CN114113854A - 新能源汽车充电检测***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源汽车技术领域，公开了一种新能源汽车充电检测***及方法，包括控制器模块，以及分别与控制器模块连接的电位均衡检测模块、数据采集模块、充电模块、脉冲模块、通讯模块和显示模块；通过在充电前先进行新能源汽车的电位均衡情况的检测，评估充电行为的安全性，保证用户的人身安全，同时后续能够对动力电池进行健康状态的准确分析，从而清楚了解到动力电池的健康状态，进一步保障了用户的驾驶安全。本发明具有检测效率高、检测结果准确性高、保障用户人身安全和提高驾驶安全的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种新能源汽车充电检测***及方法。
背景技术
随着石油资源的短缺以及传统汽车尾气排放导致温室效应日益明显，新能源汽车凭借无污染、能量利用率高、噪声低等优点成为了汽车行业实现绿色环保发展的最佳选择，尤其是近年来新能源汽车技术不断取得重大突破，市场上已经有非常成熟稳定的新能源汽车。而随着新能源汽车市场的不断扩大，针对新能源汽车的电能补给技术也成为了人们关注的焦点，特别是动力电池的安全问题，成为了保障新能源汽车驾驶安全的重要指标。
当前新能源汽车在进行充电时，如果车辆本身电位均衡较差，当车辆高压动力***出短路故障时，人在进行充电操作时触碰了可导电外壳，可能会造成人身安全事故，而现有的充电桩在对新能源汽车进行充电时，并不能做到安全检测，用户在没有任何安全检测和安全防护手段的基础上进行充电操作，造成用户在操作充电桩进行充电时存在极高的安全风险。故现在对于如何提高新能源汽车的充电安全的研究显然具有重要的现实意义。
发明内容
本发明意在提供一种能够实现安全充电新能源汽车充电检测***及方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：新能源汽车充电检测***，包括控制器模块，以及分别与控制器模块连接的电位均衡检测模块、数据采集模块、充电模块、脉冲模块、通讯模块和显示模块；
电位均衡检测模块，用于检测新能源汽车的电位均衡情况形成第一检测结果，并将第一检测结果发送至控制器模块；
数据采集模块，用于采集动力电池在充电过程中的充电数据，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块；
充电模块，用于动态调节充电桩的充电功率；
脉冲模块，用于控制充电桩的输出电流发生变化形成瞬态电流；
通讯模块，包括5G数据网络通道和无线WIFI网络通道，用于为***各模块间的数据传输提供通讯通道；
控制器模块，包括数据存储单元、数据分析单元和控制单元，数据存储单元，用于存储第一检测结果和第一数据集合；数据分析单元，用于根据第一检测结果对新能源汽车充电安全进行分析，并得到充电安全检测报告，以及利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告；控制单元，用于控制***各模块的正常运行；
显示模块，用于实时显示所述充电安全检测报告和所述健康状态分析报告。
本方案的原理及优点是：实际应用时，通过设置的电位均衡检测模块检测新能源汽车的电位均衡情况，并利用控制模块的数据分析单元根据国标要求进行分析，从而判断充电安全检测的合格情况，若判断充电安全检测不合格，则立即停止充电操作，并提醒用户进行安全检查；若判断充电安全检测合格，才正式开始向动力电池充电，首先利用脉冲模块发送脉冲电流控制充电桩的输出电流快速变化产生瞬态变化电流，实现瞬态变化电流采样，再结合动力电池的历史运行数据进行分析，准确判断出动力电池的健康状态，然后进行正常充电操作。本方案相比于现有技术优点在于，打破了现在通用的充电模式，并不再是直接充电，而是在充电之前进行快速的电位均衡检测，将安全检测融入到充电步骤中，既不会过多占用充电时间，又能够通过快速检测保证充电安全，同时在充电前获取车辆的电位均衡参数，对充电安全进行检测，还可以实现对充电车辆以及用户的安全保护，同时能够通过后续对动力电池的健康状态分析，评估动力电池的安全性，进一步保障了用户的驾驶安全。
优选的，作为一种改进，检测新能源汽车的电位均衡情况为，将电阻测试仪的测试导线与新能源汽车的测试部位连接，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡检测通路中的电阻值。
电动汽车在进行充电时，如果车辆本身电位均衡较差，当车辆高压动力***出短路故障时，用户在进行充电操作时触碰了可导电外壳，可能会造成人身安全事故，因此利用电阻测试仪测试新能源汽车的电位均衡情况，从而能够准确判断出车辆的电位均衡是否合格，保障用户的生命安全，在多种能够测试电位均衡情况的手段中，本方案选择通过电阻测试仪来进行电位均衡情况检测，不仅速度快，而且操作简单，可靠性相对较高。
