CN220577065U - 充电控制装置、***及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种充电控制装置、***及车辆，包括充电控制器；第一充电电路，包括第一正接触器和第一负接触器，第一正接触器的第一触点与高压电源正极输出端连接，第一正接触器的第二触点与电池包的正极连接，第一负接触器的第一触点与高压电源负极输出端连接，第一负接触器的第二触点与电池包的负极连接；第二充电电路，包括第二正接触器，第一正接触器、第一负接触器和第二正接触器的控制线圈均与充电控制器连接，第二正接触器的第一触点与上装电源正极输出端连接，第二正接触器的第二触点与第一正接触器的第一触点连接，上装电源负极输出端与电池包的负极连接。本公开可以避免通过多个控制器控制不同接触器的动作时造成的时序混乱。

Description

充电控制装置、***及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种充电控制装置、***及车辆。

背景技术

随着纯电动汽车的飞速发展，纯电动轻型卡车替代传统能源车辆在各领域大量使用。纯电动车大量使用高压接触器，通常采用不同的零部件控制不同的接触器，导致控制器件不同。

相关技术中，纯电动车的高压接触器一般分布在电池包、电机控制器或配电盒内，控制高压接触器闭合和断开的控制器件不同，导致高压接触器闭合和断开时序冲突，从而无法控制高压充电。

实用新型内容

为了实现相关技术中的目的，本公开提供一种充电控制装置、***及车辆，具体如下。

在本公开的第一方面，提供一种充电控制装置，包括：

充电控制器，所述充电控制器与整车控制器连接；

第一充电电路，包括第一正接触器和第一负接触器，所述第一正接触器的控制线圈和第一负接触器的控制线圈均与所述充电控制器连接，所述第一正接触器的第一触点与高压电源正极输出端连接，所述第一正接触器的第二触点与电池包的正极连接，所述第一负接触器的第一触点与高压电源负极输出端连接，所述第一负接触器的第二触点与所述电池包的负极连接；

第二充电电路，包括第二正接触器，所述第二正接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第二正接触器的第一触点与上装电源正极输出端连接，所述第二正接触器的第二触点与所述第一正接触器的第一触点连接，上装电源负极输出端与所述电池包的负极连接。

可选地，所述第一充电电路还包括：

第一预充接触器，所述第一预充接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第一预充接触器的第一触点与所述第一正接触器的第一触点共接为第一共接点，所述第一共接点与所述高压电源正极输出端连接，所述第一预充接触器的第二触点与所述第一正接触器的第二触点共接为第二共接点，所述第二共接点与所述电池包的负极连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充接触器，所述第二预充接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第二预充接触器的第一触点与所述第二正接触器的第一触点共接为第三共接点，所述第三共接点与所述上装电源正极输出端连接，所述第二预充接触器的第二触点与所述第二正接触器的第二触点共接为第四共接点，所述第四共接点与所述第一共接点连接。

可选地，所述第一共接点、所述第二共接点、所述第三共接点以及所述第四共接点均与所述充电控制器连接；

所述第一负接触器的第一触点与所述高压电源正极输出端之间设置有第一检测点，所述第一负接触器的第二触点与所述电池包的负极之间设置有第二检测点，所述第一检测点和所述第二检测点均与所述充电控制器连接。

可选地，所述充电控制装置还包括：

第三充电电路，包括第三正接触器和第二负接触器，所述第三正接触器的控制线圈和所述第二负接触器的控制线圈均与所述充电控制器连接，所述第三正接触器的第一触点与快充电源正极输出端连接，所述第三正接触器的第二触点与所述电池包的正极连接，所述上装电源负极输出端与所述第二负接触器的第一触点连接，所述第二负接触器的第二触点与所述电池包的负极连接。

可选地，所述第三正接触器的第一触点与快充电源正极输出端之间设置有第三检测点，所述第二负接触器的第一触点与快充电源负极输出端之间设置有第四检测点，所述第三检测点和所述第四检测点均与所述充电控制器连接。

可选地，所述第一充电电路还包括：

第一预充电阻，所述第一预充电阻的一端与所述第一预充接触器的第二触点连接，所述第一预充电阻的另一端与所述第二共接点连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充电阻，所述第二预充电阻的一端与所述第三共接点连接，所述第一预充电阻的另一端与所述第二预充接触器的第一触点连接。

