检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到兼容性检测请求报文，则向IVU发送兼容性检测预检请求响应报文，如果自发送兼容性检测预检请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到兼容性检测预检请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU收到兼容性检测预检请求响应报文，则进一步判断响应标识及IVU检测是否均为成功，如果未成功，则发送结果失败报文，如果成功，则兼容性检测预检结束。

兼容性检测预检请求报文至少包括消息发射端名称、车载端设备功率等级、车载端设备谐振补偿电路拓扑、车载端设备线圈类型、车载端设备离地间隙等级、车载端设备异物检测方法、车载端设备活体保护方法、车载端设备对位检测方法、车载端设备输出电压最大值、车载端设备输出电流最大值。

兼容性检测预检请求报文消息包参数格式，如表1所示：

表1

兼容性检测预检请求响应报文至少包括消息发射端名称、地面端设备功率等级、地面端设备谐振补偿电路拓扑、地面端设备线圈类型、地面端设备离地间隙等级、地面端设备异物检测方法、地面端设备活体保护方法、地面端设备对位检测方法、地面端设备线圈最大电流值和响应结果标识。

兼容性检测预检请求响应报文消息包参数格式，如表2所示：

表2

如图3所示，初始异物检测的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始异物检测请求报文，CSU判断是否收到异物检测请求报文，如果自发送兼容性检测预检请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始异物检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始异物检测请求报文，则向IVU发送初始异物检测请求响应报文，如果自发送初始异物检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始异物检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始异物检测请求响应报文，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始异物检测请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到初始步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始异物检测已经检测完成，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为存在异物，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束。

初始异物检测请求报文包括消息发射端名称，初始异物检测请求报文消息包参数格式如表3所示。

表3

初始异物检测请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始异物检测结果，初始异物检测请求响应报文消息包参数格式，如表4所示：

表4

如图4所示，初始对位检测的通信方法包括针对LPE方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求启动LPE信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，按原边线圈电流指令值产生电流，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，进行初始对位检测计算，并在计算后，判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则进一步进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LPE信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止原边线圈电流，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LPE信号是否停止，如果自发送停止LPE信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束；

初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LPE信号启停指令和原边线圈电流指令值；LPE方案中，初始对位检测请求报文消息包参数格式如表5所示：

表5

初始对位检测请求响应报文内容包括消息发射端名称、LPE信号启停状态和原边线圈电流实际值，LPE方案中，初始对位检测响应报文消息包参数格式，如表6所示：

表6

如图5所示，初始对位检测的通信方法还包括针对LF方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求关闭LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，确认未产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，则进一步判断是否检测到LF信号，如果未检测到，则选择本车位默认的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，如果检测到LF信号，则说明检测到的信号为相邻车位的LF信号，识别LF信号频率，并为本车位选择不同的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定时间内，未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则按LF信号指令值产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文,如果IVU自发送初始对位检测请求报文起，在设定时间内，并未收到初始对位检测请求响应报文，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进行初始对位检测计算，并判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则继续进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LF信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止LF信号，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LF信号是否停止，如果自发送停止LF信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束。

初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LF信号启停指令、LF信号频率指令值和LF信号电流指令值，LF方案中，初始对位检测请求报文消息包参数格式如表7所示；

表7

初始对位检测请求响应报文包括消息发射端名称、LF信号启停状态、LF信号频率实际值、LF信号电流实际值、LF线圈1朝向、LF线圈1的X坐标、LF线圈1的Y坐标、LF线圈1的Z坐标、LF线圈2朝向、LF线圈2的X坐标、LF线圈2的Y坐标、LF线圈2的Z坐标、LF线圈3朝向、LF线圈3的X坐标、LF线圈3的Y坐标、LF线圈3的Z坐标、LF线圈4朝向、LF线圈4的X坐标、LF线圈4的Y坐标、LF线圈4的Z坐标，上述坐标是以功率线圈中心点为原点的坐标系中的坐标，LF方案中，初始对位检测响应报文消息包参数格式如表8所示：

表8

如图6所示，初始活体保护的通信方法具体如下：

IVU向CSU发送初始活体保护请求报文，CSU判断是否收到初始活体保护请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，或在上一个通信环节发送的最后一帧报文起，在设定时间内，未收到初始活体保护请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始活体保护请求报文，则向IVU发送初始活体保护请求响应报文，如果自发送初始活体保护请求报文起，在设定时间内，IVU并未收到初始活体保护请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始活体保护请求响应报文，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始活体保护请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到判断是否收到初始活体保护请求响应报文的步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始活体保护已经检测完成，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否存在活体，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束；