优选的，作为一种改进，根据第一检测结果对新能源汽车充电安全进行分析，并得到充电安全检测报告为，测试电流在0.2安培以上的条件下，新能源汽车的电位均衡检测通路中任意两个可以被人同时触碰到的外露可导电部分之间的电阻值小于等于0.1欧姆，则判定充电安全检测合格，反之则判定充电安全检测不合格。
进行电位均衡测试时，将测试电流控制在0.2安培以上，能够有效保证测试数据的有效性，然后根据车辆外露可导电部分之间的电阻值的大小，不超过0.1欧姆则充电安全检测合格，能够对用户的安全进行有效保障。
优选的，作为一种改进，充电数据包括充电枪的输出电压和输出电流。
在进行动力电池健康状态检测时，需要采集动力电池在充电过程中，充电枪的输出电压和输出电流，从而为动力电池的健康状态分析提供可靠数据，保证分析结果的真实性和准确性。
优选的，作为一种改进，动态调节充电桩的充电功率为，充电模块根据动力电池的充电功率需求实时调节充电枪的充电功率。
充电桩的充电功率能够根据动力电池的充电需求动态调整，不仅能够保证充电效率，同时能够保证动力电池的充电安全，避免出现超负荷充电的情况发生，造成安全事故。
优选的，作为一种改进，控制充电桩的输出电流快速变化产生瞬态变化电流为，脉冲模块向充电桩的输出端发送脉冲电流，控制充电桩的输出电流在20毫秒范围内在预设变化范围内完成变化产生瞬态变化的电流。
稳态的电流对动力电池健康状态的分析没有作用，因此利用脉冲模块向充电桩的输出端发送脉冲电流，是电流变化速度加快实现瞬态电流采样，为动力电池健康状态的分析提供有效数据，从而准确分析出动力电池的健康状态，提高新能源汽车的使用安全性。
优选的，作为一种改进，预设变化范围为最大电流的10％至最大电流的90％。
将预设变化范围设置为最大电流的10％到90％这一区间，能够有效保证电流的变化值足够大，产生可靠的瞬态变化电流，从而利于准确分析出动力电池的健康状态。
本发明还提供了一种新能源汽车充电检测方法，包括以下步骤：
步骤S1，将新能源汽车的充电接口与充电桩的充电枪连接，同时将电位均衡检测模块的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡情况并形成第一检测结果，然后将第一检测结果发送至控制器模块；
步骤S2，控制器模块的数据分析单元对第一检测结果进行分析，按照国标要求，判定充电安全检测合格或者不合格，并将判定结果作为充电安全检测报告在显示模块中显示出来；
步骤S3，充电安全检测合格后，开始向动力电池充电，动力电池向充电模块发送充电功率需求，充电模块调节充电桩的充电功率后，首先进行测试充电，脉冲模块控制充电桩的输出电流发生变化形成瞬态电流；
步骤S4，数据采集模块采集动力电池在充电过程中的充电数据，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块；
步骤S5，控制器模块的数据分析单元利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告，并将健康状态分析报告显示在显示模块中，然后进行正常充电，直至动力电池电量充满。
本方法的优点在于，不仅能够在充电前进行电位均衡检测，保证用户进行充电操作的安全性，同时通过后续的分析方法，能够准确分析出动力电池的健康状态，提高动力电池的安全性和用户的驾驶安全性。
优选的，作为一种改进，将电位均衡检测模块的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位为，将测试导线连接到新能源汽车外露的任意两处可导电部分上，且测试导线组成的检测通路连接长度不超过2.5米。
将测试导线连接到新能源汽车外露的两处可导电部分，同时使测试导线组成的检测通路连接长度不超过2.5米，不仅保证测试到用户容易触碰到的导电部分，具有参考价值，同时限制检测通路的连接长度，避免通路自身的阻值对测试结果产生干扰，从而保证充电安全检测结果的准确性。
优选的，作为一种改进，若充电安全检测报告显示充电安全检测不合格，则立即停止充电操作，并通过显示模块提醒用户进行后续检查。
充电安全检测不合格时，立即断开充电连接，停止充电操作，并及时提醒用户，保证用户的人身安全。
附图说明
图1为本发明新能源汽车充电检测***及方法实施例一的***示意图。
图2为本发明新能源汽车充电检测***及方法实施例的检测流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：控制器模块1、电位均衡检测模块2、数据采集模块3、充电模块4、脉冲模块5、通讯模块6、显示模块7、数据存储单元8、数据分析单元9、控制单元10。
