CN114889473A - 电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆 - Google Patents

电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆，包括充电模式识别模块、动力电池控制模块、电***能力估算模块、充电口温度采集模块、充电参数配置模块、直流充电桩控制模块、继电器控制模块、整车充电条件判断模块、直流充电状态控制模块和电驱充电升压协调模块；电***能力估算模块与充电模式识别模块连接；充电参数配置模块分别与动力电池控制模块、电***能力估算模块和充电口温度采集模块连接；直流充电状态控制模块分别与充电参数配置模块、直流充电桩控制模块、继电器控制模块、整车充电条件判断模块连接。本发明能够解决配备能量转换装置的车辆充电流程与直流充电桩不完全匹配导致无法充电的问题。

Description

电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆
技术领域
本发明属于电动汽车直流充电技术领域，具体涉及一种电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆。
背景技术
随着人们对新能源汽车续驶里程需求的不断提升，越来越多的整车企业在开发高电压平台的电池，以满足客户对续驶里程的需求，然市场大部分直流充电桩受充电输出电压的限制，不能支持高电压平台电池充电，导致客户需要找寻合适的直流充电桩，影响客户体验度。
为了解决以上问题，出现了能量转换装置，如专利文献CN 210225008 U公开的一种能量转换装置及车辆，通过使用一种能量转换装置实现宽电压范围充电。但是车辆与直流充电桩的交互判断逻辑复杂，且全程使用电机控制器与电机进行升压充电，若不进一步处理，不仅会导致车辆充电效率低，影响电机电控的使用寿命，同时也会出现配备能量转换装置的车辆充电流程与直流充电桩不完全匹配导致无法充电的现象，其次绝大部分直流充电桩的功率模块是分阶段启动，若在恒压输出的情况下，电流输出过大会导致直流充电桩输出欠压，从而充电中止。
因此，有必要开发一种新的电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车直流升压充电控制***、控制方法及车辆，能解决配备能量转换装置的车辆充电流程与直流充电桩不完全匹配导致无法充电的问题。
第一方面，本发明所述的一种电动汽车直流升压充电控制***，包括充电模式识别模块、动力电池控制模块、电***能力估算模块、充电口温度采集模块、充电参数配置模块、直流充电桩控制模块、继电器控制模块、整车充电条件判断模块、直流充电状态控制模块和电驱充电升压协调模块；
所述充电模式识别模块用于判断当前充电模式为直流充电模式或交流充电模式；
所述动力电池控制模块用于反馈电池当前允许充电能力；
所述电***能力估算模块用于计算并反馈高压负载实际消耗功率之和，该电***能力估算模块与充电模式识别模块连接；
所述充电口温度采集模块用于采集充电插头插座的温度；
所述充电参数配置模块计算外接充电时的需求电压、需求电流，该充电参数配置模块分别与动力电池控制模块、电***能力估算模块和充电口温度采集模块连接；
所述直流充电桩控制模块用于采集直流充电桩工作电压、电流范围；
所述继电器控制模块用于控制充电回路中各个继电器的闭合和断开；
所述整车充电条件判断模块用于判断整车允许充电与禁止充电的条件，并反馈出判断结果；
所述直流充电状态控制模块用于向电驱充电升压协调模块发送电驱充电变压模式请求，若收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值，则控制***进入升压充电流程；若收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值，则控制***进入直流充电流程，该直流充电状态控制模块分别与充电参数配置模块、直流充电桩控制模块、继电器控制模块、整车充电条件判断模块连接；
所述电驱充电升压协调模块根据直流充电状态控制模块发送的电驱充电变压模式请求进入相应的模式并控制执行电控进行相应的动作，该电驱充电升压协调模块分别与直流充电状态控制模块、执行电控连接。
第二方面，本发明所述的一种电动汽车直流升压充电控制方法，将车端与直流充电桩建立连接；其中，车端包括动力电池、主正继电器、预充继电器、预充电阻、充电正极继电器、能量转换装置、充电端口电容、升压充电继电器和直流充电继电器，所述动力电池的正端经主正继电器分别与能量转换装置、充电正极继电器的一端连接，充电正极继电器的另一端经充电端口电容分别与能量转换装置、升压充电继电器的一端连接，升压充电继电器的另一端经直流充电继电器与动力电池的负端连接，预充继电器和预充电阻串联后与主正继电器并联；所述车端还集成有如本发明所述的电动汽车直流升压充电控制***，其控制方法包括：
充电模式识别模块判断当前充电模式为直流充电模式或交流充电模式；
