CN114905985A - 一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***及充电方法 - Google Patents

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Abstract

一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***及充电方法，通过将充电座设为欧标充电桩专用的充电座，而且通过EVCC与充电桩和BMS的交互，对整车做较小改动便可实现欧标充电方案；而通过设置两组充电座EVCC，能够由两个充电桩同时对电动汽车进行充电，从而有效提高电动汽车的充电速度，提高充电效率；CAN的通信协议依然使用GB/T 27930‑2015，即电动汽车在完成欧标充电桩的预充阶段后，进入充电循环阶段时，继续沿用国标充电，从而有效减少充电***的内部程序设计的工作量，并且相应的减少了对国产新能源汽车的充电***的改装，最终简化本通用型电动汽车的生产过程，提高本电动汽车的生产效率。

Description

一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***及充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***及充电方法。
背景技术
公知的，发展新能源车不但有助于实现产业结构升级，还有助于我国实现“双碳”目标,在经过十多年的发展，我国新能源汽车销量已经从当年的十城千辆，增长到2021年的年销量突破350万辆，连续7年位居全球第一，中国新能源汽车取得的成就有目共睹，2022年1月我国新能源乘用车零售销量达到34.7万辆，同步增长132％，实现了开门红；如果说传统燃油车领域，我国起步较晚，逊于老牌跨国车企，那么在新能源赛道上我国车企表现良好，技术水平直追跨国车企；
而在海外国家，欧洲不但制定了禁售燃油车的时间表，而且在欧盟的促进下加大了新能源汽车的补贴，其中，德国的新能源汽车补贴提升了20％；并且从欧洲各国新能源汽车发展目标来看，英国、爱尔兰、丹麦、葡萄牙、西班牙等国家均针对未来新能源的普及程度提出了100％的目标，可见，海外新能源电动汽车市场孕育着巨大的发展商；
但是，国产新能源电动汽车进军国外市场首先面临的就是电动汽车充电问题；目前国内生产新能源电动汽车的充电采用的是CAN通信信道，通信协议为GB/T 27930-2015，与使用欧标的充电桩并不匹配；并且，现有的国产新能源电动车仅支持单枪的直流充电，存在充电功率低，充电速度慢，充电时间长等缺点；
综上所述，目前市场上需要一种能够让国产新能源汽车与欧标充电桩互联互通，并且提高国产新能源汽车充电速度的充电***。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***及充电方法。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：包含两个充电座、两个EVCC、BMS和电池组，其中两个充电座分别与一个EVCC对应连接，充电座用于与充电桩的充电枪连接，充电桩的SECC通过充电座与对应EVCC进行PLC通信；两EVCC均与BMS进行CAN通信，BMS与电池组对应连接；两个充电座与电池之间均设有高压接触器，高压接触器由BMS控制，两个充电座均设有用于锁住充电枪的电子锁，电子锁的控制信号和反馈信号与对应的EVCC连接。
优选的，所述CAN通信协议为GB/T 27930-2015。
优选的，本***设有电压检测装置，该检测装置用于检测进入电池组的直流电压，且电压检测装置的检测结果输出至BMS。
优选的，所述充电座的PP信号、CP信号和PE信号均与EVCC连接，EVCC通过PP信号检测充电枪是否***充电座中，通过CP和PE信号实现充电控制引导，并且与充电桩的SECC进行PLC通信。
