CN108944481A - 一种纯电动客车车用兼容12v与24v充电的充电电路及方法 - Google Patents

一种纯电动客车车用兼容12v与24v充电的充电电路及方法 Download PDF

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韩光辉
郑维
彭能岭
杨泗鹏
张广利
李振山
王永秋
张永强
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Abstract

本发明提供了一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路及方法，通过将升压电路集成到DC/DC模块，当充电枪输出电压为24V时，控制导通与升压电路连接的第一开关，由充电枪为低压用电模块(包括电池管理***、整车控制器和远程监控设备)正常充电；当充电枪输出为12V的电压时，通过升压电路将输出电压上升到24V，为控制单元供电，控制单元使能DC/DC模块，且导通与动力电池连接的第二开关，由动力电池通过DC/DC模块降压为低压用电模块供电，解决了纯电动客车无法兼容12V与24V充电枪充电的问题，使充电***各部件都能正常工作，满足整车需求，保证了车辆的正常运行。

Description

一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路及方法
技术领域
本发明属于新能源汽车技术领域，特别涉及一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路及方法。
背景技术
近年来，新能源汽车具有污染物排放低，污染小等特点，得到了国家的鼓励发展，新能源汽车成为解决能源危机和环境污染问题较为有效的途径，充电***是新能源汽车的关键***，是新能源汽车电能的来源途径，但充电***的建设一直制约着电动汽车的普及和发展。
纯电动客车是由传统客车发展而来，继承了传统客车的24V电器***，纯电动客车现有所有电器件都是采用24V供电***，在充电时，纯电动客车用的充电桩或者充电枪给客车用的低压供电是24V。如图1所示，24V充电枪与动力电池管理***、整车控制器和远程监控***连接，当需要充电时，充电枪和纯电动客车用的插座连接，客车用BMS(动力电池管理***)检测充电枪24V供电，整车控制器和远程监控***启动，进入整车充电模式，充电时，供电电路框图和充电方式示意图分别如图1和图2所示。
国家为了进一步推动充电桩建设，推出新能源商用车用充电方案，与新能源乘用车采用统一的12V充电枪。图1和图2可知，充电时的电路构成和充电实现方式是24V的充电***，这种充电***不再适用于纯电动客车。若客户所在地区采用12V的充电枪，充电枪提供的12V功率只有10A，不足以满足充电时低压用电器的(BMS、整车控制器和远程监控***)用电需求，同时，充电接触器采用的是24V供电的高压接触器。采用12V的充电枪，充电***各部件都无法工作，影响车辆的正常运行。为了加快纯电动商用车的适应性，提高纯电动客车利用率，研究和开发纯电动客车用兼容12V与24V充电枪充电的实现方式是十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路及方法，用于解决纯电动客车车无法兼容12V与24V充电枪造成不能满足低压用电模块用电需求的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，包括车内的高压直流母线和低压直流母线，所述高压直流母线连接动力电池，并且通过一个DC/DC模块连接所述低压直流母线；还包括一个升压模块和一个控制单元，所述升压模块至少用于12V电压转为24V电压；所述升压模块的输入端连接一个用于与充电枪接入的充电插座，所述升压模块的输出端连接所述控制单元的电源端，且升压模块的输出端通过一个第一开关(J1)连接所述低压直流母线，为所述低压直流母线供电，所述第一开关(J1)用于在接入24V充电枪时导通，在接入12V充电枪时断开；所述动力电池与DC/DC模块之间的线路上还串设有第二开关(K1)，所述第二开关(K1)用于在接入12V充电枪时导通，在接入24V充电枪时断开；所述控制单元控制连接所述第一开关(J1)、第二开关(K1)。
进一步地，所述第一开关为低压继电器，所述第二开关为高压接触器。
进一步地，所述低压直流母线连接有低压用电模块。
进一步地，所述低压用电模块包括电池管理***、整车控制器及远程监控模块。
本发明还提供了一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路的充电方法，包括如下步骤：
检测充电枪的输出电压，当检测充电枪的输出电压为24V时，控制导通第一开关，由充电枪为低压用电模块供电；
当检测充电枪的输出电压为12V时，控制导通第二开关，且使能导通DC/DC模块，由动力电池经所述DC/DC模块降压后为所述低压用电模块供电。
进一步地，所述第一开关为低压继电器，所述第二开关为高压接触器。
本发明的有益效果是：
本发明在原有新能源汽车的用电器件功能不变的基础上，将升压电路集成到DC/DC模块，当充电枪输出电压为24V时，控制导通与升压电路连接的第一开关，由充电枪为低压用电模块(包括电池管理***、整车控制器和远程监控设备)正常充电；当充电枪输出为12V的电压时，通过升压电路将输出电压上升到24V，为控制单元供电，控制单元使能DC/DC模块，且导通与动力电池连接的第二开关，由动力电池通过DC/DC模块降压为低压用电模块供电，解决了纯电动客车无法兼容12V与24V充电枪充电的问题，使充电***各部件都能正常工作，满足整车需求，保证了车辆的正常运行。
附图说明
图1为现有技术中24V充电枪为纯电动客车充电时的供电电路框图；
图2为现有技术中24V充电枪的充电流程图；
图3为本发明的兼容12V与24V充电的充电电路示意图；
图4为本发明的兼容12V与24V充电的充电方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明的一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路的实施例：