动力电池控制模块反馈电池当前允许充电能力；
电***能力估算模块计算并反馈高压负载实际消耗功率之和；
充电口温度采集模块采集充电插头插座的温度；
充电参数配置模块计算外接充电时的需求电压、需求电流；
直流充电桩控制模块采集直流充电桩的工作电压和电流范围；
整车充电条件判断模块判断整车允许充电与禁止充电的条件；
直流充电状态控制模块根据以上各模块所反馈的信号与指令解析成对应的电驱充电变压模式请求下发给电驱充电升压协调模块，若收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值，则控制***进入升压充电流程；若收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值，则控制***进入直流充电流程；
电驱充电升压协调模块根据直流充电状态控制模块发送的电驱充电变压模式请求进入相应的模式并控制执行电控进行相应的动作。
可选地，所述升压充电流程具体为：
步骤301：进行充电参数配置；
步骤S302：直流充电状态控制模块确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块响应指令；
步骤S303：直流充电状态控制模块判断直流充电桩最大输出电压是否小于等于预设值；若否，进入步骤S304；若是，进入步骤S305和步骤S306；
步骤S304：跳转至直流充电流程；
步骤S305：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S307；
步骤S306：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq；
步骤S307：直流充电状态控制模块判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩有输出电流，则进入步骤S308，否则返回步骤S305；
步骤S308：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S309：直流充电状态控制模块判断发送给直流充电桩的需求电压是否上升为U2，若是，则进入步骤S310，否则返回步骤S308；
步骤S310：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为以预设速率让电流从I1缓慢上升至I2；
步骤S311：***进入正常升压充电状态中。
在充电参数配置完成后，即可知道直流充电桩的最大允许输出电压，根据直流充电桩的最大允许输出电压可区分使用升压充电，还是直流充电；使用升压充电时，在充电开始阶段请求U1与I1的目的是请求一个较小的功率，帮助充电桩建立稳态输出环境；随后缓慢上升至I2，其的目是，若请求直流充电桩输出的功率上升过快，会导致部分直流充电桩在功率模块扩展时因调节响应速度不够，而输出欠压，进而无法充电，所以缓慢上升功率请求，可给直流充电桩开启功率模块一定缓冲时间，不至于将电压拉至欠压。
可选地，所述直流充电流程具体为：
步骤S401：进行充电参数配置；
步骤S402：直流充电状态控制模块确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块响应指令；
步骤S403：直流充电状态控制模块判断直流充电桩最大输出电压是否大于预设值，若直流充电桩最大输出电压大于500V，则进入步骤S405和步骤S406，否则进入步骤S404；
步骤S404：跳转至升压充电流程；
步骤S405：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S407；
步骤S406：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq，并进入步骤S415；
步骤S407：直流充电状态控制模块判断直流充电桩是否输出电流，若直流充电桩有输出电流，进入步骤S408，否则返回步骤S405；
步骤S408：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S409：直流充电状态控制模块判断需求电压是否上升至U2，若是，则进入步骤S410，否则返回步骤S408；
步骤S410：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为I3；
步骤S411：直流充电状态控制模块判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩输出电流降至I3，则进入步骤S412，否则返回步骤S410；
步骤S412：闭合直流充电继电器，断开升压充电继电器；
步骤S413：向直流充电桩发送需求电压为Ureq，需求电流为I2；
步骤S414：***进入正常直流充电状态中；
步骤S415：直流充电状态控制模块判断升压充电继电器状态，若升压充电继电器断开，则进行步骤S416，否则返回步骤S406；
