CN109677297B - 用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法包括：车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***；整车控制器从所述总线上读取各所述电池包的状态信息，并根据各所述电池包的状态信息判断各所述电池包是否满足充电条件；根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电。本发明将交流充电技术应用于多动力源的纯电动车辆，充电过程中，为满足用户体验，通过OBC(车载充电器)、VCU(整车控制器)以及各电池包的BMS(电池管理***)的信号交互，实现在不重新插拔充电枪的情况下，依次给多个动力电池包进行交流充电。

Description

用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及纯电动车充电技术领域，具体为一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车。
背景技术
电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。工作原理：蓄电池—电流—电力调节器—电动机—动力传动***—驱动汽车行驶(Road)。
纯电动汽车由电动机驱动的汽车。纯电动汽车，相对燃油汽车而言，主要差别(异)在于四大部件，驱动电机，调速控制器、动力电池、车载充电器。相对于加油站而言，它由公用超快充电站。纯电动汽车之品质差异取决于这四大部件，其价值高低也取决于这四大部件的品质。纯电动汽车的用途也在四大部件的选用配置直接相关。
纯电动汽车时速快慢，和启动速度取决于驱动电机的功率和性能，其续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等，它们体积，比重、比功率、比能量、循环寿命都各异。这取决于制造商对整车档次的定位和用途以及市场界定、市场细分。
纯电动汽车的驱动电机有直流有刷、无刷、有永磁、电磁之分，再有交流步进电机等，它们的选用也与整车配置、用途、档次有关。另外驱动电机之调速控制也分有级调速和无级调速，有采用电子调速控制器和不用调速控制器之分。电动机有轮毂电机、内转子电机、有单电机驱动、多电机驱动和组合电机驱动等。
优点：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。
缺点：蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些使用价格比汽车贵，有些价格仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。
目前市场上暂无可支持多包结构的充电控制方法，在给多个电池包充电的过程中，在一个电池包充电结束后，需要将充电枪拔出，再***继续给下一个动力电池包进行充电。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车，用于解决现有技术中在给多个动力电池包充电时，需要频发插拔充电枪的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法包括：车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***；整车控制器从所述总线上读取各所述电池包的状态信息，并根据各所述电池包的状态信息判断各所述电池包是否满足充电条件；根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电。
于本发明的一实施例中，在充电枪***车载充电器时，所述车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***。
于本发明的一实施例中，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：在电池包中的电池管理***被唤醒后，所述电池管理***检测获取对应所述电池包的状态信息，并将所述电池包的状态信息发送至所述总线，以供所述整车控制器读取。
于本发明的一实施例中，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：各所述电池包中的电池管理***从所述整车控制器接收充电允许指令，并在接收到所述充电允许指令时，向所述整车控制器发送上电请求；各所述电池包中的电池管理***根据所述车载充电器发送的最大允许充电电流和电压，向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压。
于本发明的一实施例中，所述根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电包括：所述整车控制器根据所述电池包的状态信息判断所述电池包满足充电条件时，根据预设充电顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令；接收到所述充电允许指令的电池管理***向所述车载充电器发送充电请求指令；所述电池管理***在接收到所述所述整车控制反馈的上电指令后，开始预充电。
于本发明的一实施例中，当有所述电池包未满足充电条件时，根据预设充电顺序中跳过该电池包之后的顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令。
于本发明的一实施例中，在其中一个电池包充满电的情况下，所述整车控制器在判断总线电压趋于0V并且该充电满的电池包主继电器断开时，才允许下一个满足充电条件的电池包的电池管理***发送所述充电允许指令。
