CN115923513A - 一种无线放电系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及新能源汽车技术领域，公开了一种无线放电系统，具体包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元和设置在放电插座上的放电接收单元，上述放电发送单元与放电接收单元之间无线连接，放电发送单元用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元，放电接收单元用于接收磁场能，基于磁场能确定第二直流电信号，并将第二直流电信号逆变为第二交流信号，上述第二交流信号通过放电插座供给用电设备，本方案省去了蓄电池和放电插座之间的物理连接，从而使车载蓄电池的放电过程更加便捷。

Description

一种无线放电系统

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，提供了一种无线放电系统。

背景技术

新能源汽车在人们的生活中越来越普及，除了常规的驾驶功能外，新能源汽车的蓄电池(常见蓄电池的电压为直流400V左右)还能够对外提供电能(即220V交流电等)。例如，在驾驶车辆进行露营的过程中，运用车辆的蓄电池放电给电饭煲，进而使电饭煲进行煮饭等的工作。

然而，目前蓄电池对外放电的过程中，需要借助有线的对外放电装置(例如，放电插座)才能实现蓄电池与用电设备(例如，电饭煲等)之间的连接，进而在将直流电转换为220V交流电后供给用电设备。显然，上述放电插座与车辆之间通过有线连接，这样导致为用电设备进行供电的过程比较繁琐。

发明内容

本申请实施例提供一种无线放电系统，用以提升车载蓄电池放电过程的便捷性。

本申请提供的具体技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种无线放电系统，包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元和设置在放电插座上的放电接收单元，其中，放电发送单元与放电接收单元之间无线连接；

放电发送单元，用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元；

放电接收单元，用于接收磁场能，基于磁场能确定第二直流电信号，并将第二直流电信号逆变为第二交流信号，其中，第二交流信号通过放电插座供给用电设备。

可选地，放电发送单元包括第一逆变电路、原边谐振网络和车载通信控制器；

第一逆变电路与车辆的蓄电池相连接，第一逆变电路还与原边谐振网络相连接，车载通信控制器连接在蓄电池与第一逆变电路之间，车载通信控制器与插座通信控制器之间无线连接；

车载通信控制器，用于基于接收到的放电插座能承受的第一电信号的数值和蓄电池能提供的第二电信号的数值中的最小值，确定第一交流信号的目标数值；

第一逆变电路，用于将蓄电池的第一直流电信号转换为目标数值对应的第一交流信号；

原边谐振网络，用于将第一交流信号转换为磁场能，并将磁场能发送给放电接收单元。

可选地，放电接收单元包括副边谐振网络、第二逆变电路和插座通信控制器；

副边谐振网络与第二逆变电路相连接，插座通信控制器连接在副边谐振网络与第二逆变电路之间；

插座通信控制器，用于将放电插座能承受的第一电信号的数值发送给车载通信控制器；

副边谐振网络，用于接收磁场能，并基于磁场能确定第二直流电信号；

第二逆变电路，用于将第二直流电信号逆变为220V的第二交流信号。

可选地，还包括：

车载通信控制器，还用于在检测到蓄电池的电量小于预设电量阈值时，切断蓄电池与第一逆变电路之间的连接。

可选地，还包括：

插座通信控制器，还用于在检测到放电插座的绝缘参数小于预设绝缘阈值时，切断副边谐振网络与第二逆变电路之间的连接。

可选地，还包括：

车载通信控制器，还用于在接收到放电启动信号后连通蓄电池与第一逆变电路之间的连接，其中，放电启动信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

可选地，还包括：

车载通信控制器，还用于在接收到停止放电信号后切断蓄电池与第一逆变电路之间的连接，其中，停止放电信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