步骤S416：关闭能量转换装置的输出；
步骤S417：控制能量转换装置进入无请求模式。
在充电参数配置阶段，为了保证直流充电桩收到的电池电压信号在它的允许范围之内且实际电压也在范围内，所以进行了降压，为了能进入直流充电流程，所以需要上升电压切换至直流充电回路，在由升压回路切换至直流充电回路的过程中先将充电桩输出电流降至I3，其目的是防止出现因继电器带载切断而导致的继电器粘黏问题；在直流充电桩电压满足条件时才使用直流充电，其的目的是，直流充电回路未经过能量装换装置，无能量中转的过程，所以充电效率更高，且能量装换装置若由电机、电驱集成，通过直流充电，能够避开升压回路充电，减少电机、电驱的使用时间，进而减小对电机、电驱使用寿命的影响。
可选地，所述充电参数配置的流程包括：
步骤S201：直流充电桩控制模块输入直流充电桩绝缘检测完成状态；
步骤S202：绝缘检测完成后，车辆向直流充电桩发送电池当前电压为U1；
步骤S203：直流充电状态控制模块判断是否收到直流充电桩最大输出能力，若是，进入步骤S204，若否，返回步骤S202；
步骤S204：控制升压充电继电器闭合完成高压上电操作；
步骤S205：由直流充电状态控制模块请求能量转换装置进入降压模式，并请求降电压至U1，电驱充电升压协调模块响应指令，执行降压操作；
步骤S206：直流充电状态控制模块判断降压是否完成，若完成，则进入步骤S207，否则返回步骤S205；
步骤S207：告知直流充电桩车辆准备就绪。
向直流充电桩发送特定电压U1，其目的在于能够使直流充电桩收到的电池电压信号在它的允许范围之内，以便直流充电桩不上报电压不合适故障，确保直流充电流程的正常运行；同理进入降压模式，使用能量装换装置将电池电压降至U1，其目的是使直流充电桩实际检测到的电池电压与U1一致，满足直流充电桩的校核，确保不会因为电池电压不匹配导致直流充电桩退出充电流程。
可选地，所述U1的值为电池最小放电总电压减第一偏移量与快充桩最大输出电压的较小值；所述I1的值为电池允许充电电流与安全充电电流的较小值；其中，将电池最小放电总电压减第一偏移量，能够确保直流充电桩输出电压低于电池电压，以使用能量转换装置进行升压充电；与快充桩最大输出电压取小，能够确保每次电池电压都在快充桩允许充电的范围内，防止直流充电桩上报充电参数不匹配故障。将电池允许充电电流与安全充电电流取小值，能够确保直流充电桩在快速调整输出电压时，不会因为电流过大导致电压不稳定，安全电流可标定。
可选地，所述U2的值为电池当前总电压减第二偏移量与直流充电桩最大输出电压的较小值；所述I2的值为电池允许充电电流。U2设置的目的是，在确保不超过直流充电桩最大允许输出电压范围的前提下，尽量与电池电压靠近，其优点在于，不会因需求电压超过直流充电桩最大允许输出电压而停止充电，同时可以调低能量装换装置的升压比；I2设置优点是，不会因充电电流过大，导致电池过流故障。
可选地，所述Ureq的值为电池总电压加第三偏移量；
所述Ireq的值为
Figure BDA0003694165560000051
其中，BCL是国标规定的代号，指电池发给直流充电桩的充电需求。
其中，设置Ireq的优点在于，能够确保直流充电桩的输出功率与能量装换装置的输出功率守恒，同时将电池对直流充电桩的请求与对能量装换装置的请求耦合，便于调节。
可选地，所述I3的值为直流充电桩最小输出电流。在升压回路切换至直流充电回路的过程中，先将直流充电桩输出电流降至I3，这种设置能够防止出现因电流过大导致继电器带载切断进而继电器粘黏问题。
第三方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的电动汽车直流升压充电控制***。
本发明具有以下优点：
(1)直流充电状态控制模块能够根据直流充电桩的最高输出电压来区分是使用升压充电，还是使用直流充电，并在收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值时，控制***进入升压充电流程，在收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值时，控制***进入直流充电流程。
(2)在使用升压充电时，在充电开始阶段首先请求U1与I1，即请求一个较小的功率，帮助充电桩建立稳态输出环境；随后缓慢上升至I2，能够给直流充电桩开启功率模块一定缓冲时间，故不会将电压拉至欠压。
(3)在使用直流充电时，在充电参数配置阶段，为了保证直流充电桩收到的电池电压信号在它的允许范围之内且实际电压也在范围内，所以进行了降压，为了能进入直流充电流程，所以需要上升电压切换至直流充电回路，再由升压回路切换至直流充电回路的过程中先将充电桩输出电流降至I3，以防止因继电器带载切断而导致的继电器粘黏问题；在直流充电桩电压满足条件时才使用直流充电的目的在于，直流充电回路未经过能量装换装置，无能量中转的过程，所以充电效率更高，且能量装换装置若由电机、电驱集成，通过直流充电能够避开升压回路充电，减少电机、电驱的使用时间，进而减小对电机、电驱使用寿命的影响。
