CN107591853A - 纯电动汽车充电方法及单元 - Google Patents

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陆群
杨池英
胡兴煜
辛春
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Abstract

本申请提出纯电动汽车充电方法及单元。方法包括：当纯电动汽车处于休眠状态时，若纯电动汽车的VCU确定12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向电池管理***BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过DC‑DC模块向12V蓄电池充电。本申请保证了纯电动汽车不会出现12V蓄电池先于动力蓄电池亏电的情况，避免了纯电动汽车无法启动或无法进行充电的情形的发生。

Description

纯电动汽车充电方法及单元
技术领域
本发明涉及电动汽车电源管理技术领域，尤其涉及纯电动汽车充电方法及单元。
背景技术
对于传统汽车而言，12V蓄电池属于非常重要的部件，很多车主都遭遇过12V蓄电池电量耗尽而无法启动汽车的情况。对于纯电动汽车更是如此。而且，随着现代汽车的发展，各类控制器数量不断增加，使得12V蓄电池电量消耗也不断加快，对于纯电动汽车而言，当12V蓄电池电量耗尽时，甚至无法进行高压充电。
发明内容
本申请提供纯电动汽车充电方法及单元，以避免纯电动汽车长时间放置后无法启动或无法进行充电的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种纯电动汽车充电方法，该方法包括：
当纯电动汽车处于休眠状态时，若纯电动汽车的车辆控制单元VCU确定12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向电池管理***BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过直流转直流DC-DC模块向12V蓄电池充电。
所述VCU向BMS发送智能充电指令的同时包括：VCU设置定时时长，启动第一定时器，
VCU在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若不小于，向BMS发送停止智能充电指令；否则，重新设置定时时长，并启动第一定时器，返回所述在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值的动作。
所述方法进一步包括：
纯电动汽车的车载充电器OBC的控制模块确认OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，OBC的控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池，所述第四预设值为：12V蓄电池驱动OBC完成对动力蓄电池高压充电进行控制所需要的电量。
所述OBC的控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池的同时，进一步包括：OBC的控制模块设置定时时长，启动第二定时器，
且，OBC的控制模块在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若大于，控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电；若不大于，重新设置定时时长，启动第二定时器，返回所述OBC的控制模块在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值的动作。
所述判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值进一步包括：
若大于，则OBC的控制模块控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池。
一种纯电动汽车充电单元，包括：
第一控制模块：当纯电动汽车处于休眠状态时，确定12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向第一收发模块发送智能充电发送指令；
第一收发模块：接收到第一控制模块发来的智能充电发送指令，向电池管理***BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过DC-DC模块向12V蓄电池充电。
所述第一控制模块向第一收发模块发送智能充电发送指令的同时包括：设置定时时长，启动第一定时器，
且，在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若不小于，向第一收发模块发送停止智能充电发送指令；否则，重新设置定时时长，并启动第一定时器，返回所述在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值的动作；
且，所述第一收发模块在接收到第一控制模块发来的停止智能充电发送指令时，向BMS发送停止智能充电指令。
所述第一控制模块和第一收发模块位于车辆控制单元VCU内。
所述单元进一步包括：
第二控制模块：确认纯电动汽车的车载充电器OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池，所述第四预设值为：12V蓄电池驱动OBC完成对动力蓄电池高压充电进行控制所需要的电量。
所述第二控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池的同时，进一步用于，设置定时时长，启动第二定时器，且，在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若大于，控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电；若不大于，重新设置定时时长，启动第二定时器，返回所述在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值的动作。
所述第二控制模块判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值进一步用于，
若大于，则控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池。
所述第二控制模块为OBC的控制模块。
本申请通过在纯电动汽车处于休眠状态时，若监测到12V蓄电池的剩余电量过低，则通知BMS接通动力蓄电池对12V蓄电池进行充电，从而保证了纯电动汽车不会出现12V蓄电池亏电的情况，避免了纯电动汽车无法启动或无法进行充电的情形的发生。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的纯电动汽车充电方法流程图；
图2为本申请一实施例提供的纯电动汽车智能充电方法流程图；
图3为本申请一实施例提供的纯电动汽车智能充电的结构示意图；
图4为本申请一实施例提供的纯电动汽车应急充电方法流程图；
图5为本申请一实施例提供的纯电动汽车应急充电的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的纯电动汽车充电单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图1为本申请一实施例提供的纯电动汽车充电方法流程图，其具体步骤如下：
步骤101：当纯电动汽车处于休眠状态时，纯电动汽车的VCU(Vehicle ControlUnit，车辆控制单元)确定纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值。