优选的，所述EVCC包含上壳体、下壳体、电路板、插接件和透气阀，其中上、下壳体之间对应插接形成包装壳，且上、下壳体的一端插接处通过凸台和凹槽构成回形密封结构，该回形密封结构的缝隙中填充有密封胶；所述上、下壳体之间设有电路板；所述上、下壳体的另一端插接处密封设有与电路板连接的插接件，以及透气阀。
一种通用型电动汽车的充电方法，其特征为：包含
S1、当充电枪插上车辆充电座之后，SECC通过充电座将EVCC唤醒，EVCC和SECC开始进行PLC通信，并经过SLAC、SDP等阶段后进行到V2G消息交互阶段；
S2、当EVCC和SECC的V2G消息交互进行到授权阶段且充电桩授权完成时，EVCC输出A+唤醒信号，唤醒BMS,然后EVCC开始进行电子锁上锁过程；
S3、当电子锁上锁成功后，EVCC给BMS发送第一帧CHM握手报文；然后，充电桩和车辆开始进行绝缘检测；
S4、当绝缘检测完成，EVCC收到BMS发送的BCP报文，得到了BMS的电池电压并将它作为预充的电压，然后进入预充阶段；
S5、在预充阶段中，首先EVCC通知充电桩预充电压为电池当前电压值，然后充电桩开始升压，EVCC从与SECC之间的PLC交互消息中获取充电桩当前输出电压值；
S6、当EVCC判断充电桩当前输出电压值与电池电压之间压差小于10V后，EVCC认为预充电压合适；
S7、接下来EVCC开始给BMS发送CTS和CML报文，BMS收到报文后，停止发送BCP报文，开始发送BRO报文，但是此时BRO报文内容为未准备就绪；
S8、BMS判断充电桩参数是否合适，若充电桩参数合适，则BRO报文内容变为准备就绪；
S9、EVCC接收准备就绪BRO报文后，停止发送CTS和CML报文，然后控制高压接触器闭合，预充阶段完成；
S10、EVCC和SECC进入到充电循环阶段，EVCC给BMS发送CCS,BMS给EVCC发送BCL、BCS、BSM等报文；
S11、当电池充满电正常结束时，BMS发送BST给EVCC，EVCC回复CST报文，当BMS收到CST报文后，开始发送BSD,然后断开高压接触器；
S12、当EVCC收到BSD后发送CSD，然后开始解锁电子锁，充电过程结束。
优选的，所述EVCC和BMS之间的通信协议为GB/T 27930-2015，在步骤S7中BMS对报文CTS和CML的超时为7-15s。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明公开的一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，通过将充电座设为欧标充电桩专用的充电座，而且通过EVCC与充电桩和BMS的交互，对整车做较小改动便可实现欧标充电方案；
另外，通过设置两组充电座EVCC，能够由两个充电桩同时对电动汽车进行充电，从而有效提高电动汽车的充电速度，提高充电效率；
此外，CAN的通信协议依然使用GB/T 27930-2015，即电动汽车在完成欧标充电桩的预充阶段后，进入充电循环阶段时，继续沿用国标充电，从而有效减少充电***的内部程序设计的工作量，并且相应的减少了对国产新能源汽车的充电***的改装，最终简化本通用型电动汽车的生产过程，提高本电动汽车的生产效率。
附图说明
图1是本发明的单EVCC充电***连接示意图；
图2是本发明的双EVCC并充充电***连接示意图；
图3为本电动汽车的充电方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行说明，在描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本发明的附图对应，为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位：
结合附图1-3所述的一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，包含两个充电座、两个EVCC、BMS和电池组，其中两个充电座分别与一个EVCC对应连接，两个充电座分别为第一充电座和第二充电座，两个EVCC分别为EVCC-A1和EVCC-A2，其中EVCC的引脚功能为：