可选地，放电发送单元还包括PFC电路；

PFC电路连接在蓄电池与第一逆变电路之间；

PFC电路，用于滤除蓄电池的第一直流电信号中掺杂的杂波信号。

可选地，放电发送单元还包括直流-直流转换器；

直流-直流转换器连接在PFC电路与第一逆变电路之间；

直流-直流转换器，用于将滤除杂波信号的第一直流电信号的第一电压数值转换为第二电压数值。

可选地，放电发送单元与放电接收单元之间的距离不超过5米。

本申请有益效果如下：

综上所述，本申请实施例中，提供的一种无线放电系统，具体包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元和设置在放电插座上的放电接收单元，上述放电发送单元与放电接收单元之间无线连接，放电发送单元用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元，放电接收单元用于接收磁场能，基于磁场能确定第二直流电信号，并将第二直流电信号逆变为第二交流信号，上述第二交流信号通过放电插座供给用电设备，本方案省去了蓄电池和放电插座之间的物理连接，从而使车载蓄电池的放电过程更加便捷。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

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

图1为本申请实施例中蓄电池、放电插座和用电设备之间的连接示意图；

图2为本申请实施例中放电发送单元与放电接收单元之间无线连接的示意图；

图3为本申请实施例中一种放电发送单元的内部连接示意图；

图4为本申请实施例中另一种放电发送单元的内部连接示意图；

图5为本申请实施例中一种放电接收单元的内部连接示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请文件中记载的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请技术方案保护的范围。

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使用除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

下面结合附图对本申请优选的实施方式进行详细说明。

参阅图1所示，本申请实施例对应的放电场景中，包含了蓄电池、放电插座和用电设备，即车辆上的蓄电池在与放电插座无线连接后，将蓄电池中的直流电能转换为220V的交流电，进而将该220V的交流电供给用电设备(例如，电饭锅、烧水壶等等)使用，本申请实施例中的蓄电池与放电插座之间无线连接，下面对本申请实施例中的一种无线放电系统进行具体介绍。

参阅图2所示，本申请实施例中的一种无线放电系统，包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元1和设置在放电插座上的放电接收单元2，其中，放电发送单元1与放电接收单元2之间无线连接。

首先需要进行说明的是，上述车辆上的蓄电池即为新能源车辆的动力电池，即在车辆的行驶过程中，可将上述蓄电池中的电能转换为动能，以驱动车辆运动。同时，当车辆外的用电设备有用电需求时，上述蓄电池亦可以为用电设备提供电能供给。

考虑到用电设备所需的电能通常为交流220V，而上述蓄电池通常为400V的直流电，基于此，需要将上述蓄电池中的电能进行转换后供给用电设备，即蓄电池与放电插座的一端相连接，放电插座的另一端与用电设备相连接。

本申请实施例中的无线放电系统包括放电发送单元1和放电接收单元2，为了便于取到蓄电池中的电能，上述放电发送单元1设置在车辆的蓄电池上，例如，放电发送单元1封装在车辆的蓄电池的电池壳内，为了便于给用电设备供电，上述放电接收单元2设置在放电插座上，例如，将放电接收单元2封装在放电插座内部。并且，本申请实施例中放电发送单元1和放电接收单元2之间无线连接，优选地，放电发送单元1和放电接收单元2之间通过磁场的形式来进行电能的传输。

需要进行说明的是，实施过程中，上述放电发送单元1与放电接收单元2之间的距离不超过5米。

由于，放电发送单元1和放电接收单元2之间的无线连接是通过磁场的形式实现的，即放电发送单元1作为磁场的一极，放电接收单元2作为磁场的另一极，为此，为了保证磁场的有效性，通常，上述放电发送单元1与放电接收单元2之间的距离不超过5米。

下面对放电发送单元1进行具体介绍，放电发送单元1用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元2。

本申请实施例中，放电发送单元1主要用来将蓄电池的直流电能转换为交流电能，进而由交流电能激发生成磁场能，并将上述磁场能无线传输给放电接收单元2。

参阅图3所示，放电发送单元1包括第一逆变电路11、原边谐振网络12和车载通信控制器13。

为了实现上述放电发送单元1的功能，第一逆变电路11与车辆的蓄电池相连接，第一逆变电路11还与原边谐振网络12相连接，车载通信控制器13连接在蓄电池与第一逆变电路11之间，车载通信控制器13与插座通信控制器23之间无线连接。