在本公开的第二方面，提供一种充电控制***，包括：

电池管理***，包括电池包；

整车控制器，所述整车控制器与所述电池管理***连接；

以及，如本公开的第一方面提供的充电控制装置。

可选地，所述电池包为所述整车控制器供电。

可选地，所述整车控制器通过CAN总线与所述电池管理***连接，且所述整车控制器通过CAN总线与充电控制器连接。

在本公开的第三方面，提供一种车辆，包括如本公开的第二方面提供的充电控制***。

本公开实施例中，通过设置充电控制器，将充电控制器与第一充电电路的第一正接触器和第一负接触器的控制线圈连接，以及将充电控制器与第二充电电路的第二正接触器的控制线圈连接，以使充电控制器根据整车控制器发送的控制指令控制各个接触器的闭合和断开，从而可以实现车辆在不同上下电模式下整车接触器通过同一个充电控制器集中控制，避免通过多个控制器控制不同接触器的动作时造成的时序混乱。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种充电控制装置的电路图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种充电控制***的数据交换方向的示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

相关技术中，可以通过整车控制器(Vehicle control unit，VCU)、电池管理***(Battery Management System，BMS)、车载充电控制器(Charging Control Unit，CCU)等等控制器控制接触器的通断，从而选择不同的充电模式及其对应的放电模式，以使车辆执行上下电过程。但是由于车辆充放电模式不同，一个种充电模式下的接触器可能仅采用一个控制器控制，切换充电方式时，由于控制器不同，控制接触器动作的时序不易控制，导致出现时序冲突无法充放电的问题。

示例地，本公开的第一充电电路为高压充电电路，第二充电电路为上装充电电路，第三充电电路为快速充电电路。其中高压充电电路涉及高压充电技术，快速充电电路涉及快充技术，高压充电技术是快充技术的一种，与普通快充技术不同的地方在于，普通快充技术采用的是高充电倍率、低电压充电；而高压充电技术采用的是高电压、高电流充电。上装充电电路是对车辆的底盘以上部分供电的电路。

参见图1，图1是根据一示例性实施例示出的一种充电控制装置的电路图，如图1所示，充电控制装置包括：

充电控制器CCU，所述充电控制器CCU与整车控制器VCU连接；

第一充电电路，包括第一正接触器K1和第一负接触器K2，所述第一正接触器K1的控制线圈和第一负接触器K2的控制线圈均与所述充电控制器CCU连接，所述第一正接触器K1的第一触点与高压电源正极输出端连接，所述第一正接触器K1的第二触点与电池包的正极连接，所述第一负接触器K2的第一触点与高压电源负极输出端连接，所述第一负接触器K2的第二触点与所述电池包的负极连接；

第二充电电路，包括第二正接触器K3，所述第二正接触器K3的控制线圈与所述充电控制器CCU连接，所述第二正接触器K3的第一触点与上装电源正极输出端连接，所述第二正接触器K3的第二触点与所述第一正接触器K1的第一触点连接，上装电源负极输出端与所述电池包的负极连接。

示例地，充电控制器可以为车载充电控制器(Charging Control Unit，CCU)，是一种用于管理新能源汽车充电过程的控制器，能够监控电池充电状态、控制充电速度、保障充电安全等功能。在新能源汽车中，充电控制器CCU是连接电池和充电器之间的关键部件，它能够调节电池电压、电流等参数，确保电池在充电过程中处于最佳状态。与传统汽车不同的是，新能源汽车的充电方式多种多样，包括交流充电、直流充电、无线充电，或者可以包括高压充电、快速充电、上装充电等等。而充电控制器CCU则可以根据充电方式的不同，智能地控制充电过程，提高充电效率和安全性。

示例地，上述连接可以通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线连接，CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。具体的，如上方案，第一主接触器K1、第一负接触器K2以及第二正接触器K3的导通和断开动作可以由充电控制器CCU通过硬线进行操作，即整车控制器VCU判断整车状态发送控制指令给CCU，充电控制器CCU通过CAN总线接收整车控制器VCU的控制指令。

示例地，当整车控制器VCU发送高压上电控制指令后，充电控制器CCU控制第一正接触器K1和第一负接触器K2的控制线圈通电，以使第一正接触器K1和第一负接触器K2的衔铁吸合，高压上电完成。当整车控制器VCU发送高压下电控制指令后，充电控制器CCU控制第一正接触器K1的控制线圈断电，以使第一正接触器K1的衔铁断开，然后控制第一负接触器K2的控制线圈断电，以使第一负接触器K2的衔铁断开，高压下电完成。