实施例一：
本实施例基本如附图1所示：新能源汽车充电检测***，包括控制器模块1，以及分别与控制器模块1连接的电位均衡检测模块2、数据采集模块3、充电模块4、脉冲模块5、通讯模块6和显示模块7；
电位均衡检测模块2，用于检测新能源汽车的电位均衡情况，形成第一检测结果，并将第一检测结果发送至控制器模块1；
数据采集模块3，用于采集动力电池在充电过程中的充电数据，包括充电枪的输出电压和输出电流，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块1；
充电模块4，根据动力电池的充电功率需求实时调节充电枪的充电功率，当动力电池在充电过程中因实际承载能力以及电量的原因功率需求发生变化时，充电模块4能够根据充电功率的变化动态调节充电枪的充电功率，时刻保持充电功率的稳定性；
脉冲模块5，用于控制充电桩的输出电流快速变化产生瞬态变化电流，通过向充电桩的输出端发送脉冲电流，控制充电桩的输出电流在20毫秒范围内能够完成从最大电流的10％至90％的快速变化，从而产生瞬态变化的电流。输出电流在20毫秒内能够完成最大电流的10％到90％的变化，则能够保证输出电流的变化速度足够快，能够跟随设置的电流变化曲线变化，从而实现瞬态电流采样，为后续的动力电池分析提供有效的数据依据。
通讯模块6，包括5G数据网络通道和无线WIFI网络通道，用于为***各模块间的数据传输提供通讯通道；
控制器模块1，包括数据存储单元8、数据分析单元9和控制单元10，数据存储单元8，用于存储第一检测结果和第一数据集合；数据分析单元9，用于根据第一检测结果对新能源汽车充电安全进行分析，并得到充电安全检测报告，以及利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告；控制单元10，用于控制***各模块的正常运行；
显示模块7，包括液晶显示屏，液晶显示屏用于实时显示所述充电安全检测报告和所述健康状态分析报告。
电位均衡检测时，将电位均衡检测模块2的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位为，将测试导线连接到新能源汽车外露的两处可导电部分上，且测试导线组成的检测通路连接长度不超过2.5米，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡检测通路中的电阻值，然后通过控制器模块1的数据分析单元9进行分析判断，按照国标GB/T18384.3-2015的要求，测试电流在0.2安培以上的条件下，新能源汽车的电位均衡检测通路中任意两个可以被人同时触碰到的外露可导电部分之间的电阻值小于等于0.1欧姆，则判定充电安全检测合格，反之则判定充电安全检测不合格；充电安全检测合格后，才开始向动力电池充电。
通过多次实际测试得知，若检测通路连接长度超过2.5米，则会因检测线路本身的内阻导致计算结果偏差较大，不符合检测精度要求，因此将检测通路连接长度限制在2.5米内，能够有效保证检测结果的准确性，从而提高充电操作的安全性保障程度。
如附图2所示，本发明还提供了一种新能源汽车充电检测方法，应用于上述***中，包括以下步骤：
步骤S1，将新能源汽车的充电接口与充电桩的充电枪连接，同时将电位均衡检测模块2的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡情况并形成第一检测结果，然后将第一检测结果发送至控制器模块1；
步骤S2，控制器模块1的数据分析单元9对第一检测结果进行分析，按照国标要求，判定充电安全检测合格或者不合格，并将判定结果作为充电安全检测报告在显示模块7中显示出来；
步骤S3，充电安全检测合格后，开始向动力电池充电，动力电池向充电模块4发送充电功率需求，充电模块4调节充电桩的充电功率后，首先进行测试充电，脉冲模块5控制充电桩的输出电流快速变化产生瞬态变化电流；
步骤S4，数据采集模块3采集动力电池在充电过程中的充电数据，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块1；
步骤S5，控制器模块1的数据分析单元9利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告，并将健康状态分析报告显示在显示模块7中，然后进行正常充电，直至动力电池电量充满。
本实施例的具体实施过程如下：
第一步，将新能源汽车的充电接口与充电桩的充电枪连接，同时将电位均衡检测模块2的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位为，将测试导线连接到新能源汽车外露的两处可导电部分上，且测试导线组成的检测通路连接长度不超过2.5米，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡检测通路中的电阻值，然后将检测到的电阻值作为第一检测结果发送至控制器模块1。
