CN101966819A - 电动汽车车载充电保护装置、充电保护方法及车辆 - Google Patents

电动汽车车载充电保护装置、充电保护方法及车辆 Download PDF

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Abstract

一种电动汽车车载充电保护装置、充电保护方法及车辆，该装置及方法包括：一电机控制器连接汽车电机，提供电机运行信号并依指令控制电机运行或关闭；一车载充电机提供电源连接信号；一电池组分别连接车载充电机和电机控制器，提供电池信号，并依指令充电或向电机供电；一整车控制器分别电及通信连接电机控制器、车载充电机、动力电池组，根据电机控制器、车载充电机、动力电池组提供的信号进行判断，并向车载充电机、电机控制器发送是否充电控制指令信号。本发明充电插座未接或电池组未处于可充电状态或电机未闲置状态或出现故障时，控制车载充电器不充电，当上述条件具备时，车载充电机对电池组进行充电，同时控制电机控制器以防止电机误启动。

Description

电动汽车车载充电保护装置、充电保护方法及车辆
技术领域
本发明涉及新能源车辆，尤其涉及新能源车辆的车载充电保护。
背景技术
随着能源危机、环保意识对人们观念的不断改变以及人们对汽车的舒适性、安全性要求的提高，新能源汽车得到了快速增长。搭载了车载充电器的新能源车辆由于有充电方便，可在市电插口充电等优点，广受人们喜爱。
中国发明专利200610097655.0，提供一种“电动汽车控制及充电保护装置”采用了电气控制充电继电器的方式(即：电气互锁)，实现误启动保护功能。而如何能无需继电器、保险丝等元器件，通过软件程序就可实现上述功能，是本发明欲解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车车载充电保护装置及充电保护方法，利用通信方式检测及程序控制对车载充电器、动力电池组、电机控制器进行有效地协调管理，使其满足特定的条件才能工作以防止电机误启动。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电动汽车车载充电保护装置，设置在电动汽车上，用于对电动汽车车载充电保护，其特征在于，包括：
一电机控制器，连接电动汽车的电机，采集所述电机运行状态信号并根据指令信号控制电机保持运行或关闭状态；
一车载充电机，其上具有充电插座，并采集电源连接信号；
一动力电池组，分别连接所述车载充电机和所述电机控制器，采集电池状态信号，并根据指令信号通过所述车载充电机充电或向所述电机提供电能；
一整车控制器，分别通过动力电源线、通信电源线及通信协议通信线连接所述电机控制器、车载充电机、动力电池组，根据所述电机控制器提供的所述电机运行状态信号、所述车载充电机提供的电源连接信号、所述动力电池组提供的电池状态信号进行判断，并向所述车载充电机、所述电机控制器发送是否充电控制指令信号。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述电机控制器包括：电机控制模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述车载充电机包括：充电模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述动力电池组包括：多组串联电池、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述整车控制器包括：分析判断及控制模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述电机控制器、车载充电机、动力电池组通信。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，还包括一汽车运行状态模块，用以采集车速信号及脚踏板位置信号。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述分析判断及控制模块为可编程控制芯片，并对所述可编程控制芯片中的数据进行标定。
上述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述通信协议模块为CAN通信协议模块。
为了实现上述目的，本发明还提供一种车载充电保护方法，用于对电动汽车车载电池充电及电机工作进行控制，其特征在于，包括步骤：
A，提供一电机控制器，采集所述电机运行状态信号的步骤；
B，采集所述电池组电池状态信号的步骤；
C，提供一车载充电机并具体一充电插座，采集电源连接信号；
D，提供一整车控制器，根据所述电机控制器、所述电池组、所述车载充电机采集的信号分析判断是否充电的步骤；
E，判断为充电时，向所述电机控制器发送控制电机保持关闭信号及向所述车载充电机发送充电信号的步骤；
F，判断为不充电时，向所述电机控制器发送保持电机工作信号及向所述车载充电机发送关闭信号的步骤。
上述的车载充电保护方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括C1，提供一汽车运行状态模块，并将汽车运行状态信号提供给所述整车控制器的步骤。
上述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为充电的条件为所述电机控制器处于闲置状态、所述充电插座处于接触状态、所述电池组处于可充电状态、车辆处于静止状态。
上述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为不充电的条件为车辆行驶状态、电机工作状态。
