CN105762876A - 一种车对车充电机及其充电系统和充电方法 - Google Patents

一种车对车充电机及其充电系统和充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车对车充电机及其充电系统和充电方法，包括DC/DC、用于连接受电车的受电高压接口，用于连接充电车的充电高压接口，受电高压接口、充电高压接口分别连接DC/DC的输入端和输出端，车对车充电机中还包括低压直流母线、用于连接充电车的充电低压接口、用于连接受电车的受电低压接口；充电低压接口连接低压直流母线，低压直流母线上设有低压开关，低压直流母线通过所述低压开关连接所述受电低压接口；并根据所述车对车充电机提供了一种车对车充电系统和车对车充电方法。本发明可以通过独立的车对车充电机，能够在某一辆电动车因电量耗尽而抛锚时，任意一辆其他电动车即可对其充电。

Description

一种车对车充电机及其充电系统和充电方法
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种车对车充电机。同时还提供了基于该车对车充电机的车对车充电系统和车对车充电方法。
背景技术
随着新能源汽车特别是纯电动汽车的推广不断利好，各地充电站建设的相关补贴政策也在规划甚至已经出台，充电基础设施无论是数量还是分布范围都有了很大提高。但是由于纯电动车辆续驶里程的限制，车辆使用者十分关心车辆由于动力电源耗尽而抛锚的问题。虽然许多车辆制造企业都通过车辆仪表或者其他方式提醒车辆驾驶员电池剩余电量信息和电量过低报警信息，但是不可避免的会出现车辆剩余电量不能满足车辆行驶到充电设施位置、或者驾驶员无意识的把车辆电量耗尽的情况。
为了避免该问题影响车辆使用者对纯电动车辆使用的体验，甚至影响纯电动车辆的使用和推广，有必要开发车对车充电技术，满足车辆在电量耗尽或者电量低至车辆储能装置不再输出的情况下对车辆补充电能的需要。现有技术中，申请号为201310733583.4的发明专利《电动汽车之间相互充电的系统及充电连接器》公开了这样的一种方案：包括第一电动汽车和第二电动汽车、充电连接器；第一电动汽车和第二电动汽车分别包括动力电池、电池管理器、能量转换控制装置和充放电插座，其中，能量转换控制装置包括：三电平双向DC/AC模块、充放电控制模块、控制器模块；充电连接器分别连接在第一电动汽车和第二电动汽车之间，当第一电动汽车进入放电模式时，第二电动汽车进入充电模式，以使第一电动汽车通过充电连接器对第二电动汽车进行充电。
然而，上述技术方案，需要在电动汽车和充电连接器上都做出改进，这样如果某辆需要充电的电动汽车没有按照上述技术方案进行改进，那么就不能够进行充电，因此上述技术方案通用性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种纯电动汽车之间相互充电的系统，首先解决现有技术中电动汽车之间相互充电的系统通用性差的技术问题，并且在此基础上解决充电车、受电车、车对车充电机之间低压供电的问题。
同时，本发明还提供了适用于上述系统的一种纯电动汽车之间相互充电的方法，以及适用于上述系统的一种车对车充电机。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种车对车充电机，包括控制系统，用于连接受电车的受电高压接口，用于连接充电车的充电高压接口，所述受电高压接口、充电高压接口之间设有匹配转换电路，所述车对车充电机中还包括低压直流母线、用于连接充电车的第一低压接口、用于连接受电车的第二低压接口；所述的第一低压接口连接低压直流母线，所述低压直流母线上设有低压开关，低压直流母线通过所述低压开关连接所述第二低压接口，所述控制系统控制连接所述低压开关。
进一步的，所述充电机还设有用于连接充电车和受电车的通讯接口以及CC确认信号接口。
