一种无线充电控制方法、装置和车辆与流程

1.本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电控制方法、装置和车辆。


背景技术：

2.无线充电技术是一种非接触式的供电方式，整套无线充电系统由地面端-车端-电池组成，并通过无线通讯系统实现数据的交互。电网侧电能通过无线电能传输技术，将电能传输到电池并进行存储，地面端接收车端充电电压、电流等无线通讯数据，通过控制地面端的有源器件(开关管)的通断，控制车端电池的充电电压、电流，形成闭环控制。
3.在现有技术中，通过无线通讯进行数据交互的时间周期长，对充电电压控制得不理想，一旦出现通讯异常，且充电电压过大，达到过压保护条件时，可能出现短时失控，直接影响系统的可靠性。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种无线充电控制方法、装置和车辆，用以解决无线充电过程中，出现通讯异常，且充电电压过大时，无法快速控制的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供如下技术方案：
6.本发明第一方面实施例提供一种无线充电控制方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括地端充电电路，及与所述地端充电电路耦合的车端充电电路，在所述车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，所述方法包括：
7.获取所述车端充电电路的输出电压值与预设电压值；
8.将所述输出电压值与所述预设电压值进行对比，得到对比结果；
9.根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态。
10.可选地，所述根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态，包括：
11.当所述对比结果满足充电保护条件时，控制两个所述控制开关切换至闭合状态。
12.可选地，所述方法还包括：
13.当所述输出电压值大于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电保护条件。
14.可选地，所述方法还包括：
15.两个所述控制开关切换至闭合状态后，控制所述地端充电电路的一次侧电流由谐波电流组成；
16.控制所述车端充电电路的输出电流值调整为零，所述输出电压值调整为零。
17.可选地，所述根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态，还包括：
18.当所述对比结果满足充电安全条件时，控制两个所述控制开关切换至断开状态。
19.可选地，所述方法还包括：
20.当所述输出电压值小于或等于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充
电安全条件。
21.可选地，所述方法还包括：
22.两个所述控制开关切换至断开状态后，控制所述地端充电电路一次侧电流由基波电流和谐波电流组成；
23.控制所述车端充电电路的二次侧电流由基波电流和谐波电流组成。
24.可选地，所述方法还包括：
25.接收到充电完成信号时，控制所述地端充电电路断开与地端电源的连接，并控制两个所述控制开关闭合；
26.若地端补偿电容内的电压小于设定阈值，控制两个所述控制开关切换至断开状态，完成关机。
27.本发明第二方面实施例提供一种无线充电控制装置，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括地端充电电路，及与所述地端充电电路耦合的车端充电电路，在所述车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，所述装置包括：
28.电压获取模块，用于获取所述车端充电电路的输出电压值与预设电压值；
29.对比模块，用于将所述输出电压值与所述预设电压值进行对比，得到对比结果；
30.控制模块，用于根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态。
31.可选地，所述控制模块包括：
32.第一控制单元，用于当所述对比结果满足充电保护条件时，控制两个所述控制开关切换至闭合状态。
33.可选地，所述控制模块还包括：
34.第一判断模块，用于当所述输出电压值大于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电保护条件。
35.可选地，所述控制模块还包括：
36.第一电流控制单元，用于两个所述控制开关切换至闭合状态后，控制所述地端充电电路的一次侧电流由谐波电流组成；
37.控制所述车端充电电路的输出电流值调整为零，所述输出电压值调整为零。
38.可选地，所述控制模块还包括：
39.第二控制单元，用于当所述对比结果满足充电安全条件时，控制两个所述控制开关切换至断开状态。
40.可选地，所述控制模块还包括：
41.第二判断单元，用于当所述输出电压值小于或等于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电安全条件。
42.可选地，所述控制模块包括：
43.第二电流控制单元，用于两个所述控制开关切换至断开状态后，控制所述地端充电电路一次侧电流由基波电流和谐波电流组成；
44.控制所述车端充电电路的二次侧电流由基波电流和谐波电流组成。
45.可选地，所述装置还包括：
46.关机模块，用于接收到充电完成信号时，控制所述地端充电电路断开与地端电源
