CN105490344B - 电动汽车充电电流控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动汽车充电电流控制方法及其控制系统，该方法首先通过CAN总线向汽车充电机发送充电电流，使充电机进入充电状态；当充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值；输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值；使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中；当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等。在不额外增加换算电路的情况下，通过电流控制器准确智能的控制车载蓄电池充电电流值。

Description

电动汽车充电电流控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及电动汽车充电电流控制的技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电电流控制方法及其控制系统。

背景技术

目前电动汽车车载蓄电池充电方式主要为恒压、恒流和浮充等三段式充电模式。在充电初始阶段，由于蓄电池长时间放电，此时电池电压较低，因此充电机必须要控制蓄电池充电电流，以避免瞬间充电电流过大，从而影响电池使用寿命。当充电一段时间之后，蓄电池开始恒压模式充电，最后通过浮充，将电池充满。

现有市场上已应用的充电机主要是通过调节电流环的给定值来控制蓄电池充电电流大小，如说明书附图中的图1，图2所示，其中图1为电流模式控制方式，电压环的输出作为蓄电池充电电流的给定值，与实际采样值比较，图2为电压模式控制方式，单独使用了一个恒流环来调节蓄电池的充电电流，其电流给定值为蓄电池允许的最大充电电流。

两者控制方式虽有不同，但是对于蓄电池的充电电流机理是一样的，都利用了硬件调理电路，将电池充电电流与给定电流进行比较，通过电流调节器来调整其误差值，来实现对蓄电池充电电流的控制。

说明：

充电电压给定:充电机输出电压设定值；

蓄电池电压反馈:车载蓄电池实时电压值，经过硬件调理电路，送至电流控制器；

电压调节器:充电机内部用来调节蓄电池充电电压的功能模块；

蓄电池充电电流反馈：为蓄电池充电电流经硬件调理电路送至充电机控制模块内部；

充电电流给定：可以为硬件给定，也可以为电压环的输出，主要由控制模式决定

电流调节器：蓄电池充电电流调节模块，其作用是实时调节充电电流与给定值之间的误差，使蓄电池充电电流接近于实际给定值；

从图1、图2可以看出，蓄电池充电电流的稳定主要由电流环以及外围电路决定，但是由于器件的差异性，以及不同的工作环境，处理器的数据截断误差都会影响到蓄电池的实际充电电流准确性。

为了满足电动汽车实际工作需要，一般来说蓄电池的充电电流都是在充电容许最高电流值。如果对于蓄电池充电电流控制不是很准确，过大的充电电流会对电池的寿命产生严重的影响。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种准确智能的控制车载蓄电池充电电流值的电动汽车充电电流控制方法及其控制系统。

为了达到上述目的，本发明一种电动汽车充电电流控制方法及其控制系统，包括以下控制步骤：

S1、上电开始：通过CAN总线向汽车充电机发送充电电流，使充电机进入充电状态；

S2、给定电流值的获取：充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值；

S3、基准电压值的获取：输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值；

S4、输出电流的采样：使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中；

S5、比较调整输出电流：当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等。

其中，在S3中出现的换算电路包括上拉电阻、芯片、第一滤波电路、第二滤波电路以及运算放大器，所述给定电流值以PWM方波的形式输入芯片中，同时基准上拉电压通过上拉电阻后也进入芯片中，所述芯片的电压输入端输入供电电压，所述芯片的信号输出端与第一滤波电路的输入端相连，所述运算放大器的输入端与第一滤波电路的输出端相连，且运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端输出直流电平形式的基准电压值。

其中，所述第一滤波电路包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的输入端与芯片相连，且第一电阻的输出端分别与第一电容的输入端以及运算放大器相连；所述第二滤波电路包括第二电阻、第二电容以及第三电容，所述第二电阻的输入端与运算放大器的输出端相连，且第二电阻的输出端分别与第二电容的输入端以及第三电容的输入端相连；所述芯片的接地端子、第一电容的输出端、第二电容的输出端以及第三电容的输出端均接地。

其中，在S4的采样过程中，为了避免充电模块的充电电流纹波的干扰，所述采样电路采用了延时间隔的方法去采样实时输出电流。

其中，所述，在S1步骤之前，还包括采样校准步骤，即在出厂前充电机的采样电路要进行采样校准试验，达标之后才可进入S1。

本发明还公开了一种电动汽车充电电流控制系统，包括设定给定电流值的电流控制器、输出基准电压值的换算电路以及对充电机实时输出电流进行检测的采样电路，所述电流控制器的输入端分别于电流输入端以及采样电路的反馈输出端相连，所述换算电路的输入端与电流控制器的输出端相连，所述换算电路的输出端接电动汽车电源，充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值，输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值，使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中，当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等。