初始活体保护请求报文包括消息发射端名称，初始活体保护请求报文消息包参数格式如表9所示；

表9

初始活体保护请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始活体保护检测结果，初始活体保护请求响应报文消息包参数格式如表10所示：

表10

频率检测及锁定为必选通信环节。在进入此环节之前，系统应通过初始异物检测和初始活体保护检测。在这个通信环节中，车载端设备应能够使其工作频率在误差允许范围内(±0.05kHz)与地面端设备的工作频率保持一致。

如图7所示，频率检测及锁定的通信方法具体如下：

IVU开始执行频率检测及锁定，将整流器设置为短路状态，并向CSU发送送频率检测及锁定请求报文，CSU判断是否收到送频率检测及锁定请求报文，如果自发送活体保护请求应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到频率检测及锁定请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到频率检测及锁定请求报文，则根据原边线圈电流指令值产生频率为工作频率的线电流，并向IVU发送频率检测及锁定请求响应报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到频率检测及锁定请求响应报文，则进一步判断整流器输入电流是否在设定的范围内，如果不在范围内，则调整原边线圈电流指令值，并返回至发送频率检测及锁定请求报文步骤，如果在设定范围内，则进行频率检测及锁定，并在后续判断是否完成检测及锁定，如果未完成，则继续进行频率检测及锁定，如果自开始进行频率检测及锁定起，在设定时间内，未完成频率检测及锁定，则发送结果失败报文，如果完成检测，则保持原边线圈电流指令值不变，并向CSU发送车辆端锁频成功确认报文，CSU判断是否收到车辆端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求响应报文起，在设定时间内，CSU未收到车辆端锁频成功确认报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则保持原边线圈实际电流值与锁定时相同，并向IVU发送地面端锁频成功确认报文，IVU判断是否收到地面端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，则发送结果失败报文，如果收到，则频率检测及锁定结束。

频率检测及锁定请求报文包括消息发射端名称、原边线圈电流指令值，频率检测及锁定请求报文消息包参数格式如表11所示：

表11

频率检测及锁定请求响应报文包括消息发射端名称、锁频响应信号、原边线圈最大允许电流值、原边线圈最小允许电流值、原边线圈电流实际值，频率检测及锁定请求响应报文消息包参数格式如表12所示：

表12

车载端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、结果标识、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流指令值，车载端设备锁频成功确认报文消息包参数格式如表13所示：

表13

地面端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流实际值，地面端设备锁频成功确认报文消息包参数格式如表14所示：

表14

实施例2：

本发明提供了一拖多无线充电桩与车载设备的充电准备阶段通信方法，建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

配对检测，用于判断待充电的车辆需要停放的充电位是否正确；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果0，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

如图8所示，在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、配对检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

本实施例中的兼容性检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法内容与上述实施例中的内容一致，增加了配对检测通信环节，用于IVU和CSU交互充电位信息，判断待充电的车辆需要停放的充电位是否正确，目前市场上存在一套地面设备可同时连接多个充电线圈即充电位，为了防止地面设备向错误的充电位上供电，因此加入了配对检测通信环节，再结合兼容性检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法，实现了“一拖多”的场景下的地面设备和车载设备在无线充电时的准备阶段的通信方法的设计。

如图8、9所示，配对检测的通信方法，具体如下：

车载设备的IVU向地面设备的CSU发送配对检测请求报文，CSU判断是否收到配对检测请求报文，如果自发送初始异物请求响应报文起，在设定时间内，未收到配对检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到配对检测请求报文，则进行配对检测，并向IVU发送配对检测请求响应报文，IVU判断是否接收到配对检测请求响应报文，如果自发送配对检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未收到配对检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到配对检测请求响应报文，则进一步判断标识位是否为成功，如果否，则发送结果失败报文，如果是，则发送车辆端配对确认报文，CSU进一步判断是否收到车辆端配对确认报文，如果自发送配对检测请求响应报文起，在设定时间内，并未收到车辆端配对确认报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则向IVU发送地面端配对确认报文，IVU判断是否收到地面端配对确认报文，如果自发送车辆端配对确认报文起，在设定的时间内，并未收到地面端配对确认报文，则发送车辆端错误报文，如果收到，则判断标识位是否成功，如果否，则发送结果失败报文，如果是，则配对成功，配对检测结束。

配对检测请求报文的内容至少包括消息发射端名称、车位标识和车位状态。

表15

配对检测请求响应报文的内容至少包括消息发射端名称、车位标识、结果标识和失败原因值。

表16

车辆端配对确认报文的内容至少包括消息发射端名称和结果标识。

表17

地面端配对确认报文的内容至少包括消息发射端名称和结果标识。

表18

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 (10)