一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，包括车内的高压直流母线和低压直流母线，高压直流母线连接动力电池，并且通过一个DC/DC模块连接低压直流母线；本发明在原有纯电动客车的用电器件功能不变的基础上，通过增加一个升压电路使纯电动客车兼容12V与24V充电枪，满足了整车需求。如图3所示，本发明的纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，还包括一个升压模块和一个控制单元，该升压模块为12V/24VBOOST电路，当接入12V充电枪时将12V电压转为24V电压，当接入24V充电枪时仍然输出24V的电压。
其中，升压模块的输入端连接一个用于与充电枪接入的充电插座，升压模块的输出端直接连接控制单元的电源端，且升压模块的输出端通过一个第一开关J1连接低压直流母线，第一开关J1用于在接入24V充电枪时导通，为低压直流母线供电，在接入12V充电枪时断开；动力电池与DC/DC模块之间的线路上还串设有第二开关K1，第二开关K1用于在接入12V充电枪时导通，使动力电池通过DC/DC模块降压后，为低压直流母线连接的低压用电模块供电，保证低压用电模块的用电需求，在接入24V充电枪时断开。
控制单元控制连接所述第一开关J1、第二开关K1，用于控制第一开关J1、第二开关K1的导通，且控制单元控制使能DC/DC模块，使DC/DC模块正常工作，当然DC/DC模块可以是智能产品，其自身包括有控制器，通过自身控制器检测高压端口的电压，通过检测到的电压大小控制启动自身工作。
当充电枪的插座与纯电动客车连接后，由控制单元检测端通过传感器采集检测充电枪的插座的输出电压，从而控制相应的开关管导通，当然也可在12V/24VBOOST电路内集成控制器，12V/24VBOOST电路内集成控制器检测充电枪的输出电压。
本发明的12V/24VBOOST电路与控制单元可以集成在一起，控制单元可以与DC/DC模块集成在一起，也可把12V/24VBOOST电路与控制单元都集成在DC/DC模块内部。
本实施例中的第一开关J1为低压继电器，第二开关K1由于连接的是动力电池，所以采用的是高压接触器；作为其他实施方式，第一开关J1也可采用三极管。
利用本发明的充电电路对纯电动客车进行充电的流程为：
当充电枪与纯电动客车的插座连接后，控制单元检测插枪信号是否有效，若有效，充电枪启动12V/24V的电压输出，若控制单元检测充电枪的输出电压为24V，由于12V/24VBOOST升压模块升压后的电压最高达到24V，那么经12V/24VBOOST升压模块输出的电压仍为24V，此时控制单元得电，控制低压继电器J1吸合，由充电枪为动力电池管理***、整车控制器和远程监控控制模块等低压用电模块正常供电，得电后动力电池管理***BMS工作、整车控制器工作、远程监控控制器也工作。动力电池管理***BMS工作后，检测充电机工作是否正常，若不正常则报警，若正常由BMS吸合充电接触器，由充电枪的高压电源为动力电池充电，且由BMS上传充电状态信息。
若控制单元检测到充电枪的输出电压为12V，12V/24VBOOST升压模块将充电枪输出的12V的充电电压上升到24V，由于充电枪输出的12V的电压对应的电流只有10A，不足以满足充电时低压用电模块的用电需求，所以此时充电枪不能为低压用电模块供电，只能为控制单元充电，足以满足控制单元的用电需求。控制单元控制DC/DC模块的前端高压接触器，并向DC/DC模块发送使能信号，使DC/DC模块工作，DC/DC模块将动力电池输出的高压转换为24V，由动力电池为动力电池管理***、整车控制器和远程监控控制模块等低压用电模块供电，得电后动力电池管理***BMS工作、整车控制器工作、远程监控控制器也工作。动力电池管理***BMS工作后，检测充电机工作是否正常，若不正常则报警，若正常由BMS吸合充电接触器，由充电枪的高压电源为动力电池充电，且由BMS上传充电状态信息。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，包括车内的高压直流母线和低压直流母线，所述高压直流母线连接动力电池，并且通过一个DC/DC模块连接所述低压直流母线；其特征在于，还包括一个升压模块和一个控制单元，所述升压模块至少用于12V电压转为24V电压；所述升压模块的输入端连接一个用于与充电枪接入的充电插座，所述升压模块的输出端连接所述控制单元的电源端，且升压模块的输出端通过一个第一开关(J1)连接所述低压直流母线，为所述低压直流母线供电，所述第一开关(J1)用于在接入24V充电枪时导通，在接入12V充电枪时断开；所述动力电池与DC/DC模块之间的线路上还串设有第二开关(K1)，所述第二开关(K1)用于在接入12V充电枪时导通，在接入24V充电枪时断开；所述控制单元控制连接所述第一开关(J1)、第二开关(K1)。
2.根据权利要求1所述的纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，其特征在于，所述第一开关为低压继电器，所述第二开关为高压接触器。
3.根据权利要求1所述的纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，其特征在于，所述低压直流母线连接有低压用电模块。
4.根据权利要求3所述的纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路，其特征在于，所述低压用电模块包括电池管理***、整车控制器及远程监控模块。
5.一种利用如权利要求1所述的纯电动客车车用兼容12V与24V充电的充电电路的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测充电枪的输出电压，当检测充电枪的输出电压为24V时，控制导通第一开关，由充电枪为低压用电模块供电；
当检测充电枪的输出电压为12V时，控制导通第二开关，且使能导通DC/DC模块，由动力电池经所述DC/DC模块降压后为所述低压用电模块供电。
6.根据权利要求5所述的充电方法，其特征在于，所述第一开关为低压继电器，所述第二开关为高压接触器。
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