第二步，控制器模块1的数据分析单元9对第一检测结果进行分析，按照国标要求，测试电流在0.2安培以上的条件下，新能源汽车的电位均衡检测通路中任意两个可以被人同时触碰到的外露可导电部分之间的电阻值小于等于0.1欧姆，则判定充电安全检测合格，反之则判定充电安全检测不合格；充电安全检测合格后，才开始向动力电池充电。
第三步，充电安全检测合格后，开始向动力电池充电，动力电池向充电模块4发送充电功率需求，充电模块4调节充电桩的充电功率后，控制单元10控制充电桩对动力电池先进行测试充电，脉冲模块5向充电桩的输出端发送脉冲电流，控制充电桩的输出电流在20毫秒范围内能够在最大电流的10％至90％范围内快速变化，从而产生瞬态变化电流。
第四步，数据采集模块3采集动力电池在充电过程中的充电数据，包括充电枪的输出电压和输出电流，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块1，同时控制器模块1从电池管理BMS***中调取过去三个月内动力电池的历史运行数据。
第五步，控制器模块1的数据分析单元9利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告，并将健康状态分析报告显示在显示模块7中，然后进入正常充电模式，直至动力电池电量充满，充电结果。
随着近年来新能源汽车技术的大力发展以及车企厂商对新能源汽车的资源倾斜，新能源汽车因为其本身具备的运行噪声小、能源清洁、用车成本更低等优势，越来越多的人选择了新能源汽车，而随着新能源汽车的普及，一些问题也逐渐暴露了出来，例如充电操作的安全性、动力电池的安全性问题、动力电池性能下降严重且不稳定等，尤其是充电操作的安全和动力电池的安全问题，涉及用户的人身安全和车辆的运行安全，是新能源汽车安全性的首要保证。当前电动汽车在充电桩进行充电时，用户直接与充电设备进行接触，没有任何安全措施和检测过程，而且充电桩仅能简单对动力电池补充电能，不能针对动力电池的健康状态进行分析。
针对现在技术的缺陷，不能在充电前进行电位安全检测以及现有的充电桩并不具备动力电池健康状态的分析功能，本方案中通过增加了电位均衡检测模块，利用电阻测试仪检测新能源汽车的电位均衡情况，从而判断在执行充电操作是是否存在安全问题，保证充电操作的安全性，若充电安全检测不合格，则通知充电操作并提醒用户及时检查，若检测合格，才能进行后续的充电操作。并且在动力电池进行充电时，先会对动力电池进行健康状态的分析，利用脉冲模块5发送脉冲电流控制充电桩的输出电流快速变化产生瞬态变化的电流，实现瞬态电流采样，再结合动力电池的历史运行数据进行分析，准确判断出动力电池的健康状态，不仅保证了充电操作的安全性，同时也能够准确判断出动力电池的安全性，全面保证了用户的人身安全，以及大幅提高了用户驾驶行为的安全性，通过电位均衡检测以及动力电池的充电检测相结合的方式，不仅能保证充电操作本身的安全性，从而保证操作人员或者用户的人身安全，并且在后续的充电过程中进行动力电池安全性的检测，准确分析出动力电池的健康状态，为用户使用新能源汽车提供安全保障，两种保障结合起来，既保证了动力电池充电操作的安全性，又能保证动力电池的使用安全性，使新能源汽车的安全性得到了强有力的保障。
实施例二：
本实施例基本与实施例一相同，区别在于：充电安全检测不合格时，立即断开充电连接，停止充电操作，并再进行2次充电安全检测，取3次测试结果电阻值的平均值，若平均值不超过0.1欧姆，则最终判断充电安全检测合格。
本实施例的具体实施过程与实施例一相同，区别在于：
步骤S2，控制器模块1的数据分析单元9对第一检测结果进行分析，按照国标要求，判定充电安全检测合格或者不合格，并将判定结果作为充电安全检测报告在显示模块7中显示出来。若充电安全检测不合格，立即断开充电连接，停止充电操作，并再进行2次充电安全检测，取3次测试结果电阻值的平均值，若平均值不超过0.1欧姆，则最终判断充电安全检测合格。
为了防止只进行一次测试导致结果不准确，因此在第一次充电安全检测不合格的基础上，再进行两次检测，取3次检测电阻的平均值来作为判断依据，不仅能够保证测试数据的可靠性，有效提高充电安全检测结果的准确性，同时再结合后续的动力电池的检测，准确分析出动力电池的健康状态，从动力电池的电能补充以及使用两个维度上考虑安全性，实现动力电池安全性的双保险。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.新能源汽车充电检测***，其特征在于：包括控制器模块，以及分别与控制器模块连接的电位均衡检测模块、数据采集模块、充电模块、脉冲模块、通讯模块和显示模块；