的连接，并控制两个所述控制开关闭合；
47.若地端补偿电容内的电压小于设定阈值，控制两个所述控制开关切换至断开状态，完成关机。
48.本发明第三方面实施例提供一种车辆，包括上述的无线充电控制装置。
49.本发明的有益效果是：
50.本发明方案，提供一种无线充电控制方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括地端充电电路，及与所述地端充电电路耦合的车端充电电路，在所述车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，所述方法包括：获取所述车端充电电路的输出电压值与预设电压值；将所述输出电压值与所述预设电压值进行对比，得到对比结果；根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态。相较于现有技术中，当输出电压值与预设电压值的对应关系发生变化时，需要通过无线通讯的控制方式，传输至地端控制器，通过所述地端控制器来控制输出至车辆的动力电池的输出电压值，本发明方案，当输出电压值与预设电压值的对应关系发生变化时，能够通过控制两个控制开关的开闭状态，来调整车端充电电路的能量是否能输出至车辆的动力电池，有利于避免由于通讯延时导致充电电压失控，造成对动力电池的损伤的问题，提高无线充电系统的可靠性。
附图说明
51.图1表示本发明实施例提供的无线充电控制方法的流程示意图；
52.图2表示本发明实施例提供的无线充电系统的结构示意图；
53.图3表示本发明实施例提供的无线充电控制装置的结构示意图。
54.附图标记说明：
55.1-地端充电电路；2-车端充电电路；201-能量传输电路；202-ac-dc变换电路。
具体实施方式
56.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
57.本发明针对无线充电过程中，出现通讯异常时，无法快速控制充电电压的问题，提供一种无线充电控制方法、装置和车辆。
58.如图1所示，本发明第一方面实施例提供一种无线充电控制方法，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括地端充电电路，及与所述地端充电电路耦合的车端充电电路，在所述车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，所述方法包括：
59.步骤101：获取所述车端充电电路的输出电压值与预设电压值；
60.步骤102：将所述输出电压值与所述预设电压值进行对比，得到对比结果；
61.步骤103：根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态。
62.需要说明的是，如图2所示，本发明实施例中，无线充电系统包括地端充电电路1，及与所述地端充电电路1耦合的车端充电电路2，能量传输方向为由地端充电电路1向车端充电电路2的方向，所述车端充电电路2包括能量传输电路201和ac-dc变换电路202，所述
ac-dc变换电路202的输入端与所述能量传输电路201连接，所述ac-dc变换电路202的输出端与车辆的动力电池连接。所述ac-dc变换电路202包括两个桥臂，每个桥臂上分别设置有串联的两个整流二极管，其中第一桥臂上设置有第一整流二极管d1和第二整流二极管d2，第二桥臂上设置有第三整流二极管d3和第四整流二极管d4。所述第二整流二极管d2的负极接第一整流二极管d1的正极，所述第一整流二极管d1的负极接第一输出端子。所述第四整流二极管d4的负极接第三整流二极管d3的正极，所述第三整流二极管d3的负极接所述第一输出端子；所述第一整流二极管d1的正极还与所述能量传输电路201的第一输出端连接；所述第四整流二极管d1的负极还与所述能量传输电路201的第二输出端连接；所述第二整流二极管d2的正极和第四整流二极管d4的正极均连接至第二输出端子。两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路202中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，在本实施例中，控制开关s5与整流二极管d1并联，控制开关s6与整流二极管d3并联。
63.在现有技术中，当车端控制器检测到车端充电电路2输出至车辆的动力电池的输出电压值u
bat
与预设电压值u
ref
的对应关系发生变化时，需要通过无线通讯的传输方式，传输至地端控制器，进而控制所述地端充电电路1与地面端电源的断开或连接，来控制车端充电电路2是否能向车辆的动力电池的输出能量。在本发明实施例中，设置两个分别与所述ac-dc变换电路202中的连接同一输出端的两个整流二极管并联的控制开关s5和s6，通过控制两个控制开关s5和s6的开闭状态，来调整车端充电电路的能量是否可以输出至动力电池，有利于避免由于通讯延时导致充电电压失控，造成对动力电池的损伤的问题，提高无线充电系统的可靠性。
64.所述根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态，包括：
65.当所述对比结果满足充电保护条件时，控制两个所述控制开关切换至闭合状态。
66.所述方法还包括：
67.当所述输出电压值大于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电保护条件。
68.所述方法还包括：
69.两个所述控制开关切换至闭合状态后，控制所述地端充电电路的一次侧电流由谐波电流组成；
70.控制所述车端充电电路的输出电流值调整为零，所述输出电压值调整为零。
