CN105207303B - 一种电动汽车充电机充电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车充电机充电系统及方法,充电系统包括直流模块和充电机管理系统CMS,充电机管理系统CMS包括充电机电池管理系统CBMS和充电机充电管理系统CCMS,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1与充电机充电管理系统CCMS和直流模块连接,充电机电池管理系统CBMS还通过CAN总线2与车辆电池管理系统BMS连接;根据采集的车辆电池管理系统BMS以及当前充电机充电电压、电流等数据,变被动为主动,按照一定的策略进行逻辑计算,在车辆电池管理系统BMS需求范围内,输出更为合理的充电电压以及充电电流,解决现有充电机被动充电模式存在不安全隐患。
Description
【技术领域】
本发明属于电动汽车充电技术领域,涉及一种电动汽车充电机充电系统及方法。
【背景技术】
随着社会的进步以及环保意识的增强,电动汽车由于以车载电源为动力,能够解决燃油汽车尾气排放污染环境,高能耗等问题而逐步受到青睐。而电动汽车的充电问题是人们非常关注的问题,其关系到电动汽车的普及和推广。
在实际使用过程中,充电机的控制模块需要与被充电车辆建立物理连接,而后通过数据通讯线进行通信,根据与车辆的通讯信息进行判断是否进行充电操作,充电时设定充电电压和充电电流的大小。在电动汽车充电过程中,车辆电池管理系统(BMS)会根据车辆内部动力电池的状态,限定充电机输出的功率,电压,电流的大小,同时通过通讯线反馈给充电机,电池的充电电压,充电电流,电池单体最高电压等多个信息。
但是,目前现有的充电设备,是被动充电方式,即充电机与车辆BMS连接后,充电机输出的电压、电流等都是被动的接受车辆BMS系统的指令进行。一方面,由于BMS的质量、工艺参差不齐,导致不同厂家的电动汽车所采用的BMS系统本身稳定性不同;另一方面,目前现有的充电机是被动接受车辆BMS系统指令来执行充电,当车辆BMS失效或者出现故障,可能导致充电机还继续给车辆充电的情况发生,容易引发电池过充的危险甚至导致电池起火燃烧。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种电动汽车充电机充电系统及方法,解决现有充电机被动充电模式存在不安全隐患,充电机没有主动防护功能的问题。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种电动汽车充电机充电系统,包括直流模块和充电机管理系统CMS,充电机管理系统CMS用于实现对直流模块和电动汽车电池模块的控制,所述充电机管理系统CMS包括充电机电池管理系统CBMS和充电机充电管理系统CCMS,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1与充电机充电管理系统CCMS和直流模块连接,充电机电池管理系统CBMS还通过CAN总线2与车辆电池管理系统BMS连接;
所述充电机电池管理系统CBMS用于获取车辆电池管理系统BMS的需求功率、电压和电流信息,并通过CAN总线1将信息发给充电机充电管理系统CCMS;在充电过程中充电机电池管理系统CBMS用于分析从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息,根据需求的电压、电流,在充电过程中修正充电策略;
所述充电机充电管理系统CCMS用于发送充电指令给直流模块进行充电。
一种电动汽车充电机充电方法,当充电枪插入充电车辆,充电机电池管理系统CBMS将车辆电池管理系统BMS的需求功率、电压和电流信息通过CAN总线1发给充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS经过计算后通过CAN总线1发送充电指令给直流模块,直流模块接受到充电命令后,调整参数开始充电;充电过程中充电机电池管理系统CBMS分析从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息,根据需求的电压、电流,在充电过程中修正充电策略。
进一步,充电过程中充电机电池管理系统CBMS从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息包括充电电压、充电电流、电池单体最高电压、电池单体最低电压、电池单体最高温度、电池单体最低温度和电池单体SOC。
进一步,充电过程中充电机电池管理系统CBMS根据车辆电池的需求调整充电电压和充电电流的值;开始充电时,当额定需求充电电流为M时,充电机电池管理系统CBMS则输出充电电流M-K,其中K大于0;当充电到后期,检测到的充电电压发生跳变时,进行恒压输入,额定需求输入电压为N时,则充电机电池管理系统CBMS则输出充电电压为N-L,其中L大于0。