综上所述，本发明解决了配备能量转换装置的车辆充电流程与直流充电桩不完全匹配导致无法充电的问题，极大程度上减少了长期使用升压充电而影响充电效率和电机电控使用寿命的问题，同时解决了部分直流充电桩因输出功率调节过慢导致欠压的问题。
附图说明
图1是本实施例中电动汽车直流升压充电控制***的架构图(含执行电控)；
图2是本实施例中直流升压充电结构示意图；
图3是本实施例中直流升压充电参数配置阶段的流程图；
图4是本实施例中使用升压充电回路充电阶段的流程图；
图5是本实施例中使用直流充电回路充电阶段的流程图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本实施例中，一种电动汽车直流升压充电控制***，包括充电模式识别模块1、动力电池控制模块2、电***能力估算模块3、充电口温度采集模块4、充电参数配置模块5、直流充电桩控制模块6、继电器控制模块7、整车充电条件判断模块8、直流充电状态控制模块9和电驱充电升压协调模块10；其中：
所述充电模式识别模块1用于根据CC信号接入后，判断当前充电模式为直流充电模式或交流充电模式；
所述动力电池控制模块2用于监测并反馈电池电流、最高单体电压、最低单体电压、最高单体温度、最低单体温度、平均温度和电池加热需求，计算并反馈电池当前允许充电能力；
所述电***能力估算模块3用于计算并反馈高压负载(包括DCDC、DCAC、驱动电机以及其他高压负载)实际消耗功率之和，该电***能力估算模块3与充电模式识别模块1连接；
所述充电口温度采集模块4用于采集充电插头插座的温度；
所述充电参数配置模块5用于根据供电***、温度限制系数及电池需求计算外接充电时的需求电压、需求电流，该充电参数配置模块5分别与动力电池控制模块2、电***能力估算模块3和充电口温度采集模块4连接；
所述直流充电桩控制模块6用于采集直流充电桩工作电压、电流范围；
所述继电器控制模块7用于控制充电回路中各个继电器的闭合和断开；
所述整车充电条件判断模块8用于判断整车允许充电与禁止充电的条件，并反馈出判断结果；
所述直流充电状态控制模块9根据充电模式识别模块1、动力电池控制模块2、电***能力估算模块3、充电口温度采集模块4、充电参数配置模块5、直流充电桩控制模块6、继电器控制模块7、整车充电条件判断模块8所反馈的信号与指令解析成对应的电驱充电变压模式请求(无请求、升压模式、降压模式)下发给电驱充电升压协调模块10，同时负责整个直流升压充电过程中车辆与直流充电桩的通讯交互；若收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值(500V)，则控制***进入升压充电流程(见附图4)；若收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值(500V)，则控制***进入直流充电流程(见附图5)，该直流充电状态控制模块9分别与充电参数配置模块5、直流充电桩控制模块6、继电器控制模块7、整车充电条件判断模块8连接；
所述电驱充电升压协调模块10根据直流充电状态控制模块9发送的电驱充电变压模式请求(无请求、升压模式、降压模式)进入相应的模式并控制执行电控11进行相应的动作，该电驱充电升压协调模块10分别与直流充电状态控制模块9、执行电控11连接。
所述执行电控11根据直流充电状态控制模块9的控制信号进行相应动作。
本实施例中，一种电动汽车直流升压充电控制方法，将车端与直流充电桩建立连接；其中，车端包括动力电池、主正继电器、预充继电器、预充电阻、充电正极继电器、能量转换装置(由电机控制器的高压部分与电机绕组组成)、充电端口电容、升压充电继电器和直流充电继电器，所述动力电池的正端经主正继电器分别与能量转换装置、充电正极继电器的一端连接，充电正极继电器的另一端经充电端口电容分别与能量转换装置、升压充电继电器的一端连接，升压充电继电器的另一端经直流充电继电器与动力电池的负端连接，预充继电器和预充电阻串联后与主正继电器并联；所述车端还集成有如本发明所述的电动汽车直流升压充电控制***，其控制方法包括：
充电模式识别模块1根据CC信号接入判断当前充电模式为直流充电模式或交流充电模式；
动力电池控制模块2监测并反馈电池电流、最高单体电压、最低单体电压、最高单体温度、最低单体温度、平均温度和电池加热需求，计算并反馈电池当前允许充电能力；
电***能力估算模块3计算并反馈高压负载实际消耗功率之和；
充电口温度采集模块4采集充电插头插座的温度；
充电参数配置模块5根据供电***、温度限制系数及电池需求计算外接充电时的需求电压、需求电流；
直流充电桩控制模块6采集直流充电桩的工作电压和电流范围；
整车充电条件判断模块8进行判断整车允许充电与禁止充电的条件，并反馈出判断结果；