需要进行说明的是，车载通信控制器13与插座通信控制器23之间能够进行信号的交互(例如，是否开启放电功能、是否关闭放电功能、放电电流要限定成多大等)，进而由车载通信控制器13控制蓄电池与第一逆变电路11之间的连接的通断等。

首先放电过程的开启，即第一逆变电路11与车辆的蓄电池之间连接的建立通过以下方式来触发：

车载通信控制器13，还用于在接收到放电启动信号后连通蓄电池与第一逆变电路11之间的连接，其中，放电启动信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

实施过程中，车辆处于上电状态即通过车钥匙启动了车辆时，或者是，车辆处于网络唤醒状态，即车辆的通信系统处于开启状态时，用户端可通过车载屏幕或者用于控制车辆的应用程序APP触发生成放电启动信号，这样，车载通信控制器13能够在接收到上述放电启动信号后，连通蓄电池与第一逆变电路11之间的连接，即为放电过程的开启做好硬件上的准备。

开启放电过程后，车载通信控制器13，用于基于接收到的放电插座能承受的第一电信号的数值和蓄电池能提供的第二电信号的数值中的最小值，确定第一交流信号的目标数值。

实施过程中，车载通信控制器13与插座通信控制器23之间的无线连接可通过蓝牙、WiFi等来实现。常见的，车载通信控制器13和插座通信控制器23都可选用单片机来实现具体的控制功能。

当放电插座与用电设备连接上之后，插座通信控制器23首先要检测放电插座能承受的第一电信号的数值(例如，第一电信号的电流数值或者电压数值等)，当车载通信控制器13与插座通信控制器23之间的无线连接建立之后，插座通信控制器23会将上述第一电信号的数值发送给车载通信控制器13。需要补充说明的是，用电设备所需的电流通常为交流220V，但与之相连的放电插座能承受的第一电信号的数值通常会大于220V。

同时，车载通信控制器13也会检测蓄电池能提供的第二电信号的数值(例如，第二电信号的电流数值或者电压数值等)，进而将上述第一电信号的数值与第二电信号的数值进行比较，选取出其中的最小值，并将最小值(例如，第一电信号或者第二电信号的数值)确定为第一交流信号的目标数值。

第一逆变电路11，用于将蓄电池的第一直流电信号转换为目标数值对应的第一交流信号。

通常，车辆上的蓄电池为400V的直流电，即第一直流电信号为400V的直流电，实施过程中，运用第一逆变电路11将上述第一直流电信号转换为第一交流信号，其中，第一交流信号的具体数值即为上述确定出来的最小值。

原边谐振网络12，用于将第一交流信号转换为磁场能，并将磁场能发送给放电接收单元2。

实施过程中，在得到第一交流信号后，进一步由第一交流信号来生成磁场，即通过原边谐振网络12将第一交流信号转换为磁场能，并由原边谐振网络12将上述磁场能以无线传输的方式发送给放电接收单元2。

另外，为了保证蓄电池使用的安全性，本申请实施例还包括：

车载通信控制器13，还用于在检测到蓄电池的电量小于预设电量阈值时，切断蓄电池与第一逆变电路11之间的连接。

实施过程中，车载通信控制器13能够实时检测与之相连的蓄电池的电量，并将检测到的电量与预设电量阈值进行比较，上述预设电量阈值用来表征蓄电池允许对外放电的最小电量值，这样，在检测到蓄电池的电量小于预设电量阈值时，即表明当前蓄电池的电量较低，无法继续对外放电了，这种情况下，车载通信控制器13能够切断蓄电池与第一逆变电路11之间的连接，进而保证了蓄电池使用的安全性，有效避免了蓄电池电量过低无法保证车辆正常行驶的情况出现。