1号引脚POWER_IN是EVCC的***供电输入，接整车铅酸电源正，输入电压范围是：+9v-+24v；
2号引脚CAN1_R外接电阻配置，用于配置CAN通信的120欧终端匹配电阻；
3号引脚CAN1_L表示CAN1低，接至BMS的充电CAN低，用于和BMS进行CAN通信；
4号引脚CAN2_L表示CAN2低，备用；
5号引脚LOCK+表示驱动电子锁的正极；
6号引脚LOCK-表示驱动电子锁的负极；
7号引脚A+信号是用来高电平唤醒BMS的信号，它的输出电压为24V；
8号引脚CC2(模拟充电枪***的信号)，当EVCC检测到PP信号后，模拟国标的CC2信号；
9号引脚表示接近检测，用于枪线电阻检测，得知是否插上充电枪，备用；
10号引脚CP是控制引导信号，用于充电引导信号，载波通讯；
11号引脚POWER_GND***地，接整车铅酸电源负；
12号引脚空，不接；
13号引脚CAN1_H表示CAN1高，接至BMS的充电CAN高，用于和BMS进行CAN通信；
14号引脚CAN2_H表示CAN2高，备用；
15号引脚E-LOCK到位信号检测2，接电子锁的反馈信号；
16号引脚E-LOCK到位信号检测1，接电子锁的反馈信号；
17号引脚空，不接；
18号引脚OUT2信号，通用高电平输出信号；
19号引脚空，不接；
20号引脚PE，车辆充电座PE线；
另外，5号引脚LOCK+驱动电子锁的正极，6号引脚LOCK-驱动电子锁的负极，它可输出24V或12V来驱动电子锁；当LOCK+与LOCK-之间输出正电压，电子锁上锁；LOCK+与LOCK-之间输出负电压，电子锁解锁；
16号引脚E-LOCK到位信号检测1和15号引脚E-LOCK到位信号检测2是接电子锁反馈信号，当使用三线制的电子锁，反馈信号接引脚16。当使用四线制的电子锁；
8号引脚的CC2信号线缆连接BMS，用于在充电枪***后，模拟国标的插枪信号输出至BMS；
EVCC自身具有休眠功能，在该功能下会关闭给BMS的唤醒信号，有效降低电动汽车中充电***的功耗，同时在不充电时，本充电***处于休眠状态也提高了整车的安全性；
充电座用于与充电桩的充电枪连接，充电桩的SECC通过充电座与对应对EVCC进行PLC通信，另外，两个充电座能够分别与不同的充电桩插枪连接，从而能够由两个充电桩同时对电动汽车进行充电，进而有效提高电动汽车的充电速度，提高充电效率；两EVCC均与BMS进行CAN通信，同时，CAN的通信协议依然使用GB/T 27930-2015，即电动汽车在完成欧标充电桩的预充阶段后，进入充电循环阶段时，继续沿用国标充电，从而有效减少充电***的内部程序设计的工作量，并且相应的减少了对国产新能源汽车的充电***的改装，最终简化本通用型电动汽车的生产过程，提高本电动汽车的生产效率，BMS与电池组对应连接；两个充电座与电池之间均设有高压接触器，高压接触器由BMS控制；
两个充电座均设有用于锁住充电枪的电子锁，电子锁的控制信号和反馈信号与对应的EVCC连接，其中EVCC对电子锁的控制原理为：直流9-36V接入EVCC中稳压电路的输入端，EVCC稳压电路的输出端接入电子锁驱动芯片的供电端，电子锁驱动芯片的输出正极串联5欧电阻接入电子锁正极，电子锁驱动芯片负极接入电子锁负极。通过输出电压控制信号，触发稳压电路输出12V或24V电压,从而适配12V或24V的电子锁；通过电子锁控制信号，触发电子锁执行上锁或者解锁动作；
优选的，所述充电座与高压接触器之间设有电压检测装置，该检测装置用于检测进入电池组的直流电压，且电压检测装置的检测结果输出至BMS，其中电压检测装置在具体实施时中是通过检测高压接触器外侧的电压，从而得到进入电池组的电压；在充电方法的步骤S8中，电压检测装置能够精确判断充电桩参数是否合适，从而也就提高了本充电***在电动汽车充电过程中的安全性；
优选的，所述充电座的PP信号、CP信号和PE信号均与EVCC连接，EVCC通过PP信号检测充电枪是否***充电座中，通过CP和PE信号实现充电控制引导，并且与充电桩的SECC进行PLC通信，其中当EVCC检测到PP信号后，模拟国标的CC2信号；