所述电位均衡检测模块，用于检测新能源汽车的电位均衡情况形成第一检测结果，并将第一检测结果发送至控制器模块；
所述数据采集模块，用于采集动力电池在充电过程中的充电数据，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块；
所述充电模块，用于动态调节充电桩的充电功率；
所述脉冲模块，用于控制充电桩的输出电流发生变化形成瞬态电流；
所述通讯模块，包括5G数据网络通道和无线WIFI网络通道，用于为***各模块间的数据传输提供通讯通道；
所述控制器模块，包括数据存储单元、数据分析单元和控制单元，所述数据存储单元，用于存储第一检测结果和第一数据集合；所述数据分析单元，用于根据第一检测结果对新能源汽车充电安全进行分析，并得到充电安全检测报告，以及利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告；所述控制单元，用于控制***各模块的正常运行；
所述显示模块，用于实时显示所述充电安全检测报告和所述健康状态分析报告。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述检测新能源汽车的电位均衡情况为，将电阻测试仪的测试导线与新能源汽车的测试部位连接，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡检测通路中的电阻值。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述根据第一检测结果对新能源汽车充电安全进行分析，并得到充电安全检测报告为，测试电流在0.2安培以上的条件下，新能源汽车的电位均衡检测通路中任意两个可以被人同时触碰到的外露可导电部分之间的电阻值小于等于0.1欧姆，则判定充电安全检测合格，反之则判定充电安全检测不合格。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述充电数据包括充电枪的输出电压和输出电流。
5.根据权利要求1所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述动态调节充电桩的充电功率为，充电模块根据动力电池的充电功率需求实时调节充电枪的充电功率。
6.根据权利要求1所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述控制充电桩的输出电流发生变化形成瞬态电流为，脉冲模块向充电桩的输出端发送脉冲电流，控制充电桩的输出电流在20毫秒范围内在预设变化范围内完成变化产生瞬态变化的电流。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车充电检测***，其特征在于：所述预设变化范围为最大电流的10％至最大电流的90％。
8.新能源汽车充电检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将新能源汽车的充电接口与充电桩的充电枪连接，同时将电位均衡检测模块的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位，通入测试电流检测新能源汽车的电位均衡情况并形成第一检测结果，然后将第一检测结果发送至控制器模块；
步骤S2，控制器模块的数据分析单元对第一检测结果进行分析，判定充电安全检测合格或者不合格，并将判定结果作为充电安全检测报告在显示模块中显示出来；
步骤S3，充电安全检测合格后，开始向动力电池充电，动力电池向充电模块发送充电功率需求，充电模块调节充电桩的充电功率后，首先进行测试充电，脉冲模块控制充电桩的输出电流发生变化形成瞬态电流；
步骤S4，数据采集模块采集动力电池在充电过程中的充电数据，形成第一数据集合后将第一数据集合发送至控制器模块；
步骤S5，控制器模块的数据分析单元利用第一数据集合并结合动力电池历史运行数据对动力电池健康状态进行分析评估，得到健康状态分析报告，并将健康状态分析报告显示在显示模块中，然后进行正常充电，直至动力电池电量充满。
9.根据权利要求8所述的新能源汽车充电检测方法，其特征在于：所述将电位均衡检测模块的电阻测试仪的测试导线连接到新能源汽车的测试部位为，将测试导线连接到新能源汽车外露的任意两处可导电部分上，且测试导线组成的检测通路连接长度不超过2.5米。
10.根据权利要求8所述的新能源汽车充电检测方法，其特征在于：若所述充电安全检测报告显示充电安全检测不合格，则立即停止充电操作，并通过显示模块提醒用户进行后续检查。
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