另外，为了对放电过程进行有效控制，本申请实施例还包括：

车载通信控制器13，还用于在接收到停止放电信号后切断蓄电池与第一逆变电路11之间的连接，其中，停止放电信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

同样的，车辆处于上电状态即通过车钥匙启动了车辆时，或者是，车辆处于网络唤醒状态，即车辆的通信系统处于开启状态时，用户端可通过车载屏幕或者用于控制车辆的应用程序APP触发生成停止放电信号，这样，车载通信控制器13能够在接收到上述停止放电信号后，切断蓄电池与第一逆变电路11之间的连接，即停止上述放电过程。

考虑到蓄电池中掺杂的杂波较多，参阅图4所示，放电发送单元1还包括PFC电路10。

PFC电路10连接在蓄电池与第一逆变电路11之间。PFC电路10，用于滤除蓄电池的第一直流电信号中掺杂的杂波信号。

实施过程中，为了使第一直流电信号更为稳定，通过PFC电路10滤除蓄电池的第一直流电信号中掺杂的杂波信号，在此基础上再进行后续的放电转换过程等。

另外，考虑到蓄电池的直流电压较高，放电发送单元1还包括直流-直流转换器10’。

直流-直流转换器10’连接在PFC电路10与第一逆变电路11之间。直流-直流转换器10’，用于将滤除杂波信号的第一直流电信号的第一电压数值转换为第二电压数值。

本申请实施例中，为了在进行第一次逆变过程前，有效降低第一直流电信号的数值，运用直流-直流转换器10’对上述滤除杂波信号的第一直流电信号进行降压处理，具体的，将第一直流电信号的第一电压数值(常见为400V)转换为第二电压数值(常见为300V)。

下面对放电接收单元2进行具体介绍，放电接收单元2用于接收磁场能，基于磁场能确定第二直流电信号，并将第二直流电信号逆变为第二交流信号，其中，第二交流信号通过放电插座供给用电设备。

本申请实施例中，放电接收单元2主要用来无线接收上述磁场能，进而将接收到的磁场能转换为直流电能，以及，将直流电能转变为交流电能，并将上述交流电能通过放电插座供给用电设备。

参阅图5所示，放电接收单元2包括副边谐振网络21、第二逆变电路22和插座通信控制器23。

为了实现上述放电接收单元2的功能，副边谐振网络21与第二逆变电路22相连接，插座通信控制器23连接在副边谐振网络21与第二逆变电路22之间。

插座通信控制器23，用于将放电插座能承受的第一电信号的数值发送给车载通信控制器13。

为了使放电过程顺利进行，插座通信控制器23首先要检测放电插座能承受的第一电信号的数值(例如，第一电信号的电流数值或者电压数值等)，当车载通信控制器13与插座通信控制器23之间的无线连接建立之后，插座通信控制器23会将上述第一电信号的数值发送给车载通信控制器13，从而能够使放电发送单元1确定转换过程中的电信号的数值。

副边谐振网络21，用于接收磁场能，并基于磁场能确定第二直流电信号。

实施过程中，副边谐振网络21与上述原边谐振网络12相互配合，具体的副边谐振网络21接收由原边谐振网络12发出的磁场能，这样，副边谐振网络21就能够将上述磁场能进一步转换为第二直流电信号。

第二逆变电路22，用于将第二直流电信号逆变为220V的第二交流信号。

考虑到用电设备使用的电能通常为220V的交流电，为了能够给用电设备进行供电，实施过程中，通过第二逆变电路22将上述第二直流电信号逆变为220V的第二交流信号，上述220V的第二交流信号即提供给用电设备使用_。

另外，为了保证用电设备在上述放电过程中的安全性，本申请实施例还包括：

插座通信控制器23，还用于在检测到放电插座的绝缘参数小于预设绝缘阈值时，切断副边谐振网络21与第二逆变电路22之间的连接。

实施过程中，插座通信控制器23还会实时检测与之相连的放电插座的绝缘参数，当检测到放电插座的绝缘参数小于预设绝缘阈值时，即说明放电插座存在安全隐患，在这种情况下，插座通信控制器23切断副边谐振网络21与第二逆变电路22之间的连接，即不再为用电设备提供电能。