示例地，当整车控制器VCU发送上装上电控制指令后，充电控制器CCU控制第二正接触器K3的控制线圈通电，以使第二正接触器K3的衔铁吸合，整车上装上电完成。当整车控制器VCU发送上装下电控制指令后，充电控制器CCU控制第二正接触器K3的控制线圈断电，以使第二正接触器K3的衔铁断开，整车上装下电完成。

本公开实施例中，通过设置充电控制器，将充电控制器与第一充电电路的第一正接触器和第一负接触器的控制线圈连接，以及将充电控制器与第二充电电路的第二正接触器的控制线圈连接，以使充电控制器根据整车控制器发送的控制指令控制各个接触器的闭合和断开，从而可以实现车辆在不同上下电模式下整车接触器通过同一个充电控制器集中控制，避免通过多个控制器控制不同接触器的动作时造成的时序混乱。

在一种可选的实施方式中，所述第一充电电路还包括：

第一预充接触器K4，所述第一预充接触器K4的控制线圈与所述充电控制器CCU连接，所述第一预充接触器K4的第一触点与所述第一正接触器K1的第一触点共接为第一共接点，所述第一共接点与所述高压电源正极输出端连接，所述第一预充接触器K4的第二触点与所述第一正接触器K1的第二触点共接为第二共接点，所述第二共接点与所述电池包的负极连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充接触器K5，所述第二预充接触器K5的控制线圈与所述充电控制器CCU连接，所述第二预充接触器K5的第一触点与所述第二正接触器K3的第一触点共接为第三共接点，所述第三共接点与所述上装电源正极输出端连接，所述第二预充接触器K5的第二触点与所述第二正接触器K3的第二触点共接为第四共接点，所述第四共接点与所述第一共接点连接。

示例地，当整车控制器VCU发送高压上电控制指令后，充电控制器CCU控制第一预充接触器K4和第一负接触器K2的控制线圈通电，以使第一预充接触器K4和第一负接触器K2的衔铁吸合，第一充电电路开始预充流程，当第一预充接触器K4的电压达到电池包的第一电压预设值，控制第一正接触器K1的控制线圈通电，以使第一正接触器K1的衔铁吸合，并控制第一预充接触器K4的控制线圈断电，第一预充接触器K4的衔铁断开，高压上电完成。当整车控制器VCU发送高压下电控制指令后，充电控制器CCU控制第一正接触器K1的控制线圈断电，以使第一正接触器K1的衔铁断开，然后控制第一负接触器K2的控制线圈断电，以使第一负接触器K2的衔铁断开，高压下电完成。其中，第一电压预设值例如可以是0.9V₀-0.98V₀，其中，V₀是电池包的额定电压值。

示例地，当整车控制器VCU发送上装上电控制指令后，充电控制器CCU控制第二预充接触器K5的控制线圈通电，以使第二预充接触器K5的衔铁吸合，第二充电电路开始预充，预充电压到达电池包的第二电压预设值，控制第二正接触器K3闭合，并断开第二预充接触器K5，整车上装上电完成。当整车控制器VCU发送上装下电控制指令后，充电控制器CCU控制第二正接触器K3的控制线圈断电，以使第二正接触器K3的衔铁断开，整车上装下电完成。第二电压预设值例如可以是0.9V₀-0.98V₀，其中，V₀是电池包的额定电压值。

本公开实施例中，第一充电电路为高压充电，第二充电电路为上装高压充电，为了避免高压冲击损坏高压零部件，预充是实现高压安全不可缺少的重要环节。因此在第一充电电路和第二充电电路中均设置有预充电路，并通过第一预充接触器和第二预充接触器分别控制第一充电电路中预充电路的通断和第二充电电路中预充电路的通断，可以减少高压充电的接触器闭合时产生的火花拉弧，提升安全性。

在一种可选的实施方式中，所述第一共接点P1、所述第二共接点P2、所述第三共接点P3以及所述第四共接点P4均与所述充电控制器CCU连接；

所述第一负接触器K2的第一触点与所述高压电源正极输出端之间设置有第一检测点P6，所述第一负接触器K3的第二触点与所述电池包的负极之间设置有第二检测点P7，所述第一检测点P6和所述第二检测点P7均与所述充电控制器连接。

示例地，如图1所示，第一共接点P1至第四共接点P4、第一检测点P6以及第二检测点P7均与充电控制器连接，充电控制器CCU可以检测第一共接点P1至第四共接点P4、第一检测点P6以及第二检测点P7的电压值，通过各点间的电压值比较关系，可以确定各个接触器的状态。具体的，接触器两端电压值大于等于电池包额定电压的98％，判断此接触器为闭合状态。接触器两端电压值小于等于电池包额定电压的5％时，判断此接触器为断开状态。充电控制器CCU将检测到的所有接触器状态发送给整车控制器VCU，以使整车控制器VCU可以作出决策，并通过充电控制器CCU执行该决策。

