CN101917046B - 一种充电机及其控制策略 - Google Patents
一种充电机及其控制策略 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101917046B CN101917046B CN2010102371506A CN201010237150A CN101917046B CN 101917046 B CN101917046 B CN 101917046B CN 2010102371506 A CN2010102371506 A CN 2010102371506A CN 201010237150 A CN201010237150 A CN 201010237150A CN 101917046 B CN101917046 B CN 101917046B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- charging
- electric automobile
- charger
- control unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 45
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229910018095 Ni-MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018477 Ni—MH Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本发明提出了一种通用性强的充电机及其控制策略，使快速充电变得安全、可靠、有效，从而促进电动汽车的普及。本发明的充电机包括机壳、控制单元、辅助直流电源、充电插头和若干个输入、输出均为并联关系的整流电源单体，所述整流电源单体为三相电输入，直流输出的数字开关电源；各整流电源单体通过CAN总线与控制单元连接；所述充电插头包括与整流电源单体输出端连接的直流充电接口、与控制单元连接的CAN总线接口、与辅助直流电源输出端连接的辅助直流电源接口、用于充电保护的第一接地引脚，所述第一接地引脚的一端通过充电机机壳接地，另一端用于与待充电的电动汽车车身连接。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，特别涉及到电动汽车的专用充电设施。
背景技术
电动汽车作为新能源汽车的代表，因具备经济、清洁等优点而备受青睐。目前电动汽车技术的已经较为成熟，但是专用充电设施的缺乏限制了电动汽车的普及。
电动汽车搭载的蓄电池主要分为三种：铅酸电池、镍氢电池和锂电池，不同的蓄电池对充电的功率、电流等要求不同，例如说锂电池允许较大的充电电流，通常能达到3C以上，可以通过大功率的充电设备，在30分钟之内为电池组补充超过80％的能量。
传统的充电机功率一般较小，通常在2-3KW左右，输出电流一般在10A以内，对于搭载了40AH锂电池的电动汽车而言，普通模式的2.2KW充电机，一次充电时间需持续5-8小时，难以满足用户需求。另外，普通的充电机一般均为单项输入，这也大大限制了充电功率的提升。
目前，电动汽车所搭载的普通充电器均为该车型所专用，不具有通用性，而对于大功率的专业充电设备而言，体积较大且造价昂贵，为每种车型分别配备快速充电设备显然是不现实的，因此目前急需一种通用性强的充电机，并配备一套切实可行的控制策略，使快速充电变得安全、可靠、有效。
发明内容
本发明的目的是提出一种通用性强的充电机及其控制策略，使快速充电变得安全、可靠、有效，从而促进电动汽车的普及。
本发明的充电机包括机壳、控制单元、辅助直流电源、充电插头和若干个输入、输出均为并联关系的整流电源单体，所述整流电源单体为三相电输入，直流输出的数字开关电源；各整流电源单体通过CAN总线与控制单元连接；所述充电插头包括与整流电源单体输出端连接的直流充电接口、与控制单元连接的CAN总线接口、与辅助直流电源输出端连接的辅助直流电源接口、用于充电保护的第一接地引脚，所述第一接地引脚的一端通过充电机机壳接地，另一端用于与待充电的电动汽车车身连接。
本发明的充电机使用三相380VAC作为输入电源，通过数字开关电源将380V的交流电转化成200V～400V的直流电，输出电流0～60A连续可调。由于充电电流较传统的充电机增加了数倍，因此可以大大缩短充电时间。例如对于搭载了40AH锂电池组的电动汽车，可以在30分钟以内补充80％的电量，与传统充电机需要5～8小时的充电时间相比大大缩短。
为保证数据传输准确，避免CAN总线受到干扰，所述充电插头还包括用于CAN总线屏蔽的第二接地引脚，所述第二接地引脚的一端接地，另一端用于与CAN总线的屏蔽端相连。
为保证充电过程安全、可靠，所述充电插头还包括用于插头连接状态确认的第三接地引脚，所述第三接地引脚的一端接地，另一端用于与待充电的电动汽车的电池管理系统相连。只有当电池管理系统检测到第三接地引脚为低电平时，表示插头与插座之间连接已经到位，才允许充电开始，这样就可以防止误充电的发生。
为方便人们监测充电过程，该充电机还包括与控制单元连接的显示单元。
上述充电机的控制策略包括如下步骤：
A：将充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接，控制单元与待充电的电动汽车的电池管理单元进行定时通讯，获得待充电的电动汽车的电池状态信息，所述电池状态信息包括电池单体数目，单体电压、单体温度、电池组额定端电压、电池组端电压、电池组SOC值；
B：控制单元根据获得的电池状态信息来调整充电机中的各整流电源单体的输出电压及输出电流，为电动汽车的电池充电，并将充电信息发送至显示单元进行显示。
具体来说：