1.一种电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于，建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

2.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于，兼容性检测预检的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送兼容性检测预检请求报文，CSU判断是否收到兼容性检测请求报文，如果自建立通信连接起，在设定时间内，CSU并未接收到兼容性检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到兼容性检测请求报文，则向IVU发送兼容性检测预检请求响应报文，如果自发送兼容性检测预检请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到兼容性检测预检请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU收到兼容性检测预检请求响应报文，则进一步判断响应标识及IVU检测是否均为成功，如果未成功，则发送结果失败报文，如果成功，则兼容性检测预检结束。

3.根据权利要求2所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于：兼容性检测预检请求报文包括消息发射端名称、车载端设备功率等级、车载端设备谐振补偿电路拓扑、车载端设备线圈类型、车载端设备离地间隙等级、车载端设备异物检测方法、车载端设备活体保护方法、车载端设备对位检测方法、车载端设备输出电压最大值、车载端设备输出电流最大值；

兼容性检测预检请求响应报文包括消息发射端名称、地面端设备功率等级、地面端设备谐振补偿电路拓扑、地面端设备线圈类型、地面端设备离地间隙等级、地面端设备异物检测方法、地面端设备活体保护方法、地面端设备对位检测方法、地面端设备线圈最大电流值和响应结果标识。

4.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于：初始异物检测的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始异物检测请求报文，CSU判断是否收到异物检测请求报文，如果自发送兼容性检测预检请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始异物检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始异物检测请求报文，则向IVU发送初始异物检测请求响应报文，如果自发送初始异物检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始异物检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始异物检测请求响应报文，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始异物检测请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到初始步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始异物检测已经检测完成，则进一步判断地面端初始异物检测结果是否为存在异物，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束；

其中，初始异物检测请求报文包括消息发射端名称；

初始异物检测请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始异物检测结果。

5.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于：初始对位检测的通信方法包括针对LPE方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求启动LPE信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，按原边线圈电流指令值产生电流，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，进行初始对位检测计算，并在计算后，判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则进一步进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LPE信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止原边线圈电流，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LPE信号是否停止，如果自发送停止LPE信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束；

其中，初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LPE信号启停指令和原边线圈电流指令值；

初始对位检测请求响应报文内容包括消息发射端名称、LPE信号启停状态和原边线圈电流实际值。

6.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于：初始对位检测的通信方法还包括针对LF方案的通信方法，具体如下：

IVU向CSU发送初始对位检测请求报文，请求关闭LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始异物检测请求响应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到初始对位检测请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始对位检测请求报文，确认未产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文，如果自发送始对位检测请求报文起，在设定时间内，IVU并未接收到初始对位检测请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始对位检测请求响应报文，则进一步判断是否检测到LF信号，如果未检测到，则选择本车位默认的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，如果检测到LF信号，则说明检测到的信号为相邻车位的LF信号，识别LF信号频率，并为本车位选择不同的LF信号频率，并向CSU发送初始对位检测请求报文请求，启动LF信号，CSU判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定时间内，未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则按LF信号指令值产生LF信号，并向IVU发送初始对位检测请求响应报文,如果IVU自发送初始对位检测请求报文起，在设定时间内，并未收到初始对位检测请求响应报文，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进行初始对位检测计算，并判断初始对位检测是否通过，如果未通过，则继续进行初始对位检测计算，如果自开始进行初始对位检测计算起，在设定的时间内，初始对位检测仍未通过，则发送结果失败报文，如果通过了，则向CSU发送初始对位检测请求报文，请求停止LF信号，CSU进一步判断是否收到初始对位检测请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，在设定的时间内，并未收到初始对位检测请求报文，则发送地面端错误报文，如果CSU收到初始对位检测请求报文，则停止LF信号，并发送初始对位检测请求响应报文至IVU，IVU判断是否收到初始对位检测请求响应报文，如果在设定的时间内并未收到，则发送车辆端错误报文，如果收到，则进一步判断LF信号是否停止，如果自发送停止LF信号的初始对位检测请求报文起，在设定的时间内，并未停止，则发送结果失败报文，如果停止了，则初始对位检测结束。

7.根据权利要求6所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于：初始对位检测请求报文包括消息发射端名称、LF信号启停指令、LF信号频率指令值和LF信号电流指令值；

