CN107284259B - 用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法 - Google Patents

用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法，直流充电***包括充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路及主控模块，充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路均与主控模块连接；其通过充电协议分别与直流充电桩和电池***握手，并通过辅DC/DC变换电路形成虚拟电压以诱导直流充电桩进行充电。本发明设置辅DC/DC变换电路将电池电压升高至与充电电压相匹配，充电桩获取升高的电池电压信号，并通过主DC/DC变换电路向电池充电，且主DC/DC变换电路可将充电电压降低至与电池电压相匹配，从而实现了对任意低电压电池***进行直流充电。

Description

用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法
技术领域
本发明涉及充电技术，尤其是涉及一种用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法。
背景技术
目前，对电动汽车充电的方式主要为两种：交流慢充和直流快充，其分别通过交流充电桩和直流充电桩实现。其中，直流充电桩在进行充电时需要与电池***进行握手以便于确定电池电压与充电电压是否满足要求，当电池电压与直流充电桩的充电电压不匹配时，直流充电桩则无法进行充电。尤其是对于低电压电池***的电动汽车，其电池电压不在大部分国标充电桩输出范围内，无法进行直流充电。有鉴于此，设计了一套适用于低电压***的直流充电***，采用电压变换、通讯变换实现低压电池***与国标充电桩进行连接，进行直流快速充电。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于低电压电池***的直流充电***及其充电方法，解决现有技术中车载充电机在电池电压与充电电压不匹配时无法充电的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种用于低电压电池***的直流充电***，包括充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路及主控模块，所述主DC/DC变换电路的输入端与所述充电桩接口连接、输出端与所述电池接口连接，所述辅DC/DC变换电路的输入端与所述电池接口连接、输出端与所述充电桩接口连接，所述充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路均与所述主控模块连接。
优选的，所述充电桩接口包括充电桩功率接口、充电桩连接确认接口和充电桩通讯接口，所述电池接口包括电池功率接口、和池通讯接口，所述主DC/DC变换电路的输入端和辅DC/DC变换电路的输出端均与充电桩功率接口连接，所述主DC/DC变换电路的输出端和辅DC/DC变换电路的输入端均与电池功率接口连接，所述充电桩通讯接口、充电桩连接确认接口和电池通讯接口均与所述主控模块连接。
优选的所述主DC/DC变换电路为直流降压电路，所述辅DC/DC变换电路为直流升压电路。
同时，本发明还提供一种低电压电池***的直流充电方法，包括如下步骤：
(1)通过充电协议分别与电池***和直流充电桩进行握手，并分别获取第一握手电压和第二握手电压；
(2)将电池***的电池电压提高以形成与第二握手电压相匹配的虚拟电压，并将虚拟电压发送至直流充电桩；
(3)直流充电桩获取虚拟电压并与电池***导通；
(4)降低直流充电桩的充电电压并形成与第一握手电压相匹配的充入电压。
优选的，所述步骤(3)还包括停止继续产生虚拟电压。
与现有技术相比，本发明设置一辅DC/DC变换电路将电池电压升高至与充电电压相匹配，以便于充电桩获取该升高的电池电压信号，使得充电桩能够通过主DC/DC变换电路向电池充电，且主DC/DC变换电路可将充电电压降低至与电池电压相匹配，从而实现了对任意低电压电池***进行直流充电。
附图说明
图1是本发明的用于低电压电池***的直流充电***的连接框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种用于低电压电池***的直流充电***100，包括充电桩接口11、电池接口12、主DC/DC变换电路13、辅DC/DC变换电路14及主控模块15，所述主DC/DC变换电路13的输入端与所述充电桩接口11连接、输出端与所述电池接口12连接，所述辅DC/DC变换电路14的输入端与所述电池接口12连接、输出端与所述充电桩接口11连接，所述充电桩接口11、电池接口12、主DC/DC变换电路13、辅DC/DC变换电路14均与所述主控模块15连接。
本实施例具体充电时，充电桩接口11可与直流充电桩200连接、电池接口12与电池***300连接，直流辅助电源则给予直流充电***100以电能支撑，同时直流充电***100可给予电池***300的BMS***供电，其供电方式为现有的常规方式；主控模块15在与直流充电桩200连接后，其可对充电桩接口11进行检测，并与直流充电桩200进行握手、绝缘耐压检测、基础信号检测等，同时主控模块15对电池***的电池电压进行检测，并与BMS***进行握手，主控模块15进行上述处理均按现行的国标充电协议中的充电协议进行处理，故本实施例不对其作详细赘述，需要说明的是本实施例主控模块15可分别与直流充电桩200和电池***300的BMS***进行握手，并确定对应的握手电压。而且，本实施例低电压电池***主要是指电压低于300V的电池***。