上述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为充电的条件之一不成立或出现故障时，所述整车控制器向所述车载充电器发送停止工作信号。
为了实现上述目的，本发明还提供一种采用上述的电动汽车车载充电保护装置的车辆。
本发明的技术效果在于：本实用新型提供的电动汽车车载充电保护装置及充电保护方法，充电连插座未接或动力电池组未处于可充电状态或电机未处于闲置状态或出现故障时，整车控制器控制车载充电器不进行充电，当以上条件具备时，车载充电机对动力电池组进行充电，同时控制电机控制器以防止电机误启动，安全可靠。并且与现有技术相比无需继电器、保险丝等元器件，通过软件程序就可实现其功能。故成本更低，结构更简单，更容易布置与实施。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明车载充电保护装置的结构示意图；
图2为本发明车载充电保护方法流程图；
图3为本发明不充电具体实施流程图；
图4为本发明充电具体实施流程图。
其中，附图标记
1    驱动电机
2    电机控制器
3    动力电池组
4    整车控制器
5    通信电源线
6    CAN通信线
7    车载充电机
8    充电插座
9    动力电源线
10   充电线
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
在图1所示的本发明的具体实施方式中，本发明提示一种电动汽车车载充电保护装置，设置在电动汽车上，用于对电动汽车车载充电保护，如图所示，包括：驱动电机1，电机控制器2，动力电池组3，整车控制器4，通信电源线5，CAN通信线6，车载充电机7，充电插座8，动力电源线9，充电线10。
电机控制器2，连接电动汽车的驱动电机1(以下称电机)，采集所述电机1运行状态信号并根据指令信号控制电机1保持运行或关闭状态；
车载充电机7(具备12V电源)，其上具有充电插座，并采集电源连接信号；
动力电池组3，分别连接所述车载充电机7和所述电机控制器2，采集电池状态信号，并根据指令信号通过所述车载充电机充电或向所述电机提供电能；
整车控制器4，分别通过动力电源线9、通信电源线5及通信协议通信线6连接所述电机控制器4、车载充电机7、动力电池组3，根据所述电机控制器2提供的所述电机运行状态信号、所述车载充电机7提供的电源连接信号、所述动力电池组3提供的电池状态信号进行判断，并向所述车载充电机7、所述电机控制器2发送是否充电控制指令信号。
请参阅图3及图2，所述电机控制器2包括：电机控制模块21、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器4通信。
所述车载充电机7包括：充电模块71、通信协议模块72，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器4通信。
所述动力电池组3包括：多组串联电池31、通信协议模块32，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器4通信。
所述整车控制器4包括：分析判断及控制模块41、通信协议模块42，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述电机控制器2、车载充电机7、动力电池组3通信。
本发明所述的通信协议模块采用CAN通信协议模块，但并不以此为限。
本发明还包括采集汽车运行状态模块11，通过电控系统中的车速传感器及加速踏板位置传感器来采集汽车的油门位置信号及汽车行驶速度信号并提供给所述整车控制器4作为判断是否充电的条件之一。
本发明所述分析判断及控制模块41为可编程控制芯片，并对所述可编程控制芯片中的数据进行标定。
为了更好的实现本发明的目的，本发明还提示一种具有上述电动汽车车载充电保护装置的车辆，充分利用车辆部件整车控制器、电机控制器、车载充电机等部件，实现了充电的控制及保护功能，无需增添任何设备。
请参阅图2，本发明提供的车载充电保护方法的流程图。包括步骤：
S110，提供一电机控制器，采集所述电机运行状态信号；
S111，采集所述电池组电池状态信号；
S112，提供一车载充电机，采集电源连接信号；
S113，提供一汽车运行状态模块，采集汽车运行状态信号；
S120，提供一整车控制器，根据所述电机控制器、所述电池组、所述车载充电机采集的信号、所述汽车运行状态模块采集的信号分析判断是否充电；
S130，所述整车控制器在检测到电机控制器处于闲置状态、充电插座处于接触状态、电池组处于可充电状态并且车辆处于静止状态时，判断为充电，并向所述电机控制器发送控制电机保持关闭信号及向所述车载充电机发送充电信号；其中，整车控制器检测到上述条件之一不成立或出现故障时，向车载充电器发送停止工作信号；
S140，在车辆行驶过程中，电机控制器2通过通信模块将电机正在工作的状态信号发送至所述整车控制器，整车控制器判断为不充电，并向所述电机控制器发送保持电机工作信号及向所述车载充电机发送关闭信号。
请参阅图3，本发明不充电具体实施流程图。
在车辆行驶过程中，汽车运行状态模块11，通过车速传感器及加速踏板位置传感器采集的车速信号及脚踏板位置信号发送至整车控制器4，电机控制器2通过通信模块22将正在工作的电机状态信号通过CAN通信线6发送至整车控制器4，整车控制器4接受到上述信号后，发送指令给车载充电器7使其处于关断状态。这样无论车载充电机7的手动启动开关启动与否，车载充电机7都不会启动。