优选的，所述EVCC包含上壳体、下壳体、电路板、插接件和透气阀，其中上、下壳体之间对应插接形成包装壳，且上、下壳体的一端插接处通过凸台和凹槽构成回形密封结构，该回形密封结构的缝隙中填充有密封胶；所述上、下壳体之间设有电路板；所述上、下壳体的另一端插接处密封设有与电路板连接的插接件，以及透气阀；通过该壳体结构能够让EVCC具有IP67的防护能力，从而使本充电***能够适用于电动客车和乘用车等多种车型。
本申请还提供一种通用型电动汽车的充电方法，
S1、当充电枪插上车辆充电座之后，SECC通过充电座将EVCC唤醒，该唤醒过程是通过充电座的CP信号端完成的，EVCC和SECC开始进行PLC通信，并经过(信号级别衰减特性测试)、SDP(SECC发现协议)等阶段后进行到V2G消息交互阶段；
S2、当EVCC和SECC的V2G消息交互进行到授权阶段且充电桩授权完成时，EVCC输出A+唤醒信号，唤醒BMS,然后EVCC开始进行电子锁上锁过程；
S3、当电子锁上锁成功后，EVCC给BMS发送第一帧CHM握手报文；然后，充电桩和车辆开始进行绝缘检测；
S4、当绝缘检测完成，EVCC收到BMS发送的BCP报文，得到了BMS的电池电压并将它作为预充的电压，然后进入预充阶段；
S5、在预充阶段中，首先EVCC通知充电桩预充电压为电池当前电压值，然后充电桩开始升压，EVCC从与SECC之间的PLC交互消息中获取充电桩当前输出电压值；
S6、当EVCC判断充电桩当前输出电压值与电池电压之间压差小于10V后，EVCC认为预充电压合适；
S7、接下来EVCC开始给BMS发送CTS和CML报文，BMS收到报文后，停止发送BCP报文，开始发送BRO报文，但是此时BRO报文内容为未准备就绪；
S8、BMS判断充电桩参数是否合适，若充电桩参数合适，则BRO报文内容变为准备就绪；
S9、EVCC接收准备就绪BRO报文后，停止发送CTS和CML报文，然后控制高压接触器闭合，预充阶段完成；
S10、EVCC和SECC进入到充电循环阶段，EVCC给BMS发送CCS,BMS给EVCC发送BCL、BCS、BSM等报文；
S11、当电池充满电正常结束时，BMS发送BST给EVCC，EVCC回复CST报文，当BMS收到CST报文后，开始发送BSD,然后断开高压接触器；
S12、当EVCC收到BSD后发送CSD，然后开始解锁电子锁，充电过程结束。
另外，由于本充电***具有单枪充电和双枪充电这两种充电模式，从而在单枪充电模式切换到双枪并充充电模式时的应用场景为：BMS识别到第一充电座的PP1和第二充电座的PP2连接信号，同时第一充电桩EVSE1与EVCC-A1交互，第二充电桩EVSE2与EVCC-A2交互，EVCC-A1通过EVSE1传输的报文ID-A1与BMS进行交互，EVCC-A2通过EVSE2传输的报文ID-A2与BMS进行交互；BMS根据与EVCC-A1和EVCC-A2的交互，分别控制闭合相应的充电回路1和充电回路2进行单枪或双枪充电模式，且生成电流Ia1为分配给第一充电桩上充电枪A1的请求电流，生成电流Ia2为分配给第二充电桩上充电枪A2的请求电流，BMS根据单双枪充电模式切换充电请求电流；另外，仅当第二把枪接入并且EVCC-A2和BMS交互至充电阶段的时候，BMS才开始分配A2枪请求电流Ia2。
优选的，在步骤S5中BMS对报文CTS和CML的超时为7-15s。
本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：包含两个充电座、两个EVCC、BMS和电池组，其中两个充电座分别与一个EVCC对应连接，充电座用于与充电桩的充电枪连接，充电桩的SECC通过充电座与对应EVCC进行PLC通信；两EVCC均与BMS进行CAN通信，BMS与电池组对应连接；两个充电座与电池之间均设有高压接触器，高压接触器由BMS控制，两个充电座均设有用于锁住充电枪的电子锁，电子锁的控制信号和反馈信号与对应的EVCC连接。