直流充电状态控制模块9根据充电模式识别模块1、动力电池控制模块2、电***能力估算模块3、充电口温度采集模块4、充电参数配置模块5、直流充电桩控制模块6、继电器控制模块7、整车充电条件判断模块8所反馈的信号与指令解析成对应的电驱充电变压模式请求下发给电驱充电升压协调模块10，同时负责整个直流升压充电过程中车辆与直流充电桩的通讯交互；若收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值，则控制***进入升压充电流程；若收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值，则控制***进入直流充电流程；
电驱充电升压协调模块10根据直流充电状态控制模块9发送的电驱充电变压模式请求进入相应的模式并控制执行电控11进行相应的动作。
本实施例中提供两种充电回路，当直流充电桩最大输出电压不满足电池最大电压时，闭合升压充电继电器，使直流充电桩输出至能量转换装置(由电机控制器与电机绕组组成)，由能量转换装置完成升压后提供能量至电池***；当直流充电桩最大输出电压满足电池最大电压时，闭合直流充电继电器，使直流充电桩与电池***直接连接，避免通过能量转换装置传输能量，减少电机绕组与IGBT损耗，提升充电效率。
本实施例中，提出升压充电时，通过调节充电电流上升速率解决部分直流充电桩因输出功率调节过慢导致的直流充电桩输出欠压问题，提升了升压充电的可靠性与兼容性。
本实施例中，明确了电动汽车兼容与不同输出电压范围直流充电桩的交互控制流程，解决了配备能量转换装置的车辆充电流程与直流充电桩不完全匹配导致无法充电的问题。
本实施例中，在直流充电流程握手阶段结束后，车辆闭合升压充电继电器并完成高压上电，在充电参数报文中将“整车动力蓄电池当前电池电压”发送为U1，收到直流充电桩输出能力后，使能量转换装置降压输出，将车辆充电端口电容电压预充至U1用于直流充电桩外部电压判断。由于国标要求车辆与快充桩的报文交互类型为事件型，并规定了车辆先发出自身当前电压参数后，直流充电桩才反馈输出能力，所以在未收到直流充电桩输出能力之前，先反馈一个满足所有规格直流充电桩输出电压能力的电池电压，并通过能量转换装置将车辆充电端口的电容电压预充至目标值，确保直流充电桩判断车辆电池电压满足输出能力范围，从而能成功进入充电流程。
本实施例中，当完成参数配置后，车辆根据之前收到的直流充电桩输出能力确定充电需求以及充电回路切换流程。
如图2所示，为直流升压充电结构的示意图，在闭合主正继电器、充电正极继电器与升压充电继电器后，通过能量转换装置将降压电容充电至目标电压，以供直流充电桩检测。进入充电流程后若需继续升压充电，则保持升压充电继电器闭合，若需直流充电，则闭合直流充电继电器，断开升压充电继电器。
本实施例中，如图3所示，直流升压充电参数配置阶段的流程如下，包括：
步骤S201：直流充电桩控制模块输入直流充电桩绝缘检测完成状态；
步骤S202：绝缘检测完成后，车辆向直流充电桩发送电池当前电压为U1；
步骤S203：直流充电状态控制模块判断是否收到直流充电桩最大输出能力，若是，进入步骤S204，若否，返回步骤S202；
步骤S204：控制升压充电继电器闭合完成高压上电操作；
步骤S205：由直流充电状态控制模块9请求能量转换装置进入降压模式，并请求降电压至U1，电驱充电升压协调模块10响应指令，执行降压操作；
步骤S206：直流充电状态控制模块9判断降压是否完成，若完成，则进入步骤S207，否则返回步骤S205；
步骤S207：告知直流充电桩车辆准备就绪。
本实施例中，向直流充电桩发送特定电压U1的目的在于，使直流充电桩收到的电池电压信号在它的允许范围之内，以便直流充电桩不上报电压不合适故障，确保直流充电流程的正常运行；同理进入降压模式，使用能量装换装置将电池电压降至U1，其目的是使直流充电桩实际检测到的电池电压与U1一致，满足直流充电桩的校核，确保不会因为电池电压不匹配导致直流充电桩退出充电流程。
本实施例中，如图4所示，使用升压充电回路充电阶段的流程，包括：
步骤S301:进行参数配置；
步骤S302：直流充电状态控制模块9确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块10响应指令；
步骤S303：直流充电状态控制模块9判断直流充电桩最大输出电压是否小于等于预设值(500V)；若否，进入步骤S304；若是，进入步骤S305和步骤S306；
步骤S304：跳转至直流充电流程；
步骤S305：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S307；
步骤S306：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq；
步骤S307：直流充电状态控制模块9判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩有输出电流，则进入步骤S308，否则返回步骤S305；
步骤S308：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S309：直流充电状态控制模块9判断发送给直流充电桩的需求电压是否上升为U2，若是，则进入步骤S310，否则返回步骤S308；