请参阅图4，本发明充电具体实施流程图。
在电机控制器2检测到电机处于闲置状态并通过通信模块22发送至整车控制器4，车载充电器7检测到电网电源连接器8处于连接状态并通过通信模块72发送至整车控制器4，动力电池组3处于可充电状态(无报警信号、SOC小于100％、电压处于正常范围)并通过通信模块22发送至整车控制器4，并且整车控制器4通过汽车运行模块11检测到车辆处于静止状态，整车控制器4通过CAN通信线6发送指令至车载充电机7使之启动开始对动力电池组3进行充电，同时发送指令信息给电机控制器2防止其误启动。
本发明所提供的车载充电保护装置及车载充电保护方法，可利用相关通信协议将车载充电机、整车控制器、电机控制器、动力电池组等连接起来协调管理，使车辆充电更安全，该系统机构简单，成本低，布置方便，适用于具有需要充电的车辆，尤其是新能源车辆。
本发明具有以下特点：
1、结构简单，充分利用车辆部件整车控制器、电机控制器、车载充电机等部件，实现了充电的控制及保护功能，无需增添任何设备。
2、一定程度的简化了相关继电器、接触器、传感器等机构与器件，节约了空间和成本，且易于布置和实施。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种电动汽车车载充电保护装置，设置在电动汽车上，用于对电动汽车车载充电保护，其特征在于，包括：
一电机控制器，连接电动汽车的电机，采集所述电机运行状态信号并根据指令信号控制电机保持运行或关闭状态；
一车载充电机，其上具有充电插座，并采集电源连接信号；
一动力电池组，分别连接所述车载充电机和所述电机控制器，采集电池状态信号，并根据指令信号通过所述车载充电机充电或向所述电机提供电能；
一整车控制器，分别通过动力电源线、通信电源线及通信协议通信线连接所述电机控制器、车载充电机、动力电池组，根据所述电机控制器提供的所述电机运行状态信号、所述车载充电机提供的电源连接信号、所述动力电池组提供的电池状态信号进行判断，并向所述车载充电机、所述电机控制器发送是否充电控制指令信号。
2.根据权利要求1所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述电机控制器包括：电机控制模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
3.根据权利要求1所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述车载充电机包括：充电模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
4.根据权利要求1所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述动力电池组包括：多组串联电池、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述整车控制器通信。
5.根据权利要求1所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述整车控制器包括：分析判断及控制模块、通信协议模块，所述通信协议模块能够按照某种协议与所述电机控制器、车载充电机、动力电池组通信。
6.根据权利要求5所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，还包括一汽车运行状态模块，用以采集车速信号及脚踏板位置信号。
7.根据权利要求4所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述分析判断及控制模块为可编程控制芯片，并对所述可编程控制芯片中的数据进行标定。
8.根据权利要求2、3、4或5所述的电动汽车车载充电保护装置，其特征在于，所述通信协议模块为CAN通信协议模块。
9.一种车载充电保护方法，用于对电动汽车车载电池充电及电机工作进行控制，其特征在于，包括步骤：
A，提供一电机控制器，采集所述电机运行状态信号的步骤；
B，采集所述电池组电池状态信号的步骤；
C，提供一车载充电机并具体一充电插座，采集电源连接信号；
D，提供一整车控制器，根据所述电机控制器、所述电池组、所述车载充电机采集的信号分析判断是否充电的步骤；
E，判断为充电时，向所述电机控制器发送控制电机保持关闭信号及向所述车载充电机发送充电信号的步骤；
F，判断为不充电时，向所述电机控制器发送保持电机工作信号及向所述车载充电机发送关闭信号的步骤。
10.根据权利要求9所述的车载充电保护方法，其特征在于，所述步骤C之后还包括C1，提供一汽车运行状态模块，并将汽车运行状态信号提供给所述整车控制器的步骤。
11.根据权利要求9或10所述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为充电的条件为所述电机控制器处于闲置状态、所述充电插座处于接触状态、所述电池组处于可充电状态、车辆处于静止状态。
12.根据权利要求9或10所述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为不充电的条件为车辆行驶状态、电机工作状态。
13.根据权利要求11所述的车载充电保护方法，其特征在于，所述判断为充电的条件之一不成立或出现故障时，所述整车控制器向所述车载充电器发送停止工作信号。
14.一种采用权利要求1-8所述的电动汽车车载充电保护装置的车辆。
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