于本发明的一实施例中，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：检测预充电是否成功；在所述预充电成功时，所述电池管理***控制对应的电池包的继电器吸合；所述电池管理***根据电池包状态向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压，向所述整车控制器发送上电请求以及持续向所述车载充电器发送充电请求指令；在接收到所述所述整车控制反馈的允许上电指令后，从所述车载充电器持续接收供电电流，为所述电池包进行充电。
于本发明的一实施例中，在超过预设时间未接收到所述整车控制器下发的下电指令或在所述预设时间内接收到所述整车控制器下发的下电指令时，控制所述电池包的继电器断开，停止为所述电池包充电。
本发明的实施例还提供一种电动汽车，应用如上所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法进行充电。
如上所述，本发明的一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车，具有以下有益效果：
本发明将交流充电技术应用于多动力源的纯电动车辆，充电过程中，为满足用户体验，通过OBC(车载充电器)、VCU(整车控制器)以及各电池包的BMS(电池管理***)的信号交互，实现在不重新插拔充电枪的情况下，依次给多个动力电池包进行交流充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法的流程示意图。
图2显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法中电池包的连接示意图。
图3显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法的具体充电交互流程示意图。
图4显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法的具体充电交互流程示意图。
图5显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法电池包自检是否允许充电的程示意图。
图6显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法中预充电的流程示意图。
图7显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法的具体充电交互流程示意图。
图8显示为本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法的具体充电的整体交互流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实施例提供一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车，用于解决现有技术中在给多个动力电池包充电时，需要频发插拔充电枪的问题。
以下将详细描述本发明的一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车的原理和实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本发明的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法及电动汽车。
如图1所示，本实施例提供所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法包括：
步骤S110，车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***；
步骤S120，整车控制器从所述总线上读取各所述电池包的状态信息，并根据各所述电池包的状态信息判断各所述电池包是否满足充电条件；
步骤S130，根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电。
如图2所示，于本实施例中，显示为各电池包与车载充电器(OBC，On BoardCharger)、整车控制器(VCU，Vehicle Control Unit)的一种连接关系示例。
其中，各电池包并联在总线上，每一个电池包具有对应的电池管理***(BMS，Battery Management System)，车载充电器和整车控制器也连接于所述总线上。其中，所述车载充电器分别与各电池包相连，通过车载充电器(OBC)硬线唤醒信号同时唤醒各电池包中的电池管理***(BMS)。
其中，所述总线优选为CAN总线。
整车控制器(VCU)根据总线上各个电池包的状态信息判断一个或者多个电池包是否满足充电要求，按照控制策略，例如，按照约定的充电顺序先给A包再给B包最后给C包进行充电，如某个电池包不满足充电条件，自动跳过，按照上文描述的顺序进行充电。充电过程中，为满足用户体验，通过车载充电器(OBC)、整车控制器(VCU)以及各个电池管理***(BMS)的信号交互，实现在不重新插拔充电枪的情况下，持续给三个电池包进行充电。
以下对本实施例的所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法进行详细说明。
具体地，于本实施例中，在充电枪***车载充电器时，所述车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***。
于本实施例中，如图3所示，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：