其中，换算电路包括上拉电阻、芯片、第一滤波电路、第二滤波电路以及运算放大器，所述给定电流值以PWM方波的形式输入芯片中，同时基准上拉电压通过上拉电阻后也进入芯片中，所述芯片的电压输入端输入供电电压，所述芯片的信号输出端与第一滤波电路的输入端相连，所述运算放大器的输入端与第一滤波电路的输出端相连，且运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端输出直流电平形式的基准电压值。

其中，所述第一滤波电路包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的输入端与芯片相连，且第一电阻的输出端分别与第一电容的输入端以及运算放大器相连；所述第二滤波电路包括第二电阻、第二电容以及第三电容，所述第二电阻的输入端与运算放大器的输出端相连，且第二电阻的输出端分别与第二电容的输入端以及第三电容的输入端相连；所述芯片的接地端子、第一电容的输出端、第二电容的输出端以及第三电容的输出端均接地。

其中，为了避免充电模块的充电电流纹波的干扰，所述采样电路采用了延时间隔的方法去采样实时输出电流。

其中，该系统还包括采样校准模块，所述采样校准模块设置电流控制器的输入端，出厂前充电机的采样电路要进行采样校准试验，达标之后才可进入电流控制器中。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的电动汽车充电电流控制方法，在不额外增加换算电路的情况下，通过电流控制器准确智能的控制车载蓄电池充电电流值，而且可以根据不同的工况下，实时调试充电电流值的大小，使之等于实际输入电流值。这样在一些特殊场合，比如快速充电情况下，可以在最大电流持续给电池充电，而不会影响电池正常的工作寿命。本发明的电动汽车充电电流控制系统，易于实现，检测精准，能够做到实时监测与输出电压的调整，以有效的延长充电机的使用寿命。

附图说明

图1为现有技术中电流模式控制方式的控制框图；

图2为现有技术中电压模式控制方式的控制框图；

图3为本发明电动汽车充电电流控制方法的流程示意图；

图4为本发明电动汽车充电电流控制方法的控制流程图；

图5为本发明换算电路的结构图；

图6为本发明电动汽车充电电流控制系统的控制框图。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

参阅图3-4，本发明一种电动汽车充电电流控制方法及其控制系统，包括以下控制步骤：

S1、上电开始：通过CAN总线向汽车充电机发送充电电流，使充电机进入充电状态；

S2、给定电流值的获取：充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值；

S3、基准电压值的获取：输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值；

S4、输出电流的采样：使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中；

S5、比较调整输出电流：当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等。

进一步参阅图5，在S3中出现的换算电路包括上拉电阻R0、芯片U1、第一滤波电路1、第二滤波电路2以及运算放大器U2，给定电流值以PWM方波的形式输入芯片U1中，同时基准上拉电压VSS通过上拉电阻R0后也进入芯片U1中，芯片U1的电压输入端输入供电电压VREF，芯片U1的信号输出端与第一滤波电路1的输入端相连，运算放大器U2的输入端与第一滤波电路1的输出端相连，且运算放大器U2的输出端与第二滤波电路2的输入端相连，第二滤波电路2的输出端输出直流电平形式的基准电压值IADJ。

在本实施例中，第一滤波电路1包括第一电阻R1以及第一电容C1，第一电阻R1的输入端与芯片U1相连，且第一电阻R1的输出端分别与第一电容C1的输入端以及运算放大器U2相连；第二滤波电路2包括第二电阻R2、第二电容C2以及第三电容C3，第二电阻R2的输入端与运算放大器U2的输出端相连，且第二电阻R2的输出端分别与第二电容C2的输入端以及第三电容C3的输入端相连；芯片U1的接地端子、第一电容C1的输出端、第二电容C2的输出端以及第三电容C3的输出端均接地。

进一步参阅图6，本发明还公开了一种电动汽车充电电流控制系统，包括设定给定电流值的电流控制器、输出基准电压值的换算电路以及对充电机实时输出电流进行检测的采样电路，电流控制器的输入端分别于电流输入端以及采样电路的反馈输出端相连，换算电路的输入端与电流控制器的输出端相连，换算电路的输出端接电动汽车电源，充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值，输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值，使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中，当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等。

