CN103001268A - 电动汽车充电系统、方法及包括电动汽车充电系统的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车充电系统、方法及包括电动汽车充电系统的汽车。电动汽车充电系统包括充电机、电池管理模块、动力电池、蓄电池、CAN总线和直流电源转换器，其中，电池管理模块连接到动力电池并通过CAN总线连接至充电机，用于控制充电机对动力电池充电，直流电源转换器连接到动力电池和蓄电池，用于将动力电池的输出转换为符合蓄电池的输入，和蓄电池用于为电池管理模块供电。根据本发明实施例的电动汽车充电系统，减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

Description

电动汽车充电系统、方法及包括电动汽车充电系统的汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是涉及一种电动汽车充电系统、方法及包括电动汽车充电系统的汽车。

背景技术

在资源紧缺的今天，新能源汽车尤其是纯电动汽车，逐渐成为研究热点。动力电池作为电动汽车唯一的动力源，其性能的好坏直接影响到汽车正常、安全、可靠地行驶。由于可充电动力电池制造和使用环境的差异，导致动力电池在经过多次充、放电循环之后，电池单体之间的容量会出现差异，因此在充电过程中容易导致电池单体充电不均衡，影响动力电池的使用寿命和性能。另外，在充电过程中，整车的安全也是进行充电管理必须要考虑的一个因素，以避免充电过程中由于驾驶员误操作而可能导致的危险。

现有电动汽车充电技术通常只考虑对充电过程的控制以及对动力电池及充电机等充电设备的安全保护，而对充电过程中整车的安全尚未采取很好的保护措施。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种由电池管理模块控制充电机充电的电动汽车充电系统，减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

本发明的另一目的在于提出一种电动汽车充电方法，该方法不需使用整车控制器，进而减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

本发明的另一目的在于提出一种具有上述电动汽车充电系统的汽车。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例的电动汽车充电系统包括：充电机、电池管理模块、动力电池、蓄电池、CAN总线和直流电源转换器，其中，所述电池管理模块连接到所述动力电池并通过所述CAN总线连接至所述充电机，用于控制所述充电机对所述动力电池充电，所述直流电源转换器连接到所述动力电池和所述蓄电池，用于将所述动力电池的输出转换为符合所述蓄电池的输入，和所述蓄电池用于为所述电池管理模块供电。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统，在对动力电池进行充电的过程中，不需要整车控制器监控充电状态，整车控制器可以进入休眠状态，减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电系统还包括仪表，所述仪表由所述蓄电池供电，所述仪表通过CAN总线连接到所述电池管理模块和所述充电机，用于显示所述充电状态。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统，不再由整车控制器与仪表通讯，电池管理模块将充电状态并且能够及时显示充电状态，方便用户采取相应的行动。

在本发明的一个实施例中，所述充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警。

在本发明的一个实施例中，所述充电机在对所述动力电池充电之前进行自检。

在本发明的一个实施例中，如果所述充电机自检失败，则所述充电机自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块。

在本发明的一个实施例中，如果所述充电机自检成功，则所述电池管理模块控制所述动力电池内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至所述充电机。

在本发明的一个实施例中，在所述充电机开始充电后，如果在预定时间段内没有收到来自所述电池管理模块的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至所述电池管理模块，和在发送第二故障信息至所述电池管理模块之后，如果再次接收到来自所述电池管理模块的数据，则自动恢复充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统，在充电过程中为为动力电池和充电机提供了安全保护策略，有助于保证电动汽车充电系统的安全。

在本发明的一个实施例中，所述电池管理模块根据所述动力电池的电压、电量、温度、单体电压或充电机发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知所述充电机按照所述需要的充电电流值对所述动力电池进行充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统，可以实时根据需要计算需要的充电电流值，从而充电机可以使用需要的充电电流值对动力电池进行充电。