初始对位检测请求响应报文包括消息发射端名称、LF信号启停状态、LF信号频率实际值、LF信号电流实际值、LF线圈1朝向、LF线圈1的X坐标、LF线圈1的Y坐标、LF线圈1的Z坐标、LF线圈2朝向、LF线圈2的X坐标、LF线圈2的Y坐标、LF线圈2的Z坐标、LF线圈3朝向、LF线圈3的X坐标、LF线圈3的Y坐标、LF线圈3的Z坐标、LF线圈4朝向、LF线圈4的X坐标、LF线圈4的Y坐标、LF线圈4的Z坐标，上述坐标是以功率线圈中心点为原点的坐标系中的坐标。

8.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于，初始活体保护的通信方法具体如下：

IVU向CSU发送初始活体保护请求报文，CSU判断是否收到初始活体保护请求报文，如果自发送初始对位检测请求响应报文起，或在上一个通信环节发送的最后一帧报文起，在设定时间内，未收到初始活体保护请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到初始活体保护请求报文，则向IVU发送初始活体保护请求响应报文，如果自发送初始活体保护请求报文起，在设定时间内，IVU并未收到初始活体保护请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到初始活体保护请求响应报文，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否为检测中，如果是，则进一步判断自发送最后一帧初始活体保护请求报文起，是否已经超过设定时间，如果没有超过设定时间，则返回到判断是否收到初始活体保护请求响应报文的步骤，如果超过设定时间，则发送结果失败报文；如果地面端初始活体保护已经检测完成，则进一步判断地面端初始活体保护检测结果是否存在活体，如果存在则发送结果失败报文，并推荐故障处理方式，如果否，在初始异物检测结束；

其中，初始活体保护请求报文包括消息发射端名称；

初始活体保护请求响应报文包括消息发射端名称、地面端初始活体保护检测结果。

9.根据权利要求1所述的电动汽车无线充电准备阶段通信方法，其特征在于，频率检测及锁定的通信方法具体如下：

IVU开始执行频率检测及锁定，将整流器设置为短路状态，并向CSU发送送频率检测及锁定请求报文，CSU判断是否收到送频率检测及锁定请求报文，如果自发送活体保护请求应报文起，在设定时间内，CSU并未接收到频率检测及锁定请求报文，CSU则发送地面端错误报文，当CSU接收到频率检测及锁定请求报文，则根据原边线圈电流指令值产生频率为工作频率的线电流，并向IVU发送频率检测及锁定请求响应报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，IVU则发送车辆端错误报文，当IVU接收到频率检测及锁定请求响应报文，则进一步判断整流器输入电流是否在设定的范围内，如果不在范围内，则调整原边线圈电流指令值，并返回至发送频率检测及锁定请求报文步骤，如果在设定范围内，则进行频率检测及锁定，并在后续判断是否完成检测及锁定，如果未完成，则继续进行频率检测及锁定，如果自开始进行频率检测及锁定起，在设定时间内，未完成频率检测及锁定，则发送结果失败报文，如果完成检测，则保持原边线圈电流指令值不变，并向CSU发送车辆端锁频成功确认报文，CSU判断是否收到车辆端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求响应报文起，在设定时间内，CSU未收到车辆端锁频成功确认报文，则发送地面端错误报文，如果收到，则保持原边线圈实际电流值与锁定时相同，并向IVU发送地面端锁频成功确认报文，IVU判断是否收到地面端锁频成功确认报文，如果自发送频率检测及锁定请求报文起，在设定时间内，未收到频率检测及锁定请求响应报文，则发送结果失败报文，如果收到，则频率检测及锁定结束；

频率检测及锁定请求报文包括消息发射端名称、原边线圈电流指令值；

频率检测及锁定请求响应报文包括消息发射端名称、锁频响应信号、原边线圈最大允许电流值、原边线圈最小允许电流值、原边线圈电流实际值；

车载端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、结果标识、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流指令值；

地面端设备锁频成功确认报文包括消息发射端名称、在频率检测及锁定环节锁定的原边线圈电流实际值。

10.一拖多无线充电桩与车载设备的充电准备阶段通信方法，其特征在于：建立准备阶段各环节的通信方法，包括：

兼容性检测预检，IVU和CSU交互车载设备和地面设备的基本参数以及功能参数，并进行兼容性判断；

初始异物检测，IVU和CSU交互异物检测结果，并进行判断；

配对检测，用于判断待充电的车辆需要停放的充电位是否正确；

初始对位检测，用于进行车载设备和地面设备的初始对位检测；

初始活体保护，IVU和CSU交互活体保护检测结果，并进行判断；

频率检测及锁定，用于进行车载设备和地面设备的频率检测及锁定；

在车载设备的IVU和地面设备的CSU建立通信后，依次执行兼容性检测预检、初始异物检测、配对检测、初始对位检测、初始活体保护和频率检测及锁定通信方法。

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