示例地，充电控制器CCU还具有检测接触器故障的能力，通过检测接触器两点间电压值，及整车控制器VCU相应的高压上电指令、高压下电指令、上装上电指令、上装下电指令、快充上电指令或快充下电指令等等，可以确定接触器的断路故障或粘连故障。例如，当整车控制器VCU发送高压上电指令5s后，第一正接触器K1应为闭合状态，检测第一正接触器K1两端(P1和P2两点)电压小于电池包额定电压的50％且持续时长大于500ms，则确定第一正接触器K1为断路故障；当整车控制器VCU发送高压下电指令5s后，第一正接触器K1应为断开状态，检测第一正接触器K1两端电压大于电池包额定电压的90％且持续时长大于500ms，则确定第一正接触器K1为粘连故障。

可以理解，通过第一共接点P1和第二共接点P2可以检测第一正接触器K1和第一预充接触器K4的状态，通过第三共接点P3和第四共接点P4可以检测第二正接触器K3和第二预充接触器K5的状态，通过第一检测点P6和第二检测点P7可以检测第一负接触器K2的状态。

在一种可选的实施方式中，所述充电控制装置还包括：

第三充电电路，包括第三正接触器K6和第二负接触器K7，所述第三正接触器K6的控制线圈和所述第二负接触器K7的控制线圈均与所述充电控制器CCU连接，所述第三正接触器K6的第一触点与快充电源正极输出端连接，所述第三正接触器K6的第二触点与所述电池包的正极连接，所述上装电源负极输出端与所述第二负接触器K7的第一触点连接，所述第二负接触器K7的第二触点与所述电池包的负极连接。

示例地，第三充电电路为快速充电电路，当整车控制器VCU发送快充上电指令，充电控制器CCU控制第二负接触器K7闭合，然后控制第三正接触器K6闭合，快充上电完成。当整车控制器VCU发送快充下电指令，充电控制器CCU控制第三正接触器K6断开，然后控制第二负接触器K7断开，快充下电完成。

本公开实施例中，提供快充充电方式，并将快充方式对应的第三充电电路的第三正接触器和第二负接触器也通过充电控制器控制，以使充电控制器根据整车控制器发送的控制指令控制第三正接触器和第二负接触器的闭合和断开，进一步实现车辆在不同上下电模式下整车接触器通过同一个充电控制器集中控制，避免通过多个控制器控制不同接触器的动作时造成的时序混乱。

在一种可选的实施方式中，所述第三正接触器K6的第一触点与快充电源正极输出端之间设置有第三检测点P5，所述第二负接触器K7的第一触点与快充电源负极输出端之间设置有第四检测点P8，所述第三检测点P5和所述第四检测点P8均与所述充电控制器连接。

示例，如图1所示，第三检测点P5和第四检测点P8均与充电控制器CCU连接，充电控制器CCU可以通过第三检测点P5和第二共接点P2的电压状态确定第三正接触器的状态，通过第四检测点P8和第二检测点P7的电压状态确定第二负接触器的状态。

在一种可选的实施方式中，所述第一充电电路还包括：

第一预充电阻R1，所述第一预充电阻R1的一端与所述第一预充接触器K4的第二触点连接，所述第一预充电阻R1的另一端与所述第二共接点连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充电阻R2，所述第二预充电阻R2的一端与所述第三共接点连接，所述第一预充电阻R1的另一端与所述第二预充接触器K5的第一触点连接。

示例地，如图1所示，在第一充电电路中设置有第一预充电阻R1，在第二充电电路中设置有第二预充电阻R2，可以起到限流的作用,进一步防止高压冲击损坏高压零部件，提升安全性。

本公开的实施例还提供一种充电控制***，包括：

电池管理***BMS，包括电池包；

整车控制器VCU，所述整车控制器VCU与所述电池管理***BMS连接；

以及，本公开实施例提供的充电控制装置。

示例地，参见图2，充电控制器CCU接收整车控制器VCU的控制指令并执行，充电控制器CCU检测各个接触器的状态并发送给整车控制器VCU，电池管理***BMS检测电池包的电压信息和电流信息并发送给整车控制器VCU，整车控制器VCU根据电池包的电压信息和电流信息以及各个接触器的状态作出决策，并发出控制指令至充电控制器CCU。

