无线充电系统及其功率传输控制方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种无线充电系统及用于该无线充电系统的功率传输控制的方法。该无线充电系统包含无线充电发射端及无线充电接收端，该方法包括：控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输；检测电池电压是否小于预设电压值；在所述电池电压大于或等于所述预设电压值的情况下，控制所述无线充电系统以恒压充电的方式进行功率传输。发明专利技术实施例提供一种无线充电系统及用于该无线充电系统的功率传输控制的方法，首先使用恒流充电方式进充电、之后采用恒压充电方式进行充电，可充分利用单一的恒压充电方式及恒流充电方式所存在的优点，并避开其各自的缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线充电
，具体地，涉及一种无线充电系统及用于该无线充电系统的功率传输控制的方法。
技术介绍
电动汽车(EV)具有绿色环保、零排放等优点，因此得到了快速发展。目前，电动汽车以有线充电为主，这种充电方式存在插电容易产生火花、磨损，不够安全，不易维护等缺点。无线电能传输技术摆脱了对导线的依赖，可以有效克服上述缺点，使得电动汽车的供电有了新的选择。一种典型的无线充电系统如图1所示，首先，单相或三相电源11经过AC/DC12整流滤波后变为直流电，经过DC/AC逆变器13变为高频交流电，之后经过原边补偿网络14补偿后通过能量发射机构15将电能转化为空间中的高频交变磁场，能量拾取机构21捕捉磁场，将其转化为电能，经过副边补偿网络22补偿、AC/DC23整流滤波后即可为车载动力电池24充电。由于受充电电池工作状态和充电时间等限制，要求传输功率的变化保持在一定范围内，即保持传输功率稳定。但是本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，由于不同电动汽车底盘高度不同，汽车充电时能量发射和拾取机构对正程度不同，导致耦合系数发生变化，进而影响到传输功率。另外，对于电动汽车动力电池，典型的充电方法有：恒流充电法及恒压充电法。其中恒流充电在开始阶段充电电流相对较小，后期充电电流又相对过大，整个充电时间过长、能耗大。恒压充电在开始阶段，电池电动势小，所以充电电流很大，影响电池寿命，在充电中期和后期，电池电动势升高，充电电流过小，长期充电不足，影响电池的使用寿命。在电动汽车无线充电的研究中，一种典型的补偿网络为双边LCC补偿网络，如图2所示，该补偿网络的特性为充电电流与负载无关，即可实现恒流充电，但这种充电方式在开始阶段充电电流相对较小，后期充电电流又相对过大，整个充电时间过长、能耗大，在充电后期容易对电池造成损伤。另一种典型的补偿网络为LCC-C补偿网络，该副边感应电压具有恒压源特性，但其副边感应电压受耦合系数、补偿网络、电源电压等多个参数的影响，电压值不稳定，若其电压值超过电池电压过多，容易对电池造成损伤。
技术实现思路
针对单一的恒压充电方式及恒流充电方式所存在的问题，本专利技术实施例提供一种无线充电系统及用于该无线充电系统的功率传输控制的方法，其首先使用恒流充电方式进充电、之后采用恒压充电方式进行充电，可充分利用了电池在不同电荷量下的特性及单一的恒压充电方式及恒流充电方式所存在的优点，并避开其各自的缺陷。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种用于无线充电系统的功率传输控制方法，该无线充电系统包含无线充电发射端及无线充电接收端，该方法包括：控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输；检测电池电压是否小于预设电压值；在所述电池电压大于或等于所述预设电压值的情况下，控制所述无线充电系统以恒压充电的方式进行功率传输。可选的，所述恒压充电的方式所采用的充电电压为无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换的瞬间的电池电压的1.2倍。可选的，该方法还包括：检测充电电流是否小于预设电流值；以及在所述充电电流小于所述预设电流值的情况下，控制所述无线充电系统停止以恒压充电的方式进行功率传输。可选的，通过控制所述无线充电系统的补偿网络在双边LCCC补偿网络与LCCC-C补偿网络之间切换，以实现所述无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换。可选的，在控制所述无线充电系统以恒流充电的方式或恒压充电的方式进行功率传输之前，该方法还包括：检测无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数；根据所述无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数，计算所述无线充电系统的无线充电功率；以及在该无线充电功率低于预设功率的情况下，调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿参数，以使得所述无线充电功率大于或等于所述预设功率。可选的，所述调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿参数包含调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿电感。可选的，通过在所述补偿电感处串联电容来调整所述补偿电感。可选的，在该耦合系数低于预设耦合系数的情况下，该方法还包括：提示调整所述无线充电接收端的位置，直至所述耦合系数大于或等于所述预设耦合系数。