CN113246755A - 一种电动汽车低压电池交流充电控制*** - Google Patents

一种电动汽车低压电池交流充电控制*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车低压电池充电控制***，包括车载控制器、车载充电机、电控开关、低压电池、电池管理***和车辆充电接口，车载控制器和车载充电机分别通过电控开关与低压电池串联，车载控制器与电池管理***串联，电池管理***分别与电控开关和低压电池通信连接；车辆充电接口包括CP接口、L接口和N接口，CP接口与车载控制器电连接，L接口和N接口均与车载充电机电连接；供电设备包括供电控制器、CP接头端子、L接头端子、N接头端子、第二继电器和第三继电器，供电控制器连接CP接头端子，第二继电器的一端电连接L接头端子，第三继电器的一端电连接N接头端子。实施本发明，可通过外接的供电设备简单、方便地为亏电的低压电池充电。

Description

一种电动汽车低压电池交流充电控制***
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车低压电池交流充电控制***。
背景技术
随着汽车电动化、智能化和互联化的趋势，电动汽车的静态功耗显著增加，而当电动汽车具有较大的静态功耗，低压电池无法像传统燃油车那样能够支持几周或更长的待机时间，尤其是在低温下，低压电池如锂电池的充放电效率很低，导致充电量很少，如果车辆长时间放置必然会导致低压电池亏电，从而导致车辆无法启动。
鉴于以上问题，部分主机厂在12V低压锂电池内部做了一些控制策略，如增加继电器或MOS管，在车辆长期放置时，BMS(Battery Management System，电池管理***)持续监测低压电池的温度、SOC(Statement of Charge，荷电状态)和电压等参数，在特定温度下，当SOC或电压低于设定值时，通过继电器或MOS管断开低压供电回路，使整车断电进入休眠。需要用车时，再唤醒低压电池，整车上电，然后启动车辆。但如果低压电池的电量非常低，无法通过自身的电量闭合继电器或MOS管时，将无法向低压电池充电，从而也无法启动车辆。
现有技术中，常使用充电电源与充电线的方式来为低压电池充电，从而启动车辆，但是，此种方式不便于用户操作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车低压电池交流充电控制***，以解决现有技术中当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时，无法便捷地为低压电池充电的技术问题。
本发明第一方面提供一种电动汽车低压电池交流充电控制***，包括车载控制器、车载充电机、电控开关、低压电池、电池管理***和车辆充电接口，所述车载控制器和所述车载充电机分别通过所述电控开关与所述低压电池串联连接，所述车载控制器还与所述电池管理***串联连接，所述电池管理***还分别与所述电控开关和所述低压电池通信连接，所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接；所述车辆充电接口包括CP接口、L接口和N接口，所述CP接口与所述车载控制器电连接，所述L接口和所述N接口均与所述车载充电机电连接；所述供电设备包括供电控制器、与所述CP接口相匹配的CP接头端子、与所述L接口相匹配的L接头端子、与所述N接口相匹配的N接头端子、第二继电器和第三继电器，所述供电控制器通过第一开关连接至所述CP接头端子，所述第二继电器和所述第三继电器的一端电连接至高压交流电源，所述第二继电器的另一端电连接至所述L接头端子，所述第三继电器的另一端电连接至所述N接头端子。
进一步地，所述车辆充电接口还包括PE接口，所述PE接口接地连接，所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的PE接头端子，所述PE接头端子接地连接。
进一步地，所述电动汽车还包括二极管，所述二极管的正极与所述CP接口电连接，所述二极管的负极与所述车载控制器电连接。
进一步地，所述***还包括第二电阻和第二开关，所述第二电阻的一端与所述二极管的负极电连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端电连接，所述第二开关的另一端与所述PE接口电连接。
进一步地，所述***还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述二极管的负极电连接，所述第三电阻的另一端与所述PE接口电连接。
进一步地，所述***还包括CC接口，所述车载控制器还与所述CC接口电连接，所述供电设备还包括第三开关、电阻电容和与所述CC接口相匹配的CC接头端子，所述第三开关的一端与所述PE接头端子电连接，所述第三开关的另一端与所述电阻电容的一端电连接，所述电阻电容的另一端与所述CC接头端子电连接。
进一步地，所述供电设备还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一开关电连接，所述第一电阻的另一端与所述CP接头端子电连接。
进一步地，所述***还包括分流器，所述分流器的一端与所述电池的负极电连接，所述分流器的另一端分别与所述车载控制器和所述车载充电机电连接，所述电池管理***还与所述分流器通信连接。
进一步地，所述***还包括低压负载，所述低压负载通过所述电控开关与所述低压电池电连接。