第一预设值可取15％～20％额定电量中的任意值。
步骤102：VCU判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向BMS(Battery Management System，电池管理***)发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过DC-DC(直流转直流)模块向12V蓄电池充电。
第二预设值可取30％额定电量。
进一步地，纯电动汽车的OBC(On Board Charger，车载充电器)的控制模块确认OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，OBC的控制模块控制AC-DC(交流转直流)模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池。
第四预设值可取10％额定电量。
图2为本申请一实施例提供的纯电动汽车智能充电方法流程图，其具体步骤如下：
步骤201：纯电动汽车的电量监测装置确认纯电动汽车处于休眠状态。
电量监测装置如：通常使用的安培(AMP)表。
在纯电动汽车处于休眠状态时，连接了电量监测装置的总线上是没有控制信号传输的，因此，电量监测装置发现在一定时长内未收到总线传来的控制信号时，则可确认纯电动汽车处于休眠状态了。
步骤202：电量监测装置实时监测纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量，当监测到12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值时，向VCU发送电量不足通知。
第一预设值可取15％～20％额定电量中的任意值。
步骤203：VCU接收到12V蓄电池发来的电量不足通知，判断动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若是，执行步骤204；否则，结束本流程。
第二预设值可取30％额定电量。
步骤204：VCU向BMS发送智能充电指令，同时设置定时时长，启动定时器。
步骤205：BMS接收到智能充电指令，控制主继电器吸合接通动力蓄电池，则动力蓄电池向DC-DC(直流转直流)模块供电，DC-DC模块将电流信号由高压信号转为低压信号后输出到12V蓄电池。
步骤206：VCU在定时器到时时，判断电量监测模块实时发来的12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若是，执行步骤208；否则，执行步骤207。
第三预设值可取75％～85％额定电量中的任意值，较佳地，取80％额定电量。
步骤207：VCU重新设置定时时长，重启定时器，转至步骤206。
本步骤中设置的定时时长通常要小于上一次设置的定时时长。
步骤208：VCU向BMS发送停止智能充电指令，BMS接收到该指令后控制主继电器断开与动力蓄电池的连接。
需要说明的是，本实施例中，智能充电成功的前提条件除了纯电动汽车处于休眠状态外，还要求参与智能充电的所有模块包括：BMS、主继电器、动力蓄电池、DC-DC模块、12V蓄电池、电量监测模块等的工作状态以及具有连接关系的模块之间的连接状态都正常，否则，智能充电无法正常进行。
图3给出了纯电动汽车智能充电的结构示意图。
图4为本申请一实施例提供的纯电动汽车应急充电方法流程图，其具体步骤如下：
步骤401：纯电动汽车的OBC(On Board Charger，车载充电器)的控制模块确认OBC接通充电枪。
步骤402：OBC的控制模块判断12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若是，执行步骤407；否则，执行步骤403。
第四预设值可取10％额定电量。
当使用充电桩给动力蓄电池进行高压充电时，需要先由12V蓄电池驱动OBC，然后由OBC将来自充电桩的交流电转换为直流电后输出到动力蓄电池。因此，当12V蓄电池的电量过低时，将无法驱动OBC，从而充电桩无法给动力蓄电池高压充电。
步骤403：OBC的控制模块确定对12V蓄电池进行低压充电，设置定时时长，启动定时器，控制AC-DC(交流转直流)模块将来自AC(交流)电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池。
AC电源模块即通常所说的充电桩。
步骤404：OBC的控制模块在定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若是，执行步骤406；否则，执行步骤405。
步骤405：OBC的控制模块重新设置定时时长，启动定时器，返回步骤404。
本步骤中设置的定时时长通常要小于上一次设置的定时时长。
步骤406：OBC的控制模块控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电。
步骤407：OBC的控制模块控制AC-DC模块将来自AC电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池，即开始对动力蓄电池进行高压充电。
需要说明的是，本实施例中，应急充电成功的前提条件有两个：
一是，OBC中的IPSU(Independent Power Supply Unit，独立供电单元)的电量未耗尽。因为：应急充电(即低压充电)过程中，OBC中的控制模块需要由IPSU供电。
设OBC的静态电流Is＝0.2mA，则根据Is＝C20×(95％-N％-1‰×45)÷(45×24)，其中，C20为12V蓄电池的20h(小时)额定容量，N％为纯电动汽车正常启动所需的12V蓄电池的最低实际容量与额定容量的比值，由于应急充电过程中，是IPSU而不是12V蓄电池为OBC供电，而IPSU不存在过放问题，因此，N％取值为0，则可得到：C20≈239mAh(毫安时)，即，若为OBC提供45天休眠供电，则IPSU的电容量需不小于239mAh，而一块3000mAh的电池的体积约为16cm3，可见，本申请提供的应急充电方法所要求的IPSU的体积很小。
二是，参与应急充电的所有模块包括：OBC、AC电源模块、12V蓄电池的工作状态以及具有连接关系的模块之间的连接状态都正常。
图5给出了纯电动汽车应急充电的结构示意图，如图5所示，在对12V蓄电池进行应急(低压)充电时，AC-DC模块与12V蓄电池之间是连接的，当应急充电结束时，断开AC-DC模块与12V蓄电池之间的连接，接通AC-DC模块与动力蓄电池之间的连接，开始给动力蓄电池高压充电。
本申请实施例的有益技术效果如下：
一、在纯电动汽车处于休眠状态时，自动监测12V蓄电池的剩余电量，并在剩余电量过低时，自动接通动力蓄电池对12V蓄电池进行充电，从而保证了纯电动汽车不会出现12V蓄电池亏电的情况，避免了纯电动汽车无法启动的情形的发生。
二、当由于12V蓄电池电量过低，从而充电桩无法对动力蓄电池进行高压充电时，先采用充电桩对12V蓄电池进行低压充电，从而使得在12V蓄电池剩余电量过低时，也能够完成对动力蓄电池进行高压充电。
图6为本申请实施例提供的纯电动汽车充电单元的结构示意图，该单元主要包括：第一控制模块61和第一收发模块62，其中：
第一控制模块61：当纯电动汽车处于休眠状态时，确定纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向第一收发模块62发送智能充电发送指令。
第一收发模块62：接收到第一控制模块61发来的智能充电发送指令，向BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过DC-DC模块向12V蓄电池充电。
可选地，第一控制模块61向第一收发模块62发送智能充电发送指令的同时包括：设置定时时长，启动第一定时器，