步骤S111，在电池包中的电池管理***被唤醒后，所述电池管理***检测获取对应所述电池包的状态信息，并将所述电池包的状态信息发送至所述总线，以供所述整车控制器读取。
步骤S112，各所述电池包中的电池管理***从所述整车控制器接收充电允许指令，并在接收到所述充电允许指令时，向所述整车控制器发送上电请求；
步骤S113，各所述电池包中的电池管理***根据所述车载充电器发送的最大允许充电电流和电压，向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压。
如图5所示，假设有三个电池包，A电池包、B电池包和C电池包。在充电抢***时，A电池包、B电池包和C电池包各自对应的电池管理***BMSA、BMSB和BMSC被唤醒。然后，电池管理***BMSA、BMSB和BMSC进行自检，自检成功，继续检测获取对应所述电池包的状态信息和检测电池包是否允许充电信息，并将所述电池包的状态信息和是否允许充电信息发送至所述总线，以供所述整车控制器读取。
之后，如图6所示，整车控制器(VCU)获取三个电池包的状态信息，根据电池包状态发送充电使能指令，各所述电池包中的电池管理***等待从所述整车控制器(VCU)接收充电允许指令，并在接收到所述充电允许指令时，继续向所述整车控制器发送上电请求。
其中，在向所述整车控制器发送上电请求之前，还包括确认电池包的电平状态是否存在，即确认CC(高电平)和CP(低电平)，在确认CC(高电平)和CP(低电平)之后，判断CC(高电平)和CP(低电平)是否正常，在CC(高电平)和CP(低电平)正常时，再向所述整车控制器发送上电请求，即向整车控制器发送上高压请求指令。
于本实施例中，所述车载充电器向各电池包发送的最大允许充电电流和电压，各所述电池包中的电池管理***根据所述车载充电器发送的最大允许充电电流和电压，向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压，然后等待接收整车控制器(VCU)反馈上电指令，即反馈上高压指令，并根据是否接收到上高压指令决定是否继续后续充电流程，若超过预设时间未接收到整车控制器(VCU)反馈的上电指令，则判定为超时，将超时故障上报给电池管理***。
于本实施例中，如图4所示，所述根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电包括：
步骤S114，所述整车控制器根据所述电池包的状态信息判断所述电池包满足充电条件时，根据预设充电顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令。
其中，于本实施例中，当有所述电池包未满足充电条件时，根据预设充电顺序中跳过该电池包之后的顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令。
例如，电池包A，电池包B和电池包C都允许充电的情况下，充电的顺序为A->B->C，若有电池包无法因为故障禁止充电或充电中止，跳过按之前的顺序继续充电。
步骤S115，接收到所述充电允许指令的电池管理***向所述车载充电器发送充电请求指令。
其中，在连续充电阶段必须保证车载充电器(OBC)持续收到充电指令，保证车载充电器(OBC)处于待机状态。
步骤S116，所述电池管理***在接收到所述所述整车控制反馈的上电指令后，开始预充电。
于本实施例中，在其中一个电池包充满电的情况下，所述整车控制器在判断总线电压趋于0V并且该充电满的电池包主继电器断开时，才允许下一个满足充电条件的电池包的电池管理***发送所述充电允许指令。
在预充电开始后，于本实施例中，如图7所示，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：
步骤S131，检测预充电是否成功。
步骤S132，在所述预充电成功时，所述电池管理***控制对应的电池包的继电器吸合；
步骤S133，所述电池管理***根据电池包状态向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压，向所述整车控制器发送上电请求以及持续向所述车载充电器发送充电请求指令；在接收到所述所述整车控制反馈的允许上电指令后，从所述车载充电器持续接收供电电流，为所述电池包进行充电。
如图8所示，在检测预充电是否成功时，若当前电池包预充电失败故障，则上报故障，并中止该单包电池包的后续充电步骤，继续进行下一个电池包的充电过程，即重复上述预充电过程，在预充电成功时，控制该电池包的主继电器吸合。
然后根据电池包的状态向车载充电器发送请求电流，并持续检测电池包是否充满，检测是否有充电中止故障灯。
若当前电池包充满电时，向所述整车控制器发送停止充电的下高压请求指令，然后等待所述整车控制器反馈下高压指令。
其中，在未接收到所述整车控制器反馈下发的下电指令之前，持续向车载充电器发送充电指令，也就是如上所述，在连续充电阶段必须保证车载充电器(OBC)持续收到充电指令，保证车载充电器(OBC)处于待机状态。
于本实施例中，在超过预设时间未接收到所述整车控制器下发的下电指令时，等待超时，控制所述电池包的继电器断开，停止为所述电池包充电。
于本实施例中，在所述预设时间内接收到所述整车控制器下发的下电指令时，控制所述电池包的继电器断开，停止为所述电池包充电，并重复上述过程，继续为下一个电池包进行充电，实现在不重新插拔充电枪的情况下，持续给多个电池包进行充电。
本发明的实施例还提供一种电动汽车，应用如上所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法进行充电。上述已经对用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法进行了详细说明，在此不再赘述。