具体的，主控模块15通过充电协议分别与电池***300和直流充电桩200进行握手，并分别获取第一握手电压和第二握手电压，第一握手电压和第二握手电压一般分别与电池电压和充电电压大致相同；当获取第一握手电压和第二握手电压后，主控模块15控制辅DC/DC变换电路14开启，其可将电池***300的电池电压提高以形成与第二握手电压相匹配的虚拟电压，并将虚拟电压发送至直流充电桩，由于该虚拟电压与第二握手电压相匹配，其满足主控模块15与直流充电桩200之间的握手要求，故直流充电桩200在获取虚拟电压后控制与电池***300导通，对应的，主控模块15控制主DC/DC变换电路13工作以降低直流充电桩200的充电电压，而降低后的充电电压可形成一与第一握手电压相匹配的充入电压，使得该充入电压可顺利充入电池***300。为了便于说明，本实施例以直流充电桩200的充电电压为300V、电池***300的电池电压为100V进行说明，主控模块15可通过检测获取300V的充电电压及100V的电池电压，其与直流充电桩200和电池***300的BMS***通过充电协议确定的第一握手电压为100V、第二握手电压为300V，由于主控模块15与直流充电桩200和BMS***确定的握手电压不同，故本实施例设置辅DC/DC变换电路14将100V的电池电压转换为300V的虚拟电压，并将转换后的300V的虚拟电压的电压信号输送至直流充电桩200，由于直流充电桩200获取的为300V的电压信号，该电压信号与其握手的第二握手电压信号相匹配，故直流充电桩200控制闭合其输出继电器，以对电池***提供功率电源，该功率电源可通过主DC/DC变换电路13对电池***进行充电，且主DC/DC变换电路13可将300V的充电电压降低至100V的充入电压，以便于与第一握手电压相匹配，从而保证电池***300的顺利充电。
其中，本实施例所述充电桩接口11包括充电桩功率接口、充电桩连接确认接口和充电桩通讯接口，所述电池接口12包括电池功率接口和电池通讯接口，所述主DC/DC变换电路13的输入端和辅DC/DC变换电路14的输出端均与充电桩功率接口连接，所述主DC/DC变换电路13的输出端和辅DC/DC变换电路14的输入端均与电池功率接口连接，所述充电桩通讯接口、充电桩连接确认接口和电池通讯接口均与所述主控模块15连接。具体设置时，本实施例充电桩功率接口、充电桩连接确认接口、充电桩通讯接口、电池功率接口和电池通讯接口均按现行GBT 20234.3-2015国标实施。其中，充电桩接口11的各连接触头如表1所示，电池接口12的各连接触头如表2所示：
表1
Figure BDA0001323585630000041
表2
Figure BDA0001323585630000042
本实施例所述主DC/DC变换电路13为直流降压电路，所述辅DC/DC变换电路14为直流升压电路。其中，本实施例主DC/DC变换电路13优选采用隔离的移相全桥，而辅DC/DC变换电路14则优选采用BOOST电路。
与现有技术相比，本发明设置一辅DC/DC变换电路14将电池电压升高至与充电电压相匹配，以便于充电桩获取该升高的电池电压信号，使得充电桩能够通过主DC/DC变换电路13向电池充电，且主DC/DC变换电路13可将充电电压降低至与电池电压相匹配，从而实现了对任意低电压电池***进行直流充电。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于低电压电池***的直流充电***，其特征在于，包括充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路及主控模块，所述主DC/DC变换电路的输入端与所述充电桩接口连接、输出端与所述电池接口连接，所述辅DC/DC变换电路的输入端与所述电池接口连接、输出端与所述充电桩接口连接，所述充电桩接口、电池接口、主DC/DC变换电路、辅DC/DC变换电路均与所述主控模块连接；其中，通过充电协议分别与电池***和直流充电桩进行握手，并分别获取第一握手电压和第二握手电压，所述辅DC/DC变换电路用于将电池***的电池电压提高以形成与第二握手电压相匹配的虚拟电压，并将虚拟电压发送至直流充电桩，以满足主控模块与直流充电桩之间的握手要求，所述主DC/DC变换电路用于降低直流充电桩的充电电压，降低后的充电电压可形成一与第一握手电压相匹配的充入电压，使得该充入电压充入电池***。
2.根据权利要求1所述的用于低电压电池***的直流充电***，其特征在于，所述充电桩接口包括充电桩功率接口、充电桩连接确认接口和充电桩通讯接口，所述电池接口包括电池功率接口、电池通讯接口，所述主DC/DC变换电路的输入端和辅DC/DC变换电路的输出端均与充电桩功率接口连接，所述主DC/DC变换电路的输出端和辅DC/DC变换电路的输入端均与电池功率接口连接，所述充电桩通讯接口、充电桩连接确认接口和电池通讯接口均与所述主控模块连接。
3.根据权利要求2所述的用于低电压电池***的直流充电***，其特征在于，所述主DC/DC变换电路为直流降压电路，所述辅DC/DC变换电路为直流升压电路。
4.一种低电压电池***的直流充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)通过充电协议分别与电池***和直流充电桩进行握手，并分别获取第一握手电压和第二握手电压；
(2)将电池***的电池电压提高以形成与第二握手电压相匹配的虚拟电压，并将虚拟电压发送至直流充电桩；
(3)直流充电桩获取虚拟电压并与电池***导通；
(4)降低直流充电桩的充电电压并形成与第一握手电压相匹配的充入电压。
5.根据权利要求4所述的低电压电池***的直流充电方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括停止继续产生虚拟电压。
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