本发明的优势在于：

1.可以根据外部条件，实时修改和设定蓄电池当前充电电流值；

2.本发明的换算电路布局精巧，计算精准，反馈时间迅速；

3.通过硬件反馈电路与软件数据处理，确保蓄电池充电电流值等于实际给定值。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电动汽车充电电流控制方法，其特征在于，包括以下控制步骤：

S1、上电开始：通过CAN总线向汽车充电机发送充电电流，使充电机进入充电状态；

S2、给定电流值的获取：充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值；

S3、基准电压值的获取：输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值；

S4、输出电流的采样：使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中；

S5、比较调整输出电流：当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等；

在S3中出现的换算电路包括上拉电阻、芯片、第一滤波电路、第二滤波电路以及运算放大器，所述给定电流值以PWM方波的形式输入芯片中，同时基准上拉电压通过上拉电阻后也进入芯片中，所述芯片的电压输入端输入供电电压，所述芯片的信号输出端与第一滤波电路的输入端相连，所述运算放大器的输入端与第一滤波电路的输出端相连，且运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端输出直流电平形式的基准电压值。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电电流控制方法，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的输入端与芯片相连，且第一电阻的输出端分别与第一电容的输入端以及运算放大器相连；所述第二滤波电路包括第二电阻、第二电容以及第三电容，所述第二电阻的输入端与运算放大器的输出端相连，且第二电阻的输出端分别与第二电容的输入端以及第三电容的输入端相连；所述芯片的接地端子、第一电容的输出端、第二电容的输出端以及第三电容的输出端均接地。

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电电流控制方法，其特征在于，在S4的采样过程中，为了避免充电模块的充电电流纹波的干扰，所述采样电路采用了延时间隔的方法去采样实时输出电流。

4.根据权利要求1所述的电动汽车充电电流控制方法，其特征在于，所述，在S1步骤之前，还包括采样校准步骤，即在出厂前充电机的采样电路要进行采样校准试验，达标之后才可进入S1。

5.一种电动汽车充电电流控制系统，其特征在于，包括设定给定电流值的电流控制器、输出基准电压值的换算电路以及对充电机实时输出电流进行检测的采样电路，所述电流控制器的输入端分别与电流输入端以及采样电路的反馈输出端相连，所述换算电路的输入端与电流控制器的输出端相连，所述换算电路的输出端接电动汽车电源，充电电流进入电流控制器，充电机根据是否收到外部电流修改指令，决定是否修改输出给定电流值，输出的给定电流值进入到换算电路中，换算电路将给定电流值换算为基准电压值，使用采样电路对充电机输出电流进行实时采样，并反馈到电流控制器中，当采样得到的实时输出电流大于或小于基准电压值所对应的给定电流值时，电流控制器通过调节换算电路降低或升高输出电流值，使输出电流值与给定电流值相等；

换算电路包括上拉电阻、芯片、第一滤波电路、第二滤波电路以及运算放大器，所述给定电流值以PWM方波的形式输入芯片中，同时基准上拉电压通过上拉电阻后也进入芯片中，所述芯片的电压输入端输入供电电压，所述芯片的信号输出端与第一滤波电路的输入端相连，所述运算放大器的输入端与第一滤波电路的输出端相连，且运算放大器的输出端与第二滤波电路的输入端相连，所述第二滤波电路的输出端输出直流电平形式的基准电压值。

6.根据权利要求5所述的电动汽车充电电流控制系统，其特征在于，所述第一滤波电路包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的输入端与芯片相连，且第一电阻的输出端分别与第一电容的输入端以及运算放大器相连；所述第二滤波电路包括第二电阻、第二电容以及第三电容，所述第二电阻的输入端与运算放大器的输出端相连，且第二电阻的输出端分别与第二电容的输入端以及第三电容的输入端相连；所述芯片的接地端子、第一电容的输出端、第二电容的输出端以及第三电容的输出端均接地。

7.根据权利要求5所述的电动汽车充电电流控制系统，其特征在于，为了避免充电模块的充电电流纹波的干扰，所述采样电路采用了延时间隔的方法去采样实时输出电流。

8.根据权利要求5所述的电动汽车充电电流控制系统，其特征在于，该系统还包括采样校准模块，所述采样校准模块设置电流控制器的输入端，出厂前充电机的采样电路要进行采样校准试验，达标之后才可进入电流控制器中。