71.需要说明的是，当车端充电电路2输出至车辆的动力电池的输出电压值u
bat
大于预设电压值u
ref
时，确定需要进行充电保护，此时，控制两个控制开关s5和s6切换至闭合状态，ac-dc变换电路202短路，且车端充电电路2的桥臂电压u
ab_rms
为零，地端充电电路1的一次侧电流ilf1值也为零，车端充电电路2的二次侧电流ilf2由谐波电流组成，实际充入动力电池的电流值变为零，因此，车端充电电路2的ac-dc变换电路202断开与动力电池的连接，车端充电电路2停止向车辆的动力电池的输出能量，此种方式可以避免对动力电池造成损伤。
72.所述根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态，还包括：
73.当所述对比结果满足充电安全条件时，控制两个所述控制开关切换至断开状态。
74.所述方法还包括：
75.当所述输出电压值小于或等于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电安全条件。
76.所述方法还包括：
77.两个所述控制开关切换至断开状态后，控制所述地端充电电路一次侧电流由基波电流和谐波电流组成；
78.控制所述车端充电电路的二次侧电流由基波电流和谐波电流组成。
79.需要说明的是，当车端充电电路2输出至车辆的动力电池的输出电压值u
bat
小于预设电压值u
ref
时，确定充电处于安全状态，此时，控制两个控制开关s5和s6切换至断开状态，所述地端充电电路一次侧电流由基波电流和谐波电流组成，车端充电电路的二次侧电流由基波电流和谐波电流组成，地端充电电路1的能量传输至车端充电电路2，且车端充电电路2的能量可以传输至动力电池，进行正常的充电操作。
80.所述方法还包括：
81.接收到充电完成信号时，控制所述地端充电电路断开与地端电源的连接，并控制两个所述控制开关闭合；
82.若地端补偿电容内的电压小于设定阈值，控制两个所述控制开关切换至断开状态，完成关机。
83.需要说明的是，当车端充电电路完成充电时，发送充电完成信号至地端充电电路，控制所述地端充电电路断开与地端电源的连接，但由于地端充电电路中的补偿电容中所存储的能量不能主动释放，使得地端控制器控制地端充电电路与地端源断开后，地端充电电路的补偿电容内仍存在高压，此时控制两个控制开关切换至闭合状态，使车端充电电路短路，避免了高压向动力电池传输时可能对动力电池造成的损伤，同时由于车端充电电路短路，使得补偿电容中所存储的能量的释放速度加快，有利于避免人员触碰时发生触电危险的风险，同时，避免了因母线电容中储存有较多能量对再次启动造成影响，使启动时间较长的问题。
84.若地端补偿电容内的电压小于设定阈值，其中所述设定阈值为不会造成人体伤害，且不会影响充电再次启动的电压值，控制两个所述控制开关切换至断开状态，便于实现再次对车辆进行无线充电。
85.如图3所示，本发明第二方面实施例提供一种无线充电控制装置，应用于无线充电系统，所述无线充电系统包括地端充电电路，及与所述地端充电电路耦合的车端充电电路，在所述车端充电电路的ac-dc变换电路上设置有两个控制开关，两个所述控制开关分别与所述ac-dc变换电路中的连接同一输出端的两个整流二极管并联，所述装置包括：
86.电压获取模块301，用于获取所述车端充电电路的输出电压值与预设电压值；
87.对比模块302，用于将所述输出电压值与所述预设电压值进行对比，得到对比结果；
88.控制模块303，用于根据所述对比结果，控制两个所述控制开关的开闭状态。
89.所述控制模块303包括：
90.第一控制单元，用于当所述对比结果满足充电保护条件时，控制两个所述控制开关切换至闭合状态。
91.所述控制模块303还包括：
92.第一判断模块，用于当所述输出电压值大于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电保护条件。
93.所述控制模块303还包括：
94.第一电流控制单元，用于两个所述控制开关切换至闭合状态后，控制所述地端充电电路的一次侧电流由谐波电流组成；
95.控制所述车端充电电路的输出电流值调整为零，所述输出电压值调整为零。
96.所述控制模块303还包括：
97.第二控制单元，用于当所述对比结果满足充电安全条件时，控制两个所述控制开关切换至断开状态。
98.所述控制模块303还包括：
99.第二判断单元，用于当所述输出电压值小于或等于所述预设电压值时，确定所述对比结果满足所述充电安全条件。
100.所述控制模块303还包括：
101.第二电流控制单元，用于两个所述控制开关切换至断开状态后，控制所述地端充电电路一次侧电流由基波电流和谐波电流组成；
102.控制所述车端充电电路的二次侧电流由基波电流和谐波电流组成。
103.所述装置还包括：
104.关机模块，用于接收到充电完成信号时，控制所述地端充电电路断开与地端电源的连接，并控制两个所述控制开关闭合；
105.若地端补偿电容内的电压小于设定阈值，控制两个所述控制开关切换至断开状态，完成关机。
106.本发明第三方面实施例提供一种车辆，包括上述的无线充电控制装置。
107.需要说明的是，设置有上述的无线充电控制装置的车辆，在进行无线充电过程中，输出电压值与预设电压值的对应关系发生变化时，通过两个控制开关的开闭状态，来调整车端充电电路的能量是否能输出至车辆的动力电池，有利于避免由于通讯延时导致充电电压失控，造成对动力电池的损伤的问题，提高无线充电系统的可靠性。
108.以上所述的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人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。