本发明第二方面提供一种电动汽车，所述电动汽车包括任一所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***。
由于上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时，通过外接的供电设备控制继电器或MOS管闭合，从而为低压电池充电，操作简单、方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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它附图。
图1-2是本发明实施例提供的一种电动汽车低压电池交流充电控制***的电路结构图(其中，图1中的实线为硬线连接，虚线为通信连接)；
图3是本发明实施例提供的一种电动汽车低压电池交流充电控制***中供电设备的接头端子的结构示意图。
附图中：
1-CP接头端子 21-L1接头端子 22-L2接头端子
23-L3接头端子 3-N接头端子 4-PE接头端子
5-CC接头端子
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本发明实施例提供了一种电动汽车低压电池交流充电控制***，如图1-2所示，包括车载控制器、车载充电机、电控开关、低压电池、电池管理***和车辆充电接口，所述车载控制器和所述车载充电机分别通过所述电控开关与所述低压电池串联连接，所述车载控制器还与所述电池管理***串联连接，所述电池管理***还分别与所述电控开关和所述低压电池通信连接，所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接；所述车辆充电接口包括CP接口、L接口和N接口，所述CP接口与所述车载控制器电连接，所述L接口和所述N接口均与所述车载充电机电连接；所述供电设备包括供电控制器、与所述CP接口相匹配的CP接头端子、与所述L接口相匹配的L接头端子、与所述N接口相匹配的N接头端子、第二继电器K2和第三继电器K3，所述供电控制器的一端通过第一开关S1连接至所述CP接头端子，所述供电控制器的另一端连接至高压交流电源，所述第二继电器K2和所述第三继电器K3的一端电连接至高压交流电源，所述第二继电器K2的另一端电连接至所述L接头端子，所述第三继电器K3的另一端电连接至所述N接头端子。
在本发明实施例中，所述电控开关可以为第一继电器K1或MOS管，外接的所述供电设备可以为充电枪，所述CP接口用于进行控制导引，所述L接口为火线接口，所述N接口为零线接口，所述车载充电机的输出功率可依据需求由主机厂设定，充电模式可以设定为恒压限流。
在一些实施例中，所述车辆充电接口还包括PE接口，所述PE接口接地连接，所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的PE接头端子，所述PE接头端子接地连接，其中，所述PE接口为保护接地接口。
在一些实施例中，所述电动汽车还包括二极管D1，所述二极管D1的正极与所述CP接口电连接，所述二极管D1的负极与所述车载控制器电连接。
在一些实施例中，所述***还包括第二电阻R2和第二开关S2，所述第二电阻R2的一端与所述二极管D1的负极电连接，所述第二电阻R2的另一端与所述第二开关S2的一端电连接，所述第二开关S2的另一端与所述PE接口电连接。
在一些实施例中，所述***还包括第三电阻R3，所述第三电阻R3的一端与所述二极管D1的负极电连接，所述第三电阻R3的另一端与所述PE接口电连接。
在一些实施例中，所述***还包括CC接口，所述车载控制器还与所述CC接口电连接，所述供电设备还包括第三开关S3、电阻电容RC和与所述CC接口相匹配的CC接头端子，所述第三开关S3的一端与所述PE接头端子电连接，所述第三开关S3的另一端与所述电阻电容RC的一端电连接，所述电阻电容RC的另一端与所述CC接头端子电连接，其中，所述CC接口用于充电连接确认。
在一些实施例中，所述供电设备还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端与所述第一开关S1电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述CP接头端子电连接。
在一些实施例中，所述***还包括分流器，所述分流器的一端与所述低压电池的负极电连接，所述分流器的另一端分别与所述车载控制器和所述车载充电机电连接，所述电池管理***还与所述分流器通信连接。
在一些实施例中，所述***还包括低压负载，所述低压负载通过所述第一继电器K1或MOS管与所述低压电池电连接。
在实际应用中，所述低压电池的正极端输出低压电流，低压电流依次通过第一继电器或MOS管、保险丝、低压负载、分流器流至所述低压电池的负极，从而为所述低压负载供电。
在一个具体的实施例中，所述车辆充电接口设有多个接口，多个所述接口的定义如表1所示，相应的，如图3所示，所述供电设备的供电接头端子包括与所述CP接口相匹配的CP接头端子1、与所述L接口相匹配的L接头端子、与所述N接口相匹配的N接头端子3、与所述PE接口相匹配的PE接头端子4和与所述CC接口相匹配的CC接头端子5，其中，所述L接头端子包括L1接头端子21、L2接头端子22和L3接头端子23。
Figure BDA0002381956270000061