一种车对车充电系统，包括充电车和受电车，其特征在于，还包括车对车充电机，充电机的受电高压接口连接受电车，充电机的充电高压接口连接充电车，所述受电高压接口、充电高压接口分别连接充电机内部DC/DC的输入端和输出端，所述车对车充电机中还包括低压直流母线、用于连接充电车的第一低压接口、用于连接受电车的第二低压接口；所述的第一低压接口连接低压直流母线，所述低压直流母线上设有低压开关，低压直流母线通过所述低压开关连接所述第二低压接口。
进一步的，所述充电车低压电源与第一低压接口之间设有控制继电器触点，继电器线圈回路连接充电车ON火信号端。
适用于上述车对车充电机的一种车对车充电方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1)：将车对车充电机、充电车、受电车按照对应接口进行连接；
步骤2)：连接完毕后，充电车的低压电源向车对车充电机的低压直流母线供电，从而使车对车控制系统得电；
步骤3)：车对车控制系统控制所述低压开关闭合，低压直流母线向受电车低压系统供电；
步骤4)：充电车给受电车充电。
进一步的，所述步骤4)中进行充电的过程如下：
步骤a)：车对车充电机与受电车的连接确认完毕后，则车对车充电机与受电车进行通讯握手和参数配置，握手和参数配置完毕且无误后则受电车与车对车充电机正常通讯，并闭合受电车侧充电接触器；
步骤b)：车对车充电机向充电车发送请求充电车侧充电接触器闭合命令，充电车接到请求后闭合充电车侧充电接触器，并将此信号传输给车对车充电机，车对车充电机闭合连通充电车和受电车之间的高压母线，开始充电；
步骤c)：充电结束时，受电车BMS首先发送中止充电报文给车对车充电机，并断开受电车侧充电接触器，车对车充电机收到受电车发送中止充电报文后，断开车对车充电机内高压接触器，断开输出回路；同时，发送中止充电命令给充电车，充电车收到车对车充电机的充电中止命令后，断开充电车内充电接触器，充电过程结束。
进一步的，在闭合充电车侧充电变流器前，进行电池反接检测，在确认无误后再闭合充电车侧充电变流器；在闭合受电车侧充电变流器前，进行电池反接检测，在确认无误后再闭合受电车侧充电变流器。
进一步的，充电车闭合ON火开关时，充电车的低压电源向车对车充电机的低压直流母线供电。
本发明提供的一种车对车充电的方法，通过独立的车对车充电机，能够在某一辆电动车因电量耗尽而抛锚时，任意一辆其他电动车即可对其充电，而不需要再设置专门的救援车，或者将抛锚电动车拖到充电站，通用性好。
同时，为实现上述方法还提供了一种车对车充电机，该车对车充电机独立设置，能够方便的使一辆电量充足的电动车对另外一辆电量耗尽的电动车进行充电。
在低压供电系统方面，充电车首先给车对车充电机供电，然后车对车充电机再给充电车供电，有效的解决了充电车、受电车、车对车充电机之间低压供电的问题，而且不用在车对车充电机中设置蓄电池等储能设备，从而使得车对车充电机的体积较小，方便携带。
附图说明
图1是车对车充电系统的示意图；
图2是车对车充电方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
车对车充电系统实施例
本发明提供了一种车对车充电的方法，能够方便的实现两辆电动汽车之间的充电。车对车充电机上设置有用于连接受电车的受电高压接口，和用于连接充电车的充电高压接口，并且在连接充电高压接口和受电高压接口的母线上还设置有匹配转换电路，用于在进行充电时匹配两辆电动汽车之间高压的电压、电流；在这里，匹配转换电路是一个宽范围的DC/DC模块，来匹配协调充电车与受电车进行充电时高压部分的电压和电流。如图1所示，是本发明车对车充电系统的示意图，从图中可以看出，车对车充电机包括受电枪、车对车充电机、充电枪以及充电车插座低压供电系统，所述受电枪中的低压电源母线24V+通过车对车充电机内部的开关K3连接充电枪的低压电源母线24V+，受电枪中的低压电源母线24V-通过车对车充电机内部的开关K4连接充电枪的低压电源母线24V-，受电枪中的高压电源母线高压+通过车对车充电机内部的开关K1连接充电枪的高压电源母线高压+，受电枪中的高压电源母线高压-通过车对车充电机内部的开关K2连接充电枪的高压电源母线高压-。充电枪中的24V+接充电车插座的低压供电系统，通过整车ON火继电器的触点连接DC-DC电源的24V+，ON火继电器的线圈一端连接DC-DC电源的24V-，另外一端接地。