步骤S310：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为以预设速率让电流从I1缓慢上升至I2；
步骤S311：***进入正常升压充电状态中。
本实施例中，在充电参数配置完成后，即可知道直流充电桩的最大允许输出电压，根据直流充电桩的最大允许输出电压可区分使用升压充电，还是直流充电；使用升压充电时，在充电开始阶段请求U1与I1的目的在于，请求一个较小的功率，帮助充电桩建立稳态输出环境；随后缓慢上升至I2的目的在于，若请求直流充电桩输出的功率上升过快，会导致部分直流充电桩在功率模块扩展时因调节响应速度不够，而输出欠压，进而无法充电(例：60kw的直流充电桩，功率模块由两个30kw的模块组成，正常启动时只会开启一个30kw的模块，当外部需求大于30kw时才会开启第二个模块，开启模块需要一定时间，因功率＝电压*电流，若在功率不变的情况下请求电流过大，就会导致电压变小)，所以缓慢上升功率请求，可给直流充电桩开启功率模块一定缓冲时间，不至于将电压拉至欠压。
本实施例中，如图5所示，使用直流充电回路充电阶段的流程如下，包括：
步骤S401：进行充电参数配置；
步骤S402：直流充电状态控制模块9确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块10响应指令；
步骤S403：直流充电状态控制模块9判断直流充电桩最大输出电压是否大于预设值，若直流充电桩最大输出电压大于500V，则进入步骤S405和步骤S406，否则进入步骤S404；
步骤S404：跳转至升压充电流程；
步骤S405：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S407；
步骤S406：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq，并进入步骤S415；
步骤S407：直流充电状态控制模块9判断直流充电桩是否输出电流，若直流充电桩有输出电流，进入步骤S408，否则返回步骤S405；
步骤S408：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S409：直流充电状态控制模块9判断需求电压是否上升至U2，若是，则进入步骤S410，否则返回步骤S408；
步骤S410：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为I3；
步骤S411：直流充电状态控制模块9判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩输出电流降至I3，则进入步骤S412，否则返回步骤S410；
步骤S412：闭合直流充电继电器，断开升压充电继电器；
步骤S413：向直流充电桩发送需求电压为Ureq，需求电流为I2；
步骤S414：***进入正常直流充电状态中；
步骤S415：直流充电状态控制模块9判断升压充电继电器状态，若升压充电继电器断开，则进行步骤S416，否则返回步骤S406；
步骤S416：关闭能量转换装置的输出；
步骤S417：控制能量转换装置进入无请求模式。
本实施例中，在直流充电参数配置阶段，为了保证直流充电桩收到的电池电压信号在它的允许范围之内且实际电压也在范围内，所以进行了降压，为了能进入直流充电流程，所以需要上升电压切换至直流充电回路，在由升压回路切换至直流充电回路的过程中先将充电桩输出电流降至I3的目的在于，能够防止出现因继电器带载切断而导致的继电器粘黏问题；在直流充电桩电压满足的条件使用直流充电的目的在于，直流充电回路未经过能量装换装置，无能量中转的过程，所以充电效率更高，且能量装换装置若由电机、电驱集成，通过直流充电，能够避开升压回路充电，减少电机、电驱的使用时间，进而减小对电机、电驱使用寿命的影响。
本实施例中，U1的值为：电池最小放电总电压减第一偏移量(标定值)与快充桩最大输出电压的取小值。其中，电池最小放电总电压减第一偏移量的目的是确保直流充电桩输出电压低于电池电压，以使用能量转换装置进行升压充电；与快充桩最大输出电压取小的目的是确保每次电池电压都在快充桩允许充电的范围内，防止直流充电桩上报充电参数不匹配故障。
I1的值为：电池允许充电电流与安全充电电流取小值，目的是确保直流充电桩在快速调整输出电压时，不会因为电流过大导致电压不稳定，安全电流可标定。
U2的值为：电池当前总电压减第二偏移量(标定值)与直流充电桩最大输出电压取小。
I2的值为：电池允许充电电流。
本实施例中，U2设置的目的在于，在确保不超过直流充电桩最大允许输出电压范围的前提下，尽量与电池电压靠近，其优点在于，不会因需求电压超过直流充电桩最大允许输出电压而停止充电，同时可以调低能量装换装置的升压比；I2设置的目的是不会因充电电流过大，导致电池过流故障。
Ureq的值为：电池总电压加第三偏移量(标定值)。
Ireq的值为：
Figure BDA0003694165560000111