在实际应用中，在所述低压电池亏电进入休眠的应用场景下，当将所述供电设备连接到所述车辆充电接口后，所述第一开关S1闭合，12V低压电流依次通过所述CP接头端子、CP接口输出至所述车载控制器，并经过所述车载控制器输出至所述电池管理***，所述电池管理***上电后，即发出闭合所述第一继电器K1或MOS管的信号，使所述第一继电器K1或MOS管闭合，与此同时，电动汽车与所述供电设备也进行报文交互，握手成功后，所述供电设备的第二继电器K2和第三继电器K3闭合，所述供电设备输出高压交流电如220V交流电至所述车载充电机，经过车载充电机的直流转换，所述车载充电机输出12V直流电至所述低压电池，为所述低压电池充电。当所述低压电池的电量补充至预设电量值时，所述电动汽车低压上电，此时可启动电动汽车，并可向所述电动汽车的动力电池充电。
本发明实施例还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括任一所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***。
通过实施本发明提供的电动汽车低压电池交流充电控制***或电动汽车，当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时，通过外接的供电设备控制继电器或MOS管闭合，从而为低压电池充电，操作简单、方便。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，包括车载控制器、车载充电机、电控开关、低压电池、电池管理***和车辆充电接口，所述车载控制器和所述车载充电机分别通过所述电控开关与所述低压电池串联连接，所述车载控制器还与所述电池管理***串联连接，所述电池管理***还分别与所述电控开关和所述低压电池通信连接，所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接；
所述车辆充电接口包括CP接口、L接口和N接口，所述CP接口与所述车载控制器电连接，所述L接口和所述N接口均与所述车载充电机电连接；
所述供电设备包括供电控制器、与所述CP接口相匹配的CP接头端子、与所述L接口相匹配的L接头端子、与所述N接口相匹配的N接头端子、第二继电器和第三继电器，所述供电控制器通过第一开关连接至所述CP接头端子，所述第二继电器和所述第三继电器的一端电连接至高压交流电源，所述第二继电器的另一端电连接至所述L接头端子，所述第三继电器的另一端电连接至所述N接头端子。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述车辆充电接口还包括PE接口，所述PE接口接地连接，所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的PE接头端子，所述PE接头端子接地连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述电动汽车还包括二极管，所述二极管的正极与所述CP接口电连接，所述二极管的负极与所述车载控制器电连接。
4.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述***还包括第二电阻和第二开关，所述第二电阻的一端与所述二极管的负极电连接，所述第二电阻的另一端与所述第二开关的一端电连接，所述第二开关的另一端与所述PE接口电连接。
5.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述***还包括第三电阻，所述第三电阻的一端与所述二极管的负极电连接，所述第三电阻的另一端与所述PE接口电连接。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述***还包括CC接口，所述车载控制器还与所述CC接口电连接，所述供电设备还包括第三开关、电阻电容和与所述CC接口相匹配的CC接头端子，所述第三开关的一端与所述PE接头端子电连接，所述第三开关的另一端与所述电阻电容的一端电连接，所述电阻电容的另一端与所述CC接头端子电连接。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述供电设备还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一开关电连接，所述第一电阻的另一端与所述CP接头端子电连接。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述***还包括分流器，所述分流器的一端与所述低压电池的负极电连接，所述分流器的另一端分别与所述车载控制器和所述车载充电机电连接，所述电池管理***还与所述分流器通信连接。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***，其特征在于，所述***还包括低压负载，所述低压负载通过所述电控开关与所述低压电池电连接。
10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括权利要求1-9任一所述的一种电动汽车低压电池交流充电控制***。
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WO2024045943A1 (zh) * 2022-08-30 2024-03-07 比亚迪股份有限公司 充电枪线缆、充电枪及充电桩

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