2.如权利要求1所述的适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：所述CAN通信协议为GB/T 27930-2015。
3.如权利要求1所述的适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：本***设有电压检测装置，该检测装置用于检测进入电池组的直流电压，且电压检测装置的检测结果输出至BMS。
4.如权利要求1所述的适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：所述充电座的PP信号、CP信号和PE信号均与EVCC连接，EVCC通过PP信号检测充电枪是否***充电座中，通过CP和PE信号实现充电控制引导，并且与充电桩的SECC进行PLC通信。
5.如权利要求1所述的适用于欧标充电桩的电动汽车充电***，其特征是：所述EVCC包含上壳体、下壳体、电路板、插接件和透气阀，其中上、下壳体之间对应插接形成包装壳，且上、下壳体的一端插接处通过凸台和凹槽构成回形密封结构，该回形密封结构的缝隙中填充有密封胶；所述上、下壳体之间设有电路板；所述上、下壳体的另一端插接处密封设有与电路板连接的插接件，以及透气阀。
6.一种通用型电动汽车的充电方法，其特征为：包含
S1、当充电枪插上车辆充电座之后，SECC通过充电座将EVCC唤醒，EVCC和SECC开始进行PLC通信，并经过SLAC、SDP等阶段后进行到V2G消息交互阶段；
S2、当EVCC和SECC的V2G消息交互进行到授权阶段且充电桩授权完成时，EVCC将BMS唤醒,然后EVCC开始进行电子锁上锁过程；
S3、当电子锁上锁成功后，EVCC给BMS发送第一帧CHM握手报文；然后，充电桩和车辆开始进行绝缘检测；
S4、当绝缘检测完成，EVCC收到BMS发送的BCP报文，得到了BMS的电池电压并将它作为预充的电压，然后进入预充阶段；
S5、在预充阶段中，首先EVCC通知充电桩预充电压为电池当前电压值，然后充电桩开始升压，EVCC从与SECC之间的PLC交互消息中获取充电桩当前输出电压值；
S6、当EVCC判断充电桩当前输出电压值与电池电压之间压差小于10V后，EVCC认为预充电压合适；
S7、接下来EVCC开始给BMS发送CTS和CML报文，BMS收到报文后，停止发送BCP报文，开始发送BRO报文，但是此时BRO报文内容为未准备就绪；
S8、BMS判断充电桩参数是否合适，若充电桩参数合适，则BRO报文内容变为准备就绪；
S9、EVCC接收准备就绪BRO报文后，停止发送CTS和CML报文，然后控制高压接触器闭合，预充阶段完成；
S10、EVCC和SECC进入到充电循环阶段，EVCC给BMS发送CCS,BMS给EVCC发送BCL、BCS、BSM等报文；
S11、当电池充满电正常结束时，BMS发送BST给EVCC，EVCC回复CST报文，当BMS收到CST报文后，开始发送BSD,然后断开高压接触器；
S12、当EVCC收到BSD后发送CSD，然后开始解锁电子锁，充电过程结束。
7.如权利要求6所述的通用型电动汽车充电方法，其特征是：所述EVCC和BMS之间的通信协议为GB/T 27930-2015，在步骤S7中BMS对报文CTS和CML 的超时为7-15s。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4357192A1 (de) * 2022-10-21 2024-04-24 BOMAG GmbH Verfahren zum laden eines energiespeichers einer, insbesondere selbstfahrenden, baumaschine mit elektrischer energie und selbstfahrende baumaschine, insbesondere bodenverdichtungsmaschine, und externe ladequelle

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