进一步,在充电过程中充电机电池管理系统CBMS负责检测车辆电池管理系统BMS返回的其他参数的值,当该参数出现超限值,或者车辆电池管理系统BMS出现严重故障的时,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS通过CAN总线1发送停止充电指令给直流模块,直流模块停止电流输出。
进一步,在充电过程中充电机电池管理系统CBMS负责检测车辆电池管理系统BMS返回的电池单体最高电压和电池单体最高温度,当该参数出现超限值,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS。
本发明的有益效果如下:
本发明的电动汽车充电机充电系统包括直流模块和充电机管理系统CMS,充电机管理系统CMS包括充电机电池管理系统CBMS和充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS,通过CAN总线的方式,采集车辆电池管理系统BMS的通讯数据,根据采集的车辆电池管理系统BMS以及当前充电机充电电压、电流等数据,变被动为主动,按照一定的策略进行逻辑计算,在车辆电池管理系统BMS需求范围内,输出更为合理的充电电压以及充电电流,解决现有充电机被动充电模式存在不安全隐患。
进一步,充电机电池管理系统CBMS同时会诊断车辆电池管理系统BMS的错误以及故障信息,当该参数出现超限值或者车辆电池管理系统BMS出现严重故障的时,进行主动防护,从而提高主动安全性。
【附图说明】
图1是本发明电动汽车充电机充电系统的原理框图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示,本发明的电动汽车充电机充电系统,包括直流模块和充电机管理系统CMS,充电机管理系统CMS用于实现对直流模块和电动汽车电池模块的控制,所述充电机管理系统CMS包括充电机电池管理系统CBMS和充电机充电管理系统CCMS,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1与充电机充电管理系统CCMS和直流模块连接,充电机电池管理系统CBMS还通过CAN总线2与车辆电池管理系统BMS连接;
所述充电机电池管理系统CBMS用于获取车辆电池管理系统BMS的需求功率、电压和电流信息,并通过CAN总线1将信息发给充电机充电管理系统CCMS;在充电过程中充电机电池管理系统CBMS用于分析从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息,根据需求的电压、电流,在充电过程中修正充电策略;
所述充电机充电管理系统CCMS用于发送充电指令给直流模块进行充电。
电动汽车充电机充电方法,具体如下:
当充电枪插入充电车辆,充电机电池管理系统CBMS将车辆电池管理系统BMS的需求功率,电压,电流信息通过CAN总线1发给充电机充电管理系统CCMS。充电机充电管理系统CCMS通过一定的计算,通过CAN总线1发送充电指令给直流模块,直流模块接受到充电命令后,调整参数准备充电。充电机电池管理系统CBMS通过分析从车辆电池管理系统BMS获取到的参数信息,根据需求电压电流,在充电过程中修正充电策略算法。
其中,充电策略算法主要依据的参数如下:充电电压,充电电流,单体最高电压,电池单体最低电压,电池单体最高温度,电池单体最低温度,电池单体SOC,BMS电池包型号,单体电池电压,单体电池温度,BMS故障信息,VIN等。
按照额定功率进行充电,但是在充电过程当中,根据动力电池的需求调整充电电压和充电电流的值。开始充电时,当额定需求充电电流为M时,充电机电池管理系统CBMS则输出充电电流M-K,其中K大于0;当充电到后期,检测到的充电电压发生跳变时,进行恒压输入,额定需求输入电压为N,则充电机电池管理系统CBMS则输出充电电压为N-L,其中L大于0。
在充电过程中充电机电池管理系统CBMS还负责检测车辆电池管理系统BMS返回的其他参数的值,当其中一些关键参数,如单体最高电压,单体最高温度出现超限值,或者车辆电池管理系统BMS出现严重故障的时候,立即通过CAN总线1发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS收到指令后,通过CAN总线1发送停止充电指令给直流模块,直流模块停止电流输出。
以下通过具体实施例说明本发明的充电方法:
以动力电池为磷酸铁锂电池为例。在电动汽车插上充电枪充电机电池管理系统CBMS获取到车辆电池管理系统BMS要求的输入功率以及最高电压和最高电流,当前电池SOC值信息,获取到的需求输入功率为7KW,充电电压为220V,充电电流为31.8A,SOC为20%。CBMS充电机电池管理系统对这些数据进行算法计算,按照更为合理的方式进行充电。首先以恒定电流的方式充电,充电电流为25A,充电一定时间后,当检测到单体电压到达3.6V时,此时充电机电池管理系统CBMS发送指令设置充电电压为恒定值,减小充电电流,直至判断车辆电池管理系统BMS返回的SOC值为100%,同时电压发生跳变,停止充电。
在充电过程中,检测到单体电压超过3.7V时,充电机电池管理系统CBMS发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS;
在充电过程中,当车辆电池管理系统BMS出现故障,比如在正常通电的情况下,反馈给充电机电池管理系统CBMS的参数值大小在一定范围内不发生变化,充电机电池管理系统CBMS发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS;
在充电过程中,在一定时间范围内,检测到的SOC值没有发生变化,即没有按照预期增加,充电机电池管理系统CBMS发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS。
在充电过程中,检测到单体电池温度突变或者超限时,充电机电池管理系统CBMS发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS。
Claims (5)
1.一种电动汽车充电机充电方法,其特征在于:当充电枪插入充电车辆,充电机电池管理系统CBMS将车辆电池管理系统BMS的需求功率、电压和电流信息通过CAN总线1发给充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS经过计算后通过CAN总线1发送充电指令给直流模块,直流模块接受到充电命令后,调整参数开始充电;充电过程中充电机电池管理系统CBMS分析从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息,根据需求的电压、电流,在充电过程中修正充电策略;
在充电过程中充电机电池管理系统CBMS负责检测车辆电池管理系统BMS返回的其他参数的值,当该参数出现超限值,或者车辆电池管理系统BMS出现严重故障的时,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS,充电机充电管理系统CCMS通过CAN总线1发送停止充电指令给直流模块,直流模块停止电流输出。
2.根据权利要求1所述的电动汽车充电机充电方法,其特征在于:充电过程中充电机电池管理系统CBMS从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息包括充电电压、充电电流、电池单体最高电压、电池单体最低电压、电池单体最高温度、电池单体最低温度和电池单体SOC。
3.根据权利要求1所述的电动汽车充电机充电方法,其特征在于:充电过程中充电机电池管理系统CBMS根据车辆电池的需求调整充电电压和充电电流的值;开始充电时,当额定需求充电电流为M时,充电机电池管理系统CBMS则输出充电电流M-K,其中K大于0;当充电到后期,检测到的充电电压发生跳变时,进行恒压输入,额定需求输入电压为N时,则充电机电池管理系统CBMS则输出充电电压为N-L,其中L大于0。
4.根据权利要求1所述的电动汽车充电机充电方法,其特征在于:在充电过程中充电机电池管理系统CBMS负责检测车辆电池管理系统BMS返回的电池单体最高电压和电池单体最高温度,当该参数出现超限值,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1发送停止充电指令给充电机充电管理系统CCMS。
5.一种应用权利要求1所述的充电方法的电动汽车充电机充电系统,其特征在于:包括直流模块和充电机管理系统CMS,充电机管理系统CMS用于实现对直流模块和电动汽车电池模块的控制,所述充电机管理系统CMS包括充电机电池管理系统CBMS和充电机充电管理系统CCMS,充电机电池管理系统CBMS通过CAN总线1与充电机充电管理系统CCMS和直流模块连接,充电机电池管理系统CBMS还通过CAN总线2与车辆电池管理系统BMS连接;
所述充电机电池管理系统CBMS用于获取车辆电池管理系统BMS的需求功率、电压和电流信息,并通过CAN总线1将信息发给充电机充电管理系统CCMS;在充电过程中充电机电池管理系统CBMS用于分析从车辆电池管理系统BMS获取到的实时参数信息,根据需求的电压、电流,在充电过程中修正充电策略;
所述充电机充电管理系统CCMS用于发送充电指令给直流模块进行充电。
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