上述A步骤中，当充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接后，充电机的辅助直流电源通过辅助直流电源接口为电池管理系统提供工作电源，电池管理系统上电后，定时将电池状态信息通过CAN总线发送给控制单元。这样在充电前可以关闭待充电电动汽车的电源，只依靠充电机的辅助直流电源为电池管理系统供电即可，保证充电安全。
上述A步骤中，当充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接后，电池管理系统检测第三接地引脚的电平，只有当第三接地引脚为低电平时才允许电池进行充电。通过第三接地引脚来验证充电插头和充电插座是否连接到位，可以防止误充电的发生。
电池单体温度超过预定范围时，会大大影响其性能，此时继续充电容易损伤电池，甚至造成安全事故，因此本发明的控制策略的B步骤中，当待充电的电动汽车的电池单体温度超出预定范围时，控制单元控制各整流电源单体停止输出，暂停为电动汽车的电池充电，待电池单体温度恢复到预定范围内后再继续进行充电。
上述B步骤中，当待充电的电动汽车的电池组SOC值高于预定SOC值后或者电池单体电压高于预定电压后，控制单元控制各整流电源单体停止为电动汽车的电池充电。
本发明的充电机及其控制策略的优点是可以在基本不修改电池管理系统软件的情况下实现对电池组充电状态的监控，也就意味着可以与多种电池管理系统匹配工作，因为无论何种电动车，电池管理系统都会将这些电池状态信息定时发送到CAN总线上，以供整车其他控制器共享，本发明正是利用电池管理系统发出的这些信息，实现对充电过程的控制，从而大大提高了充电机的通用性、智能性、安全性、可靠性和快速性。
附图说明
图1是本发明的充电机的原理示意图；
图2是本发明的充电机的充电插头的结构示意图；
图3是本发明的充电机的控制单元与各整流电源单体进行通讯的报文。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
如图1所示，本实施例的充电机包括金属机壳1、控制单元2、由低压蓄电池制成的辅助直流电源3、充电插头4和三个输入、输出均为并联关系的整流电源单体6，所述整流电源单体6为三相电输入，直流输出的数字开关电源；三个整流电源单体6通过CAN总线与控制单元2连接，控制单元2与显示单元5连接。
如图2所示，上述充电插头充电机通过标准9针插头与待充电车辆连接，完成充电、通信以及安全确认等功能，充电插头包括与整流电源单体输出端连接的直流充电接口DC+、DC-、与控制单元连接的CAN总线接口S+、S-、与辅助直流电源输出端连接的辅助直流电源接口A+、A-、用于充电保护的第一接地引脚PE，所述第一接地引脚PE的一端通过充电机机壳接地，另一端用于与待充电的电动汽车车身连接、用于CAN总线屏蔽的第二接地引脚GND，所述第二接地引脚GND的一端接地，另一端用于与CAN总线的屏蔽端相连、用于插头连接状态确认的第三接地引脚CC，所述第三接地引脚CC的一端接地，另一端用于与待充电的电动汽车的电池管理系统相连。
充电机内安装的三个整流电源单体6由控制单元2控制，输入为380V的三相交流电，输出为直流电，每个整流电源单体6可输出20A电流，三个整流电源单体6并联后最大可输出60A电流，控制单元2通过CAN总线将每个整流电源单体6输出的电压、电流值发送到整流电源单体6，各整流电源单体6根据获得的电气参数，调整各自整流电路内的开关管的工作状态，完成电压、电流值的调整，控制单元2与各整流电源单体6进行通讯的报文如图3所示，包括单体输出电压低字节、单体输出电压高字节、单体输出电流低字节、单体输出电流高字节。
上述充电机的控制策略包括如下步骤：
步骤A：将充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接，充电机的辅助直流电源通过辅助直流电源接口为电池管理系统提供12V直流工作电源，电池管理系统上电后，定时将电池状态信息通过CAN总线发送给控制单元，所述电池状态信息包括电池单体数目，单体电压、单体温度、电池组额定端电压、电池组端电压、电池组SOC值；电池管理系统检测第三接地引脚CC的电平，只有当第三接地引脚CC为低电平时才允许电池进行充电；
步骤B：控制单元根据获得的电池状态信息来调整充电机中的各整流电源单体的输出电压及输出电流，为电动汽车的电池充电，并将充电信息发送至显示单元进行显示。
B步骤中，当待充电的电动汽车的电池单体温度处于-20～50℃之间时，充电进行，当电池单体温度超出该范围时，控制单元控制各整流电源单体停止输出，暂停为电动汽车的电池充电，待电池单体温度恢复到预定范围内后再继续进行充电；
B步骤中，当待充电的电动汽车的电池组SOC值小于等于80％时，充电进行，当待充电的电动汽车的电池组SOC值高于80％后，控制单元控制各整流电源单体停止为电动汽车的电池充电，充电结束；
B步骤中，当电池单体电压在2.5V--3.8V之间时，充电进行，当电池单体电压高于3.8V后，控制单元控制各整流电源单体停止为电动汽车的电池充电，充电结束。
在充电过程中，控制单元将充电信息发送至显示单元进行显示，方便人们监测。充电信息包括总输出电压、总输出电流、各整流电源单体的输出电压和输出电流、待充电的电动汽车的电池的总电压、电池节数、单节电池保护电压、电池标称容量、电池实际容量、当前存储容量、SOC值、电池管理系统控制最高电压、电池管理系统控制最大电流、充电状态、电池最高温度、电池最低温度、单节电池最高电压、单节电池最低电压等。
Claims (9)
1.一种充电机，其特征在于该充电机包括机壳、控制单元、辅助直流电源、充电插头和若干个输入、输出均为并联关系的整流电源单体，所述整流电源单体为三相电输入，直流输出的数字开关电源；各整流电源单体通过CAN总线与控制单元连接；所述充电插头包括与整流电源单体输出端连接的直流充电接口、与控制单元连接的CAN总线接口、与辅助直流电源输出端连接的辅助直流电源接口、用于充电保护的第一接地引脚，所述第一接地引脚的一端通过充电机机壳接地，另一端用于与待充电的电动汽车车身连接。