在一种可选的实施方式中，所述电池包为所述整车控制器供电。

示例地，充电控制器CCU与整车控制器VCU连接，且整车控制器VCU与电池包连接，在整车控制器VCU工作时，通过电池包为整车控制器VCU供电。

在一种可选的实施方式中，所述整车控制器通过CAN总线与所述电池管理***连接，且所述整车控制器通过CAN总线与充电控制器连接。

示例地，CAN总线是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。CAN协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。具体的，如上方案，第一主接触器、第一负接触器以及第二正接触器的导通和断开动作可以由充电控制器CCU通过硬线进行操作，即整车控制器VCU判断整车状态发送控制指令给CCU，充电控制器CCU通过CAN总线接收整车控制器VCU的控制指令。

本公开的实施例还提供一种车辆，包括本公开实施例提供的充电控制***。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种充电控制装置，其特征在于，包括：

充电控制器，所述充电控制器与整车控制器连接；

第一充电电路，包括第一正接触器和第一负接触器，所述第一正接触器的控制线圈和第一负接触器的控制线圈均与所述充电控制器连接，所述第一正接触器的第一触点与高压电源正极输出端连接，所述第一正接触器的第二触点与电池包的正极连接，所述第一负接触器的第一触点与高压电源负极输出端连接，所述第一负接触器的第二触点与所述电池包的负极连接；

第二充电电路，包括第二正接触器，所述第二正接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第二正接触器的第一触点与上装电源正极输出端连接，所述第二正接触器的第二触点与所述第一正接触器的第一触点连接，上装电源负极输出端与所述电池包的负极连接。

2.根据权利要求1所述的充电控制装置，其特征在于，所述第一充电电路还包括：

第一预充接触器，所述第一预充接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第一预充接触器的第一触点与所述第一正接触器的第一触点共接为第一共接点，所述第一共接点与所述高压电源正极输出端连接，所述第一预充接触器的第二触点与所述第一正接触器的第二触点共接为第二共接点，所述第二共接点与所述电池包的负极连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充接触器，所述第二预充接触器的控制线圈与所述充电控制器连接，所述第二预充接触器的第一触点与所述第二正接触器的第一触点共接为第三共接点，所述第三共接点与所述上装电源正极输出端连接，所述第二预充接触器的第二触点与所述第二正接触器的第二触点共接为第四共接点，所述第四共接点与所述第一共接点连接。

3.根据权利要求2所述的充电控制装置，其特征在于，所述第一共接点、所述第二共接点、所述第三共接点以及所述第四共接点均与所述充电控制器连接；

所述第一负接触器的第一触点与所述高压电源正极输出端之间设置有第一检测点，所述第一负接触器的第二触点与所述电池包的负极之间设置有第二检测点，所述第一检测点和所述第二检测点均与所述充电控制器连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的充电控制装置，其特征在于，所述充电控制装置还包括：

第三充电电路，包括第三正接触器和第二负接触器，所述第三正接触器的控制线圈和所述第二负接触器的控制线圈均与所述充电控制器连接，所述第三正接触器的第一触点与快充电源正极输出端连接，所述第三正接触器的第二触点与所述电池包的正极连接，所述上装电源负极输出端与所述第二负接触器的第一触点连接，所述第二负接触器的第二触点与所述电池包的负极连接。

5.根据权利要求4所述的充电控制装置，其特征在于，所述第三正接触器的第一触点与快充电源正极输出端之间设置有第三检测点，所述第二负接触器的第一触点与快充电源负极输出端之间设置有第四检测点，所述第三检测点和所述第四检测点均与所述充电控制器连接。

6.根据权利要求2或3所述的充电控制装置，其特征在于，所述第一充电电路还包括：

第一预充电阻，所述第一预充电阻的一端与所述第一预充接触器的第二触点连接，所述第一预充电阻的另一端与所述第二共接点连接；

所述第二充电电路还包括：

第二预充电阻，所述第二预充电阻的一端与所述第三共接点连接，所述第一预充电阻的另一端与所述第二预充接触器的第一触点连接。

7.一种充电控制***，其特征在于，包括：

电池管理***，包括电池包；

整车控制器，所述整车控制器与所述电池管理***连接；

以及，如权利要求1-6任一所述的充电控制装置。

8.根据权利要求7所述的充电控制***，其特征在于，所述电池包为所述整车控制器供电。

9.根据权利要求7所述的充电控制***，其特征在于，所述整车控制器通过CAN总线与所述电池管理***连接，且所述整车控制器通过CAN总线与充电控制器连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求7-9任一所述的充电控制***。