在本发明的一个实施例中，当所述动力电池的电量达到99％时，所述充电机停止充电。

在本发明的一个实施例中，在充电过程中，如果所述充电机发生故障或所述动力电池发生故障，则所述电池管理模块控制所述充电机停止充电并断开所述动力电池内部负极继电器。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统，可以在充电机或动力电池发生故障时停止充电机或动力电池的工作，从而进一步保护了充电机或动力电池的安全性。

根据本发明第二方面的实施例的电动汽车充电方法包括：电池管理模块控制充电机对动力电池充电；直流电源转换器将所述动力电池的输出转换为符合蓄电池的输入；以及所述蓄电池为所述电池管理模块供电。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：通过仪表显示所述充电状态，其中所述蓄电池为所述仪表供电。

在本发明的一个实施例中，所述充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：所述充电机在对所述动力电池充电之前进行自检。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：如果所述充电机自检失败，则所述充电机自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：如果所述充电机自检成功，则所述电池管理模块控制所述动力电池内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至所述充电机。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：在所述充电机开始充电后，如果在预定时间段内没有收到来自所述电池管理模块的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至所述电池管理模块，和在发送第二故障信息至所述电池管理模块之后，如果再次接收到来自所述电池管理模块的数据，则自动恢复充电。

在本发明的一个实施例中，所述电池管理模块根据所述动力电池的电压、电量、温度、单体电压或充电机发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知所述充电机按照所述需要的充电电流值对所述动力电池进行充电。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：当所述动力电池的电量达到99％时，所述充电机停止充电。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法进一步包括：在充电过程中，如果所述充电机发生故障或所述动力电池发生故障，则所述电池管理模块控制所述充电机停止充电并断开所述动力电池内部负极继电器。

根据本发明第三方面的实施例提出一种包括根据本发明第一方面实施例所述的电动汽车充电系统的汽车。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车充电系统的结构框图；以及

图2是根据本发明一个实施例的电动汽车充电方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考附图描述根据本发明实施例的电动汽车充电系统、方法及包括电动汽车充电系统的汽车。

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车充电系统的结构框图。如图1所示，电动汽车充电系统10包括充电机110、电池管理模块120、动力电池130、蓄电池140、CAN总线170和直流电源转换器150。

具体地，电池管理模块120连接到动力电池130并通过CAN总线170连接至充电机110，用于控制充电机110对动力电池130充电。直流电源转换器150连接到动力电池130和蓄电池140，用于将动力电池130的输出转换为符合蓄电池140的输入。蓄电池140用于为电池管理模块120供电。优选地，蓄电池140的输入是12V的电压输入。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，在对动力电池130进行充电的过程中，不需要整车控制器监控充电状态，整车控制器可以进入休眠状态，减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电系统10还可以包括仪表160，仪表160由蓄电池140供电，仪表160通过CAN总线170连接到电池管理模块120和充电机110，用于显示充电机110的充电状态。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，不再由整车控制器与仪表通讯，电池管理模块120将充电状态并且能够及时显示充电状态，方便用户采取相应的行动。

在本发明的一个实施例中，充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警等。例如，电池管理模块120将动力电池130的电量发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而实时告知用户动力电池130的电量；当充电线未能正确连接而导致无法正常充电时，电池管理模块120将充电线连接状态发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而提醒用户检查连接线状态；当动力电池130发生故障时，电池管理模块120将动力电池故障告警发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而提醒用户检查动力电池130。

在本发明的一个实施例中，充电机110在对动力电池130充电之前进行自检。如果充电机110自检失败，则充电机110自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块120，电池管理模块120将该第一故障信息发送到仪表160，由仪表160进行显示。如果充电机110自检成功，则电池管理模块120控制动力电池130内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至充电机110。

在充电机110接收到来自电池管理模块120的开始充电的命令之后，充电机110对动力电池130进行充电。在充电机110开始充电后，如果在预定时间段内没有收到来自电池管理模块120的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至电池管理模块120，电池管理模块120将该第二故障信息发送到仪表160，由仪表160进行显示。优选地，该预定时间段是3-5秒。如果在发送第二故障信息至电池管理模块120之后，如果再次接收到来自电池管理模块120的数据，则自动恢复充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，在充电过程中为为动力电池130和充电机110提供了安全保护策略，有助于保证电动汽车充电系统10的安全。

在本发明的一个实施例中，电池管理模块120根据动力电池130的电压、电量、温度、单体电压或充电机110发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知充电机110按照需要的充电电流值对动力电池130进行充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，可以实时根据需要计算需要的充电电流值，从而充电机10可以使用需要的充电电流值对动力电池130进行充电。

在本发明的一个实施例中，当动力电池的电量达到99％时，充电机110停止充电。在充电过程中，如果充电机110发生故障或动力电池130发生故障，则电池管理模块120控制充电机110停止充电并断开动力电池130内部负极继电器。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，可以在充电机110或动力电池130发生故障时停止充电机110或动力电池130的工作，从而进一步保护了充电机110或动力电池130的安全性。

图2是根据本发明一个实施例的电动汽车充电方法的流程图。如图2所示，电动汽车充电方法包括下述步骤。

步骤S101，电池管理模块120控制充电机110对动力电池130充电。

步骤S102，直流电源转换器150将动力电池130的输出转换为符合蓄电池140的输入。

步骤S103，蓄电池140为电池管理模块120供电。

根据本发明实施例的电动汽车充电方法，在对动力电池130进行充电的过程中，不需要整车控制器监控充电状态，整车控制器可以进入休眠状态，减少了整车控制器的工作时间及负荷，提高了整车的安全性。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法还可以包括步骤S104，通过仪表160显示充电状态，其中蓄电池140为仪表160供电。

根据本发明实施例的电动汽车充电方法，不再由整车控制器与仪表通讯，电池管理模块120将充电状态并且能够及时显示充电状态，方便用户采取相应的行动。

在本发明的一个实施例中，充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警等。例如，电池管理模块120将动力电池130的电量发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而实时告知用户动力电池130的电量；当充电线未能正确连接而导致无法正常充电时，电池管理模块120将充电线连接状态发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而提醒用户检查连接线状态；当动力电池130发生故障时，电池管理模块120将动力电池故障告警发送到仪表160，由仪表160进行显示，从而提醒用户检查动力电池130。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法还可以包括步骤S105，充电机110在对动力电池130充电之前进行自检。步骤S106，如果充电机110自检失败，则充电机110自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块120，电池管理模块120将该第一故障信息发送到仪表160，由仪表160进行显示。步骤S107，如果充电机110自检成功，则电池管理模块120控制动力电池130内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至充电机110。

在充电机110接收到来自电池管理模块120的开始充电的命令之后，充电机110对动力电池130进行充电。在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法还可以包括步骤S108，在充电机110开始充电后，如果在预定时间段内没有收到来自电池管理模块120的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至电池管理模块120，电池管理模块120将该第二故障信息发送到仪表160，由仪表160进行显示。优选地，该预定时间段是3-5秒。步骤S109，如果在发送第二故障信息至电池管理模块120之后，如果再次接收到来自电池管理模块120的数据，则自动恢复充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电方法，在充电过程中为为动力电池130和充电机110提供了安全保护策略，有助于保证电动汽车充电系统10的安全。

在本发明的一个实施例中，电池管理模块120根据动力电池130的电压、电量、温度、单体电压或充电机110发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知充电机110按照需要的充电电流值对动力电池130进行充电。

根据本发明实施例的电动汽车充电方法，可以实时根据需要计算需要的充电电流值，从而充电机10可以使用需要的充电电流值对动力电池130进行充电。

在本发明的一个实施例中，电动汽车充电方法还可以包括步骤S110，当动力电池的电量达到99％时，充电机110停止充电。步骤S111，在充电过程中，如果充电机110发生故障或动力电池130发生故障，则电池管理模块120控制充电机110停止充电并断开动力电池130内部负极继电器。

根据本发明实施例的电动汽车充电系统10，可以在充电机110或动力电池130发生故障时停止充电机110或动力电池130的工作，从而进一步保护了充电机110或动力电池130的安全性。

下面简单描述本发明实施例的汽车，根据本发明实施例的汽车包括根据本发明上述实施例描述的电动汽车充电系统。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (21)

1.一种电动汽车充电系统，其特征在于，包括充电机、电池管理模块、动力电池、蓄电池、CAN总线和直流电源转换器，其中，

所述电池管理模块连接到所述动力电池并通过所述CAN总线连接至所述充电机，用于控制所述充电机对所述动力电池充电，

所述直流电源转换器连接到所述动力电池和所述蓄电池，用于将所述动力电池的输出转换为符合所述蓄电池的输入，和

所述蓄电池用于为所述电池管理模块供电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电系统，其特征在于，进一步包括仪表，所述仪表由所述蓄电池供电，所述仪表通过CAN总线连接到所述电池管理模块和所述充电机，用于显示所述充电状态。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警。

4.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电机在对所述动力电池充电之前进行自检。

5.根据权利要求4所述的电动汽车充电系统，其特征在于，如果所述充电机自检失败，则所述充电机自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块。

6.根据权利要求4所述的电动汽车充电系统，其特征在于，如果所述充电机自检成功，则所述电池管理模块控制所述动力电池内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至所述充电机。

7.根据权利要求6所述的电动汽车充电系统，其特征在于，在所述充电机开始充电后，

如果在预定时间段内没有收到来自所述电池管理模块的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至所述电池管理模块，和

在发送第二故障信息至所述电池管理模块之后，如果再次接收到来自所述电池管理模块的数据，则自动恢复充电。

8.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述电池管理模块根据所述动力电池的电压、电量、温度、单体电压或充电机发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知所述充电机按照所述需要的充电电流值对所述动力电池进行充电。

9.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，当所述动力电池的电量达到99％时，所述充电机停止充电。

10.根据权利要求1或2所述的电动汽车充电系统，其特征在于，在充电过程中，如果所述充电机发生故障或所述动力电池发生故障，则所述电池管理模块控制所述充电机停止充电并断开所述动力电池内部负极继电器。

11.一种电动汽车充电方法，其特征在于，包括以下步骤：

电池管理模块控制充电机对动力电池充电；

直流电源转换器将所述动力电池的输出转换为符合蓄电池的输入；以及

所述蓄电池为所述电池管理模块供电。

12.根据权利要求11所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：

通过仪表显示所述充电状态，其中所述蓄电池为所述仪表供电。

13.根据权利要求12所述的电动汽车充电方法，其特征在于，所述充电状态包括：动力电池过热告警、动力电池电量、动力电池故障告警、充电线连接状态、充电机故障告警。

14.根据权利要求11或12所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：所述充电机在对所述动力电池充电之前进行自检。

15.根据权利要求14所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：如果所述充电机自检失败，则所述充电机自动关闭并发送第一故障信息至电池管理模块。

16.根据权利要求14所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：如果所述充电机自检成功，则所述电池管理模块控制所述动力电池内部的负极继电器吸合并发送开始充电的命令至所述充电机。

17.根据权利要求16所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：在所述充电机开始充电后，

如果在预定时间段内没有收到来自所述电池管理模块的数据，则自动停止充电并发送第二故障信息至所述电池管理模块，和

在发送第二故障信息至所述电池管理模块之后，如果再次接收到来自所述电池管理模块的数据，则自动恢复充电。

18.根据权利要求11或12所述的电动汽车充电方法，其特征在于，所述电池管理模块根据所述动力电池的电压、电量、温度、单体电压或充电机发送的当前充电电流或电压信号，计算需要的充电电流值，并通知所述充电机按照所述需要的充电电流值对所述动力电池进行充电。

19.根据权利要求11或12所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：当所述动力电池的电量达到99％时，所述充电机停止充电。

20.根据权利要求11或12所述的电动汽车充电方法，其特征在于，进一步包括：在充电过程中，如果所述充电机发生故障或所述动力电池发生故障，则所述电池管理模块控制所述充电机停止充电并断开所述动力电池内部负极继电器。

21.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-10中任一项所述的电动汽车充电系统。

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