2.根据权利要求1所述的充电机，其特征在于所述充电插头还包括用于CAN总线屏蔽的第二接地引脚，所述第二接地引脚的一端接地，另一端用于与CAN总线的屏蔽端相连。
3.根据权利要求1所述的充电机，其特征在于所述充电插头还包括用于插头连接状态确认的第三接地引脚，所述第三接地引脚的一端接地，另一端用于与待充电的电动汽车的电池管理系统相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的充电机，其特征在于该充电机还包括与控制单元连接的显示单元。
5.根据权利要求1所述的充电机的控制策略，其特征在于包括如下步骤：
A：将充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接，控制单元与待充电的电动汽车的电池管理单元进行定时通讯，获得待充电的电动汽车的电池状态信息，所述电池状态信息包括电池单体数目，单体电压、单体温度、电池组额定端电压、电池组端电压、电池组SOC值；
B：控制单元根据获得的电池状态信息来调整充电机中的各整流电源单体的输出电压及输出电流，为电动汽车的电池充电，并将充电信息发送至显示单元进行显示。
6.根据权利要求5所述的充电机的控制策略，其特征在于所述A步骤中，当充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接后，充电机的辅助直流电源通过辅助直流电源接口为电池管理系统提供工作电源，电池管理系统上电后，定时将电池状态信息通过CAN总线发送给控制单元。
7.根据权利要求6所述的充电机的控制策略，其特征在于所述A步骤中，当充电插头与待充电的电动汽车的充电插座连接后，电池管理系统检测第三接地引脚的电平，只有当第三接地引脚为低电平时才允许电池进行充电。
8.根据权利要求5或6或7所述的充电机的控制策略，其特征在于所述B步骤中，当待充电的电动汽车的电池单体温度超出预定范围时，控制单元控制各整流电源单体停止输出，暂停为电动汽车的电池充电，待电池单体温度恢复到预定范围内后再继续进行充电。
9.根据权利要求5或6或7所述的充电机的控制策略，其特征在于所述B步骤中，当待充电的电动汽车的电池组SOC值高于预定SOC值后或者电池单体电压高于预定电压后，控制单元控制各整流电源单体停止为电动汽车的电池充电。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102371506A CN101917046B (zh) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | 一种充电机及其控制策略 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010102371506A CN101917046B (zh) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | 一种充电机及其控制策略 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101917046A CN101917046A (zh) | 2010-12-15 |
| CN101917046B true CN101917046B (zh) | 2013-05-22 |
Family
ID=43324472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010102371506A Active CN101917046B (zh) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | 一种充电机及其控制策略 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101917046B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102255364B (zh) * | 2011-08-02 | 2014-12-10 | 重庆市电力公司电力科学研究院 | 一种电动汽车电池的充电设备 |
| WO2013084999A1 (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | 株式会社エネルギー応用技術研究所 | 急速充電用電力供給システム |
| CN102709972B (zh) * | 2012-05-28 | 2015-09-30 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电动汽车充电系统及电动汽车 |
| CN102710001A (zh) * | 2012-06-20 | 2012-10-03 | 三一集团有限公司 | 充电装置 |
| CN102882249B (zh) * | 2012-09-13 | 2015-04-29 | 中国电力科学研究院 | 一种非车载直流充电机与电动汽车通信的系统 |
| CN104037462B (zh) * | 2013-03-08 | 2016-04-27 | 华硕电脑股份有限公司 | 电池模块及过充电保护方法 |
| CN105207310A (zh) * | 2015-10-26 | 2015-12-30 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 用于电动汽车快换电池的充电装置和方法 |
| CN105835714A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-08-10 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种车对车充电机和系统以及充电方法 |