其中，所述电动汽车为纯电动汽车，如图2所示，显示为所述电动汽车中各电池包与车载充电器(OBC，On Board Charger)、整车控制器(VCU，Vehicle Control Unit)的一种连接关系示例。
其中，各电池包并联在总线上，每一个电池包具有对应的电池管理***(BMS，Battery Management System)，车载充电器和整车控制器也连接于所述总线上。其中，所述车载充电器分别与各电池包相连，通过车载充电器(OBC)硬线唤醒信号同时唤醒各电池包中的电池管理***(BMS)。
其中，所述总线优选为CAN总线。
整车控制器(VCU)根据总线上各个电池包的状态信息判断一个或者多个电池包是否满足充电要求，按照控制策略，例如，按照约定的充电顺序先给A包再给B包最后给C包进行充电，如某个电池包不满足充电条件，自动跳过，按照上文描述的顺序进行充电。充电过程中，为满足用户体验，通过车载充电器(OBC)、整车控制器(VCU)以及各个电池管理***(BMS)的信号交互，实现在不重新插拔充电枪的情况下，持续给三个电池包进行充电。
综上所述，本发明将交流充电技术应用于多动力源的纯电动车辆，充电过程中，为满足用户体验，通过OBC(车载充电器)、VCU(整车控制器)以及各电池包的BMS(电池管理***)的信号交互，实现在不重新插拔充电枪的情况下，依次给多个动力电池包进行交流充电。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于，所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法包括：
车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***；车载充电器分别与各电池包相连，车载充电器和整车控制器连接于所述总线上；
整车控制器从所述总线上读取各所述电池包的状态信息，并根据各所述电池包的状态信息判断各所述电池包是否满足充电条件；
根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电；
所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：
各所述电池包中的电池管理***从所述整车控制器接收充电允许指令，并在接收到所述充电允许指令时，向所述整车控制器发送上电请求；
各所述电池包中的电池管理***根据所述车载充电器发送的最大允许充电电流和电压，向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压；
所述根据各所述电池包的预设充电顺序依次为各所述电池包进行充电包括：
所述整车控制器根据所述电池包的状态信息判断所述电池包满足充电条件时，根据预设充电顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令；
接收到所述充电允许指令的电池管理***向所述车载充电器发送充电请求指令；
所述电池管理***在接收到所述整车控制反馈的上电指令后，开始预充电。
2.根据权利要求1所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：
在充电枪***车载充电器时，所述车载充电器同时唤醒并联在总线上的多个电池包中的电池管理***。
3.根据权利要求1所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：
在电池包中的电池管理***被唤醒后，所述电池管理***检测获取对应所述电池包的状态信息，并将所述电池包的状态信息发送至所述总线，以供所述整车控制器读取。
4.根据权利要求1所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：
当有所述电池包未满足充电条件时，根据预设充电顺序中跳过该电池包之后的顺序向对应的所述电池管理***发送所述充电允许指令。
5.根据权利要求4所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：在其中一个电池包充满电的情况下，所述整车控制器在判断总线电压趋于0V并且该充满电的电池包主继电器断开时，才允许下一个满足充电条件的电池包的电池管理***发送所述充电允许指令。
6.根据权利要求1所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：所述用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法还包括：
检测预充电是否成功；
在所述预充电成功时，所述电池管理***控制对应的电池包的继电器吸合；
所述电池管理***根据电池包状态向所述车载充电器发送充电请求电流和充电请求电压，向所述整车控制器发送上电请求以及持续向所述车载充电器发送充电请求指令；
在接收到所述整车控制反馈的允许上电指令后，从所述车载充电器持续接收供电电流，为所述电池包进行充电。
7.根据权利要求6所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法，其特征在于：在超过预设时间未接收到所述整车控制器下发的下电指令或在所述预设时间内接收到所述整车控制器下发的下电指令时，控制所述电池包的继电器断开，停止为所述电池包充电。
8.一种电动汽车，其特征在于：应用如权利要求1至权利要求7任一权利要求所述的用于纯电动车辆的不间断交流充电控制方法进行充电。
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