相应地，本专利技术实施例还提供一种无线充电系统，该无线充电系统包含无线充电发射端及无线充电接收端，该无线充电系统还包括：电池电压检测装置，用于检测电池电压；以及控制装置，用于执行以下操作：控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输；检测电池电压是否小于预设电压值；在所述电池电压大于或等于所述预设电压值的情况下，控制所述无线充电系统以恒压充电的方式进行功率传输。可选的，所述恒压充电的方式所采用的充电电压为无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换的瞬间的电池电压的1.2倍。可选的，该无线充电系统还包括：充电电流检测装置，用于检测充电电流；以及所述控制装置还用于：检测充电电流是否小于预设电流值；以及在所述充电电流小于所述预设电流值的情况下，控制所述无线充电系统停止以恒压充电的方式进行功率传输。可选的，所述补偿网络包含双边LCCC补偿网络与LCCC-C补偿网络，所述控制装置通过控制所述无线充电系统的补偿网络在双边LCCC补偿网络与LCCC-C补偿网络之间切换，以实现所述无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换。可选的，该无线充电系统还包括：耦合系数检测装置，用于检测无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数；在控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输之前，所述控制装置还用于执行以下操作：根据所述无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数，计算所述无线充电系统的无线充电功率；以及在该无线充电功率低于预设功率的情况下，调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿参数，以使得所述无线充电功率大于或等于所述预设功率。可选的，所述调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿参数包含调整所述无线充电发射端和/或所述无线充电接收端的补偿网络的补偿电感。可选的，通过在所述补偿电感处串联电容来调整所述补偿电感。可选的，该系统还包含提示装置，所述控制装置还用于在所述耦合系数低于预设耦合系数的情况下，控制所述提示装置提示调整所述无线充电接收端的位置，直至所述耦合系数大于或等于所述预设耦合系数。通过上述技术方案，可通过检测能量发射机构与能量拾取机构之间的耦合系数，并根据该耦合系数调整补偿网络参数，以达到功率稳定的目的。因为电池的特性是在匮电的时候接受电流的能力强，快充满的时候接受电流的能力弱。要想全过程用恒流充电，那么充电电流就不能过大，以免损伤电池，因此，在充电开始阶段这个充电电流相对电池的接受电流来说相对较小，而后期这个充电电流相对电池的接受电流又相对较大。本专利技术采用恒流充电方式和恒压充电方式相结合的方法，在开始阶段，由于电池接受电流能力强，可以用较大的电流进行恒流充电(就是说“阶段充电”中的恒流充电电流要大于全过程采用“恒流充电”的充电电流)，后面采用恒压(该恒压例如可为电池电压的1.2倍，这个1.2倍可指在由恒流转化为恒压充电这一瞬间电池电压的1.2倍，因为后面电池电压会继续增大，而充电电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线充电系统的功率传输控制方法，该无线充电系统包含无线充电发射端及无线充电接收端，其特征在于，该方法包括：控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输；检测电池电压是否小于预设电压值；在所述电池电压大于或等于所述预设电压值的情况下，控制所述无线充电系统以恒压充电的方式进行功率传输。

【技术特征摘要】
1.一种用于无线充电系统的功率传输控制方法，该无线充电系统包含无线充电发射端及无线充电接收端，其特征在于，该方法包括：控制所述无线充电系统以恒流充电的方式进行功率传输；检测电池电压是否小于预设电压值；在所述电池电压大于或等于所述预设电压值的情况下，控制所述无线充电系统以恒压充电的方式进行功率传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒压充电的方式所采用的充电电压为无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换的瞬间的电池电压的1.2倍。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：检测充电电流是否小于预设电流值；以及在所述充电电流小于所述预设电流值的情况下，控制所述无线充电系统停止以恒压充电的方式进行功率传输。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过控制所述无线充电系统的补偿网络在双边LCCC补偿网络与LCCC-C补偿网络之间切换，以实现所述无线充电系统在恒流充电方式与恒压充电方式之间的切换。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，在控制所述无线充电系统以恒流充电的方式或恒压充电的方式进行功率传输之前，该方法还包括：检测无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数；根据所述无线充电发射端与无线充电接收端之间的耦合系数，计算所述无线充电系统的无线充电功率；以及在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖春燕，柳玉锋，王砥凡，王东阳，魏飞，沈宏奇，主晓琨，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，国网山东省电力公司临沂供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11