上述给出了车对车充电机结构的示意图，下面详细说明本发明中车对车充电的方法。
首先，将充电车、车对车充电机、受电车按照对应的端口进行连接，保证物理连接的可靠，在进行可靠的物理连接后，则开始进行以后的充电。当充电车检测到充电枪连接后，首先充电车检测CC连接是否完成，然后车对车充电机进行自检和CC连接确认检测，同时BMS发送充电枪连接信号给整车控制器，通过整车控制器控制车辆不能行车，从而避免充电过程中车辆误动而造成危险。当充电连接信号都确认完毕后，则充电车中的整车ON火信号控制ON火继电器的触点动作，实现低压24V辅助电源的输出，并通过充电插座或相应充电接口输出至车对车充电机，避免充电过程中接线的麻烦和风险，同时通过继电器控制，避免车辆在防止时低压电源的无益消耗。当然，作为其他实施方式，也可以采用其他开关模式来实现整车ON火的通断，比如刀开关或者接触器等。
需要说明的是，充电车辆作为待充电设备连接外部车对车充电机时，整车不上电，而是通过继电器控制，从而避免车辆蓄电池和车载DC/DC所提供的低压24V辅助电源的相互干涉。
充电车和车对车充电机连接确认后，且充电车辆已经通过BMS发送不行车信号，则车对车充电机闭合低压供电开关K3、K4，从而充电车输出的24V低压辅助电源能够供电给受电车。受电车24V低压辅助电源连接后，按照GB/T20234.3-2011要求的步骤，进行受电车连接确认检测，分别检测CC1信号和CC2信号，保证车辆与车对车充电机连接可靠。同时受电车整车控制器通过BMS得电，并在接到BMS发送充电枪连接信号后控制车辆锁止，避免充电过程中车辆移动造成危险。
受电车接收到BMS发送的不行车信号后，执行不行车命令；在进行完毕连接确认后，则此时，车对车充电机和受电车根据GB/T27930-2011的规定进行通讯，进入充电握手和参数配置阶段，受电车BMS发送充电请求信息，并闭合车辆侧充电接触器。上述进行充电握手和参数配置的通信阶段，完全按照GB/T27930-2011的规定进行信息交互，且充电流程与GB/T20234.3-2011相同，避免对车辆正常充电流程和报文交互的干扰。为避免充电接触器误动作或者电池反接造成充电安全事故，车对车充电机利用电池反接检测功能判断受电车充电接触器的闭合是否无误。“参数配置”来源于GB/T27930，是充电过程四个阶段(握手、参数配置、充电、充电结束)之一，在参数配置阶段，充电机向BMS发送最大输出能力信息，BMS根据局充电机的最大输出能力判断是否可以充电。
同时，车对车充电机与充电车之间按照GB/T27930-2011进行充电握手和参数配置通讯，参数配置无误后，车对车充电机向充电车发送请求充电车侧充电接触器闭合信号，此信号可参考充电流程中充电车接到请求信号后，闭合充电接触器。此过程需要车对车充电机具备防反接功能。车对车充电机与充电车的通讯完全按照GB/T27930-2011进行。
车对车充电机通过充电枪侧电池反接测试功能检车充电车充电接触器闭合且无误后，闭合车对车充电机内部高压输出开关K1和K2，充电过程开始。充电过程中，受电车与车对车充电机、车对车充电机与充电车之间的通讯可以按照GB/T27930-2011进行。