本实施例中，Ireq的设置目的是确保直流充电桩的输出功率与能量装换装置的输出功率守恒，同时将电池对直流充电桩的请求与对能量装换装置的请求耦合，便于调节。
I3的值为：直流充电桩最小输出电流，其中，BCL是国标规定的代号，指电池发给直流充电桩的充电需求。
本实施例中，升压回路切换至直流充电回路的过程中先将直流充电桩输出电流降至I3，其目的是防止出现因电流过大导致继电器带载切断进而继电器粘黏问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车直流升压充电控制***，其特征在于：包括充电模式识别模块(1)、动力电池控制模块(2)、电***能力估算模块(3)、充电口温度采集模块(4)、充电参数配置模块(5)、直流充电桩控制模块(6)、继电器控制模块(7)、整车充电条件判断模块(8)、直流充电状态控制模块(9)和电驱充电升压协调模块(10)；
所述充电模式识别模块(1)用于判断当前充电模式；
所述动力电池控制模块(2)用于反馈电池当前允许充电能力；
所述电***能力估算模块(3)用于反馈高压负载实际消耗功率之和，该电***能力估算模块(3)与充电模式识别模块(1)连接；
所述充电口温度采集模块(4)用于采集充电插头插座的温度；
所述充电参数配置模块(5)用于计算外接充电时的需求电压、需求电流，该充电参数配置模块(5)分别与动力电池控制模块(2)、电***能力估算模块(3)和充电口温度采集模块(4)连接；
所述直流充电桩控制模块(6)用于采集直流充电桩工作电压、电流范围；
所述继电器控制模块(7)用于控制充电回路中各个继电器的闭合和断开；
所述整车充电条件判断模块(8)用于判断整车允许充电与禁止充电的条件，并反馈出判断结果；
所述直流充电状态控制模块(9)用于向电驱充电升压协调模块(10)下发电驱充电变压模式请求，并在收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值时，则控制***进入升压充电流程；以及在收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值时，则控制***进入直流充电流程，该直流充电状态控制模块(9)分别与充电参数配置模块(5)、直流充电桩控制模块(6)、继电器控制模块(7)、整车充电条件判断模块(8)连接；
所述电驱充电升压协调模块(10)根据电驱充电变压模式请求进入相应的模式并控制执行电控(11)进行相应的动作，该电驱充电升压协调模块(10)分别与直流充电状态控制模块(9)、执行电控(11)连接。
2.一种电动汽车直流升压充电控制方法，将车端与直流充电桩建立连接；其中，车端包括动力电池、主正继电器、预充继电器、预充电阻、充电正极继电器、能量转换装置、充电端口电容、升压充电继电器和直流充电继电器，所述动力电池的正端经主正继电器分别与能量转换装置、充电正极继电器的一端连接，充电正极继电器的另一端经充电端口电容分别与能量转换装置、升压充电继电器的一端连接，升压充电继电器的另一端经直流充电继电器与动力电池的负端连接，预充继电器和预充电阻串联后与主正继电器并联；其特征在于：所述车端还集成有如权利要求1所述的电动汽车直流升压充电控制***，其控制方法包括：
充电模式识别模块(1)判断当前充电模式为直流充电模式或交流充电模式；
动力电池控制模块(2)反馈电池当前允许充电能力；
电***能力估算模块(3)反馈高压负载实际消耗功率之和；
充电口温度采集模块(4)采集充电插头插座的温度；
充电参数配置模块(5)计算外接充电时的需求电压、需求电流；
直流充电桩控制模块(6)采集直流充电桩的工作电压和电流范围；
整车充电条件判断模块(8)判断整车允许充电与禁止充电的条件；
直流充电状态控制模块(9)根据以上各模块所反馈的信号与指令解析成对应的电驱充电变压模式请求下发给电驱充电升压协调模块(10)，若收到直流充电桩的最高输出电压小于等于预设值，则控制***进入升压充电流程；若收到直流充电桩的最高输出电压大于预设值，则控制***进入直流充电流程；
电驱充电升压协调模块(10)根据电驱充电变压模式请求进入相应的模式并控制执行电控(11)进行相应的动作。
3.根据权利要求2所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述升压充电流程具体为：
步骤301：进行充电参数配置；
步骤S302：直流充电状态控制模块(9)确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块(10)响应指令；
步骤S303：直流充电状态控制模块(9)判断直流充电桩最大输出电压是否小于等于预设值；若否，进入步骤S304；若是，进入步骤S305和步骤S306；
步骤S304：跳转至直流充电流程；
步骤S305：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S307；