综上所述，本申请实施例中提供的一种无线放电系统，具体包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元和设置在放电插座上的放电接收单元，上述放电发送单元与放电接收单元之间无线连接，放电发送单元用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元，放电接收单元用于接收磁场能，基于磁场能确定第二直流电信号，并将第二直流电信号逆变为第二交流信号，上述第二交流信号通过放电插座供给用电设备，本方案省去了蓄电池和放电插座之间的物理连接，从而使车载蓄电池的放电过程更加便捷。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品系统。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品系统的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品系统的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无线放电系统，其特征在于，包括：设置在车辆的蓄电池上的放电发送单元和设置在放电插座上的放电接收单元，其中，所述放电发送单元与所述放电接收单元之间无线连接；

所述放电发送单元，用于将车辆上的蓄电池的第一直流电信号转换为第一交流信号，并将所述第一交流信号以磁场能的形式发送给放电接收单元；

所述放电接收单元，用于接收所述磁场能，基于所述磁场能确定第二直流电信号，并将所述第二直流电信号逆变为第二交流信号，其中，所述第二交流信号通过所述放电插座供给用电设备。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放电发送单元包括第一逆变电路、原边谐振网络和车载通信控制器；

所述第一逆变电路与车辆的蓄电池相连接，所述第一逆变电路还与所述原边谐振网络相连接，所述车载通信控制器连接在所述蓄电池与所述第一逆变电路之间，所述车载通信控制器与插座通信控制器之间无线连接；

所述车载通信控制器，用于基于接收到的所述放电插座能承受的第一电信号的数值和所述蓄电池能提供的第二电信号的数值中的最小值，确定所述第一交流信号的目标数值；

所述第一逆变电路，用于将所述蓄电池的第一直流电信号转换为所述目标数值对应的所述第一交流信号；

所述原边谐振网络，用于将所述第一交流信号转换为磁场能，并将所述磁场能发送给放电接收单元。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述放电接收单元包括副边谐振网络、第二逆变电路和所述插座通信控制器；

所述副边谐振网络与所述第二逆变电路相连接，所述插座通信控制器连接在所述副边谐振网络与所述第二逆变电路之间；

所述插座通信控制器，用于将所述放电插座能承受的第一电信号的数值发送给所述车载通信控制器；

所述副边谐振网络，用于接收所述磁场能，并基于所述磁场能确定第二直流电信号；

所述第二逆变电路，用于将所述第二直流电信号逆变为220V的第二交流信号。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述车载通信控制器，还用于在检测到所述蓄电池的电量小于预设电量阈值时，切断所述蓄电池与所述第一逆变电路之间的连接。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述插座通信控制器，还用于在检测到所述放电插座的绝缘参数小于预设绝缘阈值时，切断所述副边谐振网络与所述第二逆变电路之间的连接。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述车载通信控制器，还用于在接收到放电启动信号后连通所述蓄电池与所述第一逆变电路之间的连接，其中，所述放电启动信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

所述车载通信控制器，还用于在接收到停止放电信号后切断所述蓄电池与所述第一逆变电路之间的连接，其中，所述停止放电信号是用户端在车辆处于上电状态或者网络唤醒状态时触发生成的。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放电发送单元还包括PFC电路；

所述PFC电路连接在所述蓄电池与所述第一逆变电路之间；

所述PFC电路，用于滤除所述蓄电池的第一直流电信号中掺杂的杂波信号。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述放电发送单元还包括直流-直流转换器；

所述直流-直流转换器连接在所述PFC电路与所述第一逆变电路之间；

所述直流-直流转换器，用于将滤除杂波信号的第一直流电信号的第一电压数值转换为第二电压数值。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述放电发送单元与所述放电接收单元之间的距离不超过5米。

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