在充电结束阶段，受电车BMS首先发送中止充电报文给车对车充电机，并断开受电车侧充电接触器，车对车充电机收到受电车发送中止充电报文后，断开车对车充电机内高压接触器，断开输出回路。同时，发送中止充电命令给充电车，充电车收到车对车充电机的充电中止命令后，断开充电车内充电接触器，充电过程结束。
车对车充电机的实施例
上述车对车充电系统实施中已经对车对车充电机给出了具体的说明，在这里不再进行赘述。
车对车充电方法的实施例
上述车对车充电系统实施例中已经对车对车充电系统给出了具体的说明，在这里不再进行赘述。
以上给出了本发明具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种车对车充电机，其特征在于，包括控制系统，用于连接受电车的受电高压接口，用于连接充电车的充电高压接口，所述受电高压接口、充电高压接口之间设有匹配转换电路，所述车对车充电机中还包括低压直流母线、用于连接充电车的第一低压接口、用于连接受电车的第二低压接口；所述的第一低压接口连接低压直流母线，所述低压直流母线上设有低压开关，低压直流母线通过所述低压开关连接所述第二低压接口，所述控制系统控制连接所述低压开关。
2.根据权利要求1所述的一种车对车充电机，其特征在于，所述充电机还设有用于连接充电车和受电车的通讯接口以及CC确认信号接口。
3.一种车对车充电系统，包括充电车和受电车，其特征在于，还包括车对车充电机，充电机的受电高压接口连接受电车，充电机的充电高压接口连接充电车，所述受电高压接口、充电高压接口分别连接充电机内部DC/DC的输入端和输出端，所述车对车充电机中还包括低压直流母线、用于连接充电车的第一低压接口、用于连接受电车的第二低压接口；所述的第一低压接口连接低压直流母线，所述低压直流母线上设有低压开关，低压直流母线通过所述低压开关连接所述第二低压接口。
4.根据权利要求3所述的一种车对车充电系统，其特征在于，所述充电车低压电源与第一低压接口之间设有控制继电器触点，继电器线圈回路连接充电车ON火信号端。
5.适用于权利要求1所述车对车充电机的一种车对车充电方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1)：将车对车充电机、充电车、受电车按照对应接口进行连接；
步骤2)：连接完毕后，充电车的低压电源向车对车充电机的低压直流母线供电，从而使车对车控制系统得电；
步骤3)：车对车控制系统控制所述低压开关闭合，低压直流母线向受电车低压系统供电；
步骤4)：充电车给受电车充电。
6.根据权利要求5所述的一种车对车充电方法，其特征在于，所述步骤4)中进行充电的过程如下：
步骤a)：车对车充电机与受电车的连接确认完毕后，则车对车充电机与受电车进行通讯握手和参数配置，握手和参数配置完毕且无误后则受电车与车对车充电机正常通讯，并闭合受电车侧充电接触器；
步骤b)：车对车充电机向充电车发送请求充电车侧充电接触器闭合命令，充电车接到请求后闭合充电车侧充电接触器，并将此信号传输给车对车充电机，车对车充电机闭合连通充电车和受电车之间的高压母线，开始充电；
步骤c)：充电结束时，受电车BMS首先发送中止充电报文给车对车充电机，并断开受电车侧充电接触器，车对车充电机收到受电车发送中止充电报文后，断开车对车充电机内高压接触器，断开输出回路；同时，发送中止充电命令给充电车，充电车收到车对车充电机的充电中止命令后，断开充电车内充电接触器，充电过程结束。
7.根据权利要求6所述的一种车对车充电方法，其特征在于，在闭合充电车侧充电变流器前，进行电池反接检测，在确认无误后再闭合充电车侧充电变流器；在闭合受电车侧充电变流器前，进行电池反接检测，在确认无误后再闭合受电车侧充电变流器。
8.根据权利要求5所述的一种车对车充电方法，其特征在于，充电车闭合ON火开关时，充电车的低压电源向车对车充电机的低压直流母线供电。
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