步骤S306：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq；
步骤S307：直流充电状态控制模块(9)判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩有输出电流，则进入步骤S308，否则返回步骤S305；
步骤S308：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S309：直流充电状态控制模块(9)判断发送给直流充电桩的需求电压是否上升为U2，若是，则进入步骤S310，否则返回步骤S308；
步骤S310：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为以预设速率让电流从I1缓慢上升至I2；
步骤S311：***进入正常升压充电状态中。
4.根据权利要求3所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述直流充电流程具体为：
步骤S401：进行充电参数配置；
步骤S402：直流充电状态控制模块(9)确认参数配置完成后请求能量转换装置进入升压模式，电驱充电升压协调模块(10)响应指令；
步骤S403：直流充电状态控制模块(9)判断直流充电桩最大输出电压是否大于预设值，若直流充电桩最大输出电压大于预设值，则进入步骤S405和步骤S406，否则进入步骤S404；
步骤S404：跳转至升压充电流程；
步骤S405：向直流充电桩发送需求电压为U1，需求电流I1，并进入步骤S407；
步骤S406：向能量转换装置发送需求电压为Ureq，需求电流为Ireq，并进入步骤S415；
步骤S407：直流充电状态控制模块(9)判断直流充电桩是否输出电流，若直流充电桩有输出电流，进入步骤S408，否则返回步骤S405；
步骤S408：发送给直流充电桩的需求电压为以较快的速率上升至U2，需求电流为I1；
步骤S409：直流充电状态控制模块(9)判断需求电压是否上升至U2，若是，则进入步骤S410，否则返回步骤S408；
步骤S410：发送给直流充电桩的需求电压达到U2，向直流充电桩发送需求电流为I3；
步骤S411：直流充电状态控制模块(9)判断直流充电桩输出电流大小，若直流充电桩输出电流降至I3，则进入步骤S412，否则返回步骤S410；
步骤S412：闭合直流充电继电器，断开升压充电继电器；
步骤S413：向直流充电桩发送需求电压为Ureq，需求电流为I2；
步骤S414：***进入正常直流充电状态中；
步骤S415：直流充电状态控制模块(9)判断升压充电继电器状态，若升压充电继电器断开，则进行步骤S416，否则返回步骤S406；
步骤S416：关闭能量转换装置的输出；
步骤S417：控制能量转换装置进入无请求模式。
5.根据权利要求4所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述充电参数配置的流程包括：
步骤S201：直流充电桩控制模块(6)输入直流充电桩绝缘检测完成状态；
步骤S202：绝缘检测完成后，车辆向直流充电桩发送电池当前电压为U1；
步骤S203：直流充电状态控制模块(9)判断是否收到直流充电桩最大输出能力，若是，进入步骤S204，若否，返回步骤S202；
步骤S204：控制升压充电继电器闭合完成高压上电操作；
步骤S205：由直流充电状态控制模块(9)请求能量转换装置进入降压模式，并请求降电压至U1，电驱充电升压协调模块(10)响应指令，执行降压操作；
步骤S206：直流充电状态控制模块(9)判断降压是否完成，若完成，则进入步骤S207，否则返回步骤S205；
步骤S207：告知直流充电桩车辆准备就绪。
6.根据权利要求3至5任一所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述U1的值为电池最小放电总电压减第一偏移量与快充桩最大输出电压的较小值；所述I1的值为电池允许充电电流与安全充电电流的较小值。
7.根据权利要求6所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述U2的值为电池当前总电压减第二偏移量与直流充电桩最大输出电压的较小值；所述I2的值为电池允许充电电流。
8.根据权利要求3或4或5或7所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述Ureq的值为电池总电压加第三偏移量；
所述Ireq的值为
Figure FDA0003694165550000041
9.根据权利要求4或5所述的电动汽车直流升压充电控制方法，其特征在于：所述I3的值为直流充电桩最小输出电流。
10.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求1所述的电动汽车直流升压充电控制***。
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