| WO2018176417A1 (zh) * | 2017-03-31 | 2018-10-04 | 深圳欣锐科技股份有限公司 | 一种车载充电系统以及车载充电机 |
| CN108128178A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-06-08 | 上海电巴新能源科技有限公司 | 充电集装箱 |
| CN107985087A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-05-04 | 潍柴动力股份有限公司 | 燃料电池移动充电车及其充电控制方法 |
| CN113352929B (zh) * | 2021-07-23 | 2023-04-25 | 长春捷翼汽车科技股份有限公司 | 一种适配器的控制装置、方法、适配器及充电系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1773784A (zh) * | 2004-11-10 | 2006-05-17 | 乐金电子（昆山）电脑有限公司 | 连接器连接回路 |
| CN1906824A (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-31 | 株式会社Ntt设施 | 充电装置 |
| CN201349138Y (zh) * | 2008-12-22 | 2009-11-18 | 山东朗进科技股份有限公司 | 电力机车充电器 |
| CN101752620A (zh) * | 2009-12-23 | 2010-06-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种车载锂电池充电系统 |
-
2010
- 2010-07-23 CN CN2010102371506A patent/CN101917046B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1906824A (zh) * | 2003-10-29 | 2007-01-31 | 株式会社Ntt设施 | 充电装置 |
| CN1773784A (zh) * | 2004-11-10 | 2006-05-17 | 乐金电子（昆山）电脑有限公司 | 连接器连接回路 |
| CN201349138Y (zh) * | 2008-12-22 | 2009-11-18 | 山东朗进科技股份有限公司 | 电力机车充电器 |
| CN101752620A (zh) * | 2009-12-23 | 2010-06-23 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种车载锂电池充电系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101917046A (zh) | 2010-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101917046B (zh) | 一种充电机及其控制策略 | |
| CN101752620B (zh) | 一种车载锂电池充电系统 | |
| CN113794216B (zh) | 一种光储充系统的参数配置方法及终端 | |
| EP2442398B1 (en) | AC current control of mobile battery chargers | |
| CN110303944B (zh) | 一种电动汽车快速充电系统及方法 | |
| CN102709981A (zh) | 一种串联锂离子电池组能量无损均衡充电装置 | |
| CN103475041A (zh) | 电动汽车的电池充电控制系统及方法 | |
| CN105207303A (zh) | 一种电动汽车充电机充电系统及方法 | |
| US11135935B2 (en) | Vehicle charging system | |
| CN106814326B (zh) | 电池包充放电测试系统 | |
| CN102780249A (zh) | 利用超级电容实现电动汽车快速充电的方法 | |
| CN203126552U (zh) | 一种移动充电车电控系统 | |
| CN102163860B (zh) | 一种采用超级电容构成的快速充电系统 | |
| CN203445677U (zh) | 基于大功率快速充电技术的电动汽车智能一体化充电机 | |
| Naik et al. | Research on Electric Vehicle Charging System: Key Technologies, Communication Techniques, Control Strategies and Standards | |
| CN204681247U (zh) | 电动汽车电机控制器的预充电装置 | |
| CN116488304A (zh) | 储能系统的储能变流器和补电方法 | |
| CN103296726A (zh) | 电池储能模组及其控制方法和储能供电系统 | |
| CN203504265U (zh) | 一种电动汽车充电系统 | |
| CN103944249B (zh) | 一种多功能用途储能逆变系统 | |
| CN205811622U (zh) | 一种充电器 | |
| CN205248847U (zh) | 一种大容量储能系统蓄电池充放电装置 | |
| CN204597552U (zh) | 移动充电车电路系统 | |
| CN204304500U (zh) | 一种两路输出充电器 | |
| CN108777498B (zh) | 一种具有智能快速均衡功能的超级电容充电装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |