CN103692920A

CN103692920A - 一种支持电动车多种充电模式的网络控制方案

Info

Publication number: CN103692920A
Application number: CN201210367284.9A
Authority: CN
Inventors: 曹万科; 林程; 王文伟; 马军
Original assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: CN103692920B

Abstract

本发明提出的一种支持电动汽车多种充电模式的网络控制方案其特征是：所述网络控制方案具有三条总线拓扑结构，该结构以整车控制器为网关及管理中心，其中综合信息显示终端同时接入如下述第一与第二两条总线；所述三总线其一是以电子变速器、电机控制器、电动助力系统、制动助力系统等节点组成的部分为汽车底盘系统总线；其二是以电动空调、车身控制模块、组合仪表、DCDC、故障诊断仪等节点组成的部分为车身系统总线，其三是以电池管理系统、地面充电机（接口）、车载充电机等节点组成的部分为电源管理系统总线，所述网络控制方案能够满足同台车多种充电模式的要求。

Description

一种支持电动车多种充电模式的网络控制方案

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，更加具体地说，涉及一种支持电动车多种充电模式的技术方案。

背景技术

随着社会的发展，2011年全球汽车产量为8010万辆，中国则以1840万辆的产量成为世界最大的汽车生产国，我国对石油的进口依赖已经超过50%。汽车工业的高速发展，使得有限的石油资源和环境污染问题变得日益突出, 汽车燃油价格的飞涨已是必然趋势。这使得电动汽车越来越引起社会各界的重视,电动汽车成了未来汽车发展的方向。电动汽车上的关键共性技术难题之一是解决能源供给的问题，为解决这一问题业界开发了可以快速更换的动力电池模块，其通过商业化配送来解决电动汽车的能源供给问题。该方案已在《ZL2011202588274》号专利中给以了详细论述。同时我们知道电动车充电是选用国家颁布的标准直流充电接口，该接口的插座装在电动汽车的车身上，类似原来的油箱口处，另一端是充电机引出的手持充电连接器的插头，充电时使其连接，从而实现了车辆充电的标准化。仿照上述原理，将所述标准直流充电接口的插座装在电池模块总成上，另一端插头经过从新设计装在车身上，电池模块可拆下来单独充电，将充好电的电池模块再装车与插头连接，即实现所述的分体充电模式（即所述的快换）；同时考虑到储存能量有限的电池模块还不能充分方便的解决电动汽车的能源供给问题，在不具备快换或不想快换的条件下，还必须辅助快充与慢充的条件，增加电动汽车的能源供给条件。

但是，要实施上述方案还需要解决整车网络控制系统与控制策略的问题。电动汽车上有车载电源管理数据、驱动系统管理数据、原车低压电子化电气管理数据等，数据量大、复杂、实时性强，再加上如上所述的三种能源供给模式的在一台车上实施的需要，整车控制器又如何保证对电动车各系统的实时监控呢？这是新遇到的网络控制技术，当然也没有类似的网络控制技术作参考；为此，本案研究人员经过反复研究体提出了“一种支持电动汽车多种充电模式的网络控制方案”；如此，电动汽车具备了三种能源供给模式，其中快换电池模块可实施标准化生产与商业化配送，如上所述的电动车能源供给模式，其效果是减少了电池装载量、降低了成本、扩大了续驶里程。同时也保证了适当的网络负载与安全，真正解决充电时间长、续驶里程短的问题，实现电动汽车能源供给的商业化配送模式，促进电动汽车的产业化发展。

发明内容

如上所述一种支持电动汽车多种充电模式的网络控制方案，其特征还在于，对车载电源的实时管理采用按约定、分步骤、分内容、分时间、实时交换信息的传输策略，数据分时传输策略是根据车辆使用状态的不同，由整车控制器具体实现车载电源数据的分时传输管理，车辆运行时电源数据传输主要满足驱动系统的实时安全控制；车辆停车时电源数据传输主要满足电源状态的监控与充电管理，此时电池管理系统可传递更大量的电池单体数据。

上述车载网络控制方案针对电源管理总线采用国标颁布的通信协议。

如上所述不难理解多种充电模式给网络控制带来更大的困难，为此，车载网络架构采用了三总线网络控制方案，同时整车控制器对车载电源实施分时、分步骤、分内容、管理策略，即利用电动车的行车不充电、充电不行车的特点，使行车管理与充电管理可共用网络资源，使其分时进入工作降低网络负载，合理利用资源，实现了一种支持电动汽车多种充电模式的技术方案。如此，电池模块就可以设计成标准化的电池模块，电池模块可实施标准化生产与商业化配送，从而实现大型集中电站充电，商业化配送，解决电动汽车的能源供给问题。

附图说明

图1是国家颁布的标准直流充电接口的插头接口定义图。

图2是国家颁布的标准直流充电接口的插座接口定义图。

图3是车载网络采用星型结构的三总线互联拓扑方案。

图4是电动汽车行驶状态网络工作示意图。

图5是电动汽车停止状态网络工作示意图。

图6是电动汽车充电状态网络工作示意图。

图7是车载电源实时管理与多模式充电兼顾策略

具体实施方式

下面说明具体实施方式，图1是本案一种支持电动汽车多种充电模式的技术方案中所述的充电接口定义图，图1是插座，图2是插座，可将插头装在电池模块上，将插座装在车身上，使其结合输出电力；当然将插座装在电池模块上，将插头装在车身上也是可以的，只要满足可靠连接。

图3是车载网络新型架构，如图所示的三总线互联拓扑方案，该方案以整车控制器为网关及管理中心，以电子变速器、电机控制器、电动助力系统、制动助力系统等节点组成的部分为汽车底盘系统总线；以电动空调、车身控制模块、组合仪表、DCDC、故障诊断仪等节点组成的部分为车身系统总线，其中综合信息显示终端可以同时接入上述两条总线；以电池管理系统、地面充电机（接口）、车载充电机等节点组成的部分为电源管理系统总线。

车载网络三总线架构对车载电源的实时管理采用分时传输策略，数据分时、分内容、分步骤传输策略是根据车辆使用状态的不同，由整车控制器具体实现车载电源数据的分时传输管理。数据分时、分内容、分步骤传输可实现有效的车载电源行驶管理与停车充电管理。该传输策略具体实现的功能与要求如下：

图4是行车状态下，由电池管理系统、整车控制器、电子变速器（配备电子变速器的车辆）、电机控制器（其他电机控制器）、电动助力、制动助力等组成的底盘系统总线，如图中虚线所示，该部分进入工作；电池管理系统与整车控制器之间按约定的分步内容实时地交换信息，控制网络的信息量和负载，满足实时对信息的处理，保证车辆运行需要。

图5是停车状态下，由电池管理系统、车载充电机（车载慢充）、地面充电机（地面快充）、整车控制器、综合信息终端以及诊断仪等组成的车辆电源监控与充电管理系统（图中虚线所示）进入工作；电池管理系统与整车控制器之间按约定的分步内容实时地交换信息，实时对信息进行处理，保证停车作业项目（充电、快换电池模块等项目）的完成。

图6是车载网络新型架构针对电源管理总线（图中虚线所示）采用国标颁布的通信协议，满足电池箱车载充电、场站地面充电机充电、快换电池模块等多种需求。

图7是一种支持电动汽车多种充电模式的技术方案的电源实时管理策略

车辆运行时电源数据传输主要满足驱动系统的实时、安全控制；车辆停车时电源数据传输主要满足电源状态的监控与充电管理，此时电池管理系统可传递大量的电池单体数据，保证充电管理规程的需要。

如上所述本案实现了一种支持电动汽车多种充电模式的技术方案，为电动汽车快充、慢充、快换电池模块标准化创造了条件，可实现集中充电、电池模块的商业化配送，对电动汽车的产业化具有一定的积极意义和作用。

本发明通过上面的实例进行举例说明，但是，应当理解，本案在这里包含这些特殊实例和实施方案的目的，在于帮助本领域中的技术人员实践本发明；本领域技术人员应该意识到上述说明仅仅是对具体实施方式的示意阐述，在实施具体电动汽车设计时仍视具体情况而定。

Claims

1.本发明提出的一种支持电动汽车多种充电模式的网络控制方案其特征是：所述网络控制方案具有三条总线拓扑结构，该结构以整车控制器为网关及管理中心，其中综合信息显示终端同时接入如下述第一与第二两条总线；所述三总线其一是以电子变速器、电机控制器、电动助力系统、制动助力系统等节点组成的部分为汽车底盘系统总线；其二是以电动空调、车身控制模块、组合仪表、DCDC、故障诊断仪等节点组成的部分为车身系统总线，其三是以电池管理系统、地面充电机（接口）、车载充电机等节点组成的部分为电源管理系统总线，所述网络控制方案能够满足同台车多种充电模式的要求。

2.如上所述一种支持电动汽车多种充电模式的网络控制方案，其特征还在于，对车载电源的实时管理采用按约定、分步骤、分内容、分时间、实时交换信息的传输策略，数据分时传输策略是根据车辆使用状态的不同，由整车控制器具体实现车载电源数据的分时传输管理，车辆运行时电源数据传输主要满足驱动系统的实时安全控制；车辆停车时电源数据传输主要满足电源状态的监控与充电管理，此时电池管理系统可传递更大量的电池单体数据。