且，在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若不小于，向第一收发模块62发送停止智能充电发送指令；否则，重新设置定时时长，并启动第一定时器，返回所述在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值的动作；
且，第一收发模块62在接收到第一控制模块61发来的停止智能充电发送指令时，向BMS发送停止智能充电指令。
可选地，第一控制模块61和第一收发模块62位于VCU内。
可选地，该单元进一步包括：
第二控制模块63：确认纯电动汽车的OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池，第四预设值为：12V蓄电池驱动OBC完成对动力蓄电池高压充电进行控制所需要的电量。
可选地，第二控制模块63控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池的同时，进一步用于，设置定时时长，启动第二定时器，且，在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若大于，控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电；若不大于，重新设置定时时长，启动第二定时器，返回所述在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值的动作。
可选地，第二控制模块63判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值进一步用于，
若大于，则控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池。
可选地，第二控制模块63为OBC的控制模块。
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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种纯电动汽车充电方法，其特征在于，该方法包括：
当纯电动汽车处于休眠状态时，若纯电动汽车的车辆控制单元VCU确定12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向电池管理***BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过直流转直流DC-DC模块向12V蓄电池充电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VCU向BMS发送智能充电指令的同时包括：VCU设置定时时长，启动第一定时器，
VCU在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若不小于，向BMS发送停止智能充电指令；否则，重新设置定时时长，并启动第一定时器，返回所述在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值的动作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
纯电动汽车的车载充电器OBC的控制模块确认OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，OBC的控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池，所述第四预设值为：12V蓄电池驱动OBC完成对动力蓄电池高压充电进行控制所需要的电量。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述OBC的控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池的同时，进一步包括：OBC的控制模块设置定时时长，启动第二定时器，
且，OBC的控制模块在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若大于，控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电；若不大于，重新设置定时时长，启动第二定时器，返回所述OBC的控制模块在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值的动作。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值进一步包括：
若大于，则OBC的控制模块控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池。
6.一种纯电动汽车充电单元，其特征在于，包括：
第一控制模块：当纯电动汽车处于休眠状态时，确定12V蓄电池的剩余电量小于第一预设值，则判断纯电动汽车的动力蓄电池的剩余电量是否大于第二预设值，若大于，则向第一收发模块发送智能充电发送指令；
第一收发模块：接收到第一控制模块发来的智能充电发送指令，向电池管理***BMS发送智能充电指令，以使得：BMS控制主继电器吸合接通动力蓄电池，由动力蓄电池通过DC-DC模块向12V蓄电池充电。
7.根据权利要求6所述的单元，其特征在于，所述第一控制模块向第一收发模块发送智能充电发送指令的同时包括：设置定时时长，启动第一定时器，
且，在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值，若不小于，向第一收发模块发送停止智能充电发送指令；否则，重新设置定时时长，并启动第一定时器，返回所述在第一定时器到时时，判断12V蓄电池的剩余电量是否不小于第三预设值的动作；
且，所述第一收发模块在接收到第一控制模块发来的停止智能充电发送指令时，向BMS发送停止智能充电指令。
8.根据权利要求6或7所述的单元，其特征在于，所述第一控制模块和第一收发模块位于车辆控制单元VCU内。
9.根据权利要求6所述的单元，其特征在于，所述单元进一步包括：
第二控制模块：确认纯电动汽车的车载充电器OBC接通充电枪，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若不大于，控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池，所述第四预设值为：12V蓄电池驱动OBC完成对动力蓄电池高压充电进行控制所需要的电量。
10.根据权利要求9所述的单元，其特征在于，所述第二控制模块控制交流转直流AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到12V蓄电池的同时，进一步用于，设置定时时长，启动第二定时器，且，在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值，若大于，控制AC-DC模块停止对12V蓄电池充电；若不大于，重新设置定时时长，启动第二定时器，返回所述在第二定时器到时时，判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值的动作。
11.根据权利要求9所述的单元，其特征在于，所述第二控制模块判断纯电动汽车的12V蓄电池的剩余电量是否大于第四预设值进一步用于，
若大于，则控制AC-DC模块将来自交流电源模块的交流电信号转换为直流电信号后输出到动力蓄电池。
12.根据权利要求9至11任一所述的单元，其特征在于，所述第二控制模块为OBC的控制模块。
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