CN106494251A - 一种电动汽车用电池的充电控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电汽车电池充电技术领域，具体涉及一种电动汽车用电池的充电控制装置及方法，包括充电控制器，充电指令输入模块，充电桩控制器，充电模式确认模块，费用计算与支付模块，充电连接模块，充电信息采集模块，充电过程异常监控模块，充电量监控以及充电剩余监控模块，断电模块，报警模块，远程监控终端设备，远程监控终端设备用于通过无线通信模块实时地接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块的充电信息。本发明的有益效果是：实时电池充电全程的远程监控，提高了充电安全性和稳定性，实现了各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理。

Description

一种电动汽车用电池的充电控制装置及方法

技术领域

本发明涉及电动汽车电池充电技术领域，具体涉及一种电动汽车用电池的充电控制装置及方法。

背景技术

现在社会上的汽车数量大的惊人，而且每年还在直线上升，这么多的汽车基本上都是燃油汽车，燃油汽车所排放的尾气对空气污染已经引起各国强烈关注，发达国家已经出台了不少相关的法律法规来控制燃油汽车排放标准和燃油汽车数量，想尽各种办法用以减少温室气体的排放，汽车所使用的能源改革已势在必行，零排放的电动汽车已成了各国研制和推广的对象。

而随着以蓄电池为动力的电动车辆不断面世并逐步走向市场，能否解决好这些车辆的动力电池的充电问题，已经成为这类新能源车辆能否推广应用的关键之一。然而，目前的电动汽车电池充电装置的控制方式缺乏有效的监控与管理，难以实现各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理，难以制定有效的充电全程控制标准，不利于电动汽车行业的推广与发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可实时对充电信息监控，提高了充电安全性和稳定性，能够很好的对充电异常进行实时监控，通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控的，可实现各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理的动汽车用电池的充电控制装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电动汽车用电池的充电控制装置，其包括

充电控制器，用于实时控制充电参数；

充电指令输入模块，用于根据所需电动车的充电要求，用户利用输入界面输入对应的充电指令后，将充电指令输送至充电控制器中；

充电桩控制器，用于接收充电控制器的充电指令后，且识别该指令后与充电控制器进行充电预连接；

充电模式确认模块，用于接收充电控制器的充电指令后，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

费用计算与支付模块，用于利用根据选择的充电模式，费用计算与支付模块计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

充电连接模块，用于接收到用户支付费用的信号后，负责通过控制开关开启，控制充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；

充电信息采集模块，用于采集充电电池的充电接口的波形信号；

充电过程异常监控模块，用于接收充电信息采集模块所采集的充电波形信号，对信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较；

充电量监控以及充电剩余监控模块，用于接收充电信息采集模块的信息，实时地对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

断电模块，用于待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，通过控制开关关闭以自动实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

报警模块，用于接收在充电过程异常监控模块对充电波形信号比较并得出信号异常后，充电过程异常监控模块发出的报警指令,或接收充电异常监控模块发出的报警指令后，发出报警信息；

远程监控终端设备，用于通过无线通信模块实时地接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块的充电信息。

本发明的电动汽车用电池的充电控制装置通过实时对充电的信息进行有效的监控，提高了汽车用电池的充电安全性和稳定性，充电异常监控模块能够很好的对充电异常进行实时监控，并设置了远程监控设备终端，并通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控。断电模块和报警模块可以有效地保证异常情况的发生，实现自动控制和报警，安全性进一步提高。

进一步地，充电控制装置还包括云存储器，云存储器用于接收通过无线通信模块接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块所监测的实时信息，以便对充电信息进行实时存储。

进一步地，充电参数包括限流充电、限压充电和自动调节充电的参数，调节范围广，调节精准。

优选地，无线通信模块通过GPRS短信的方式进行信号传输，信号好，方便移动终端通讯。

进一步地，为了增加使用范围，满足不同客户的需求，充电模式至少包括里程充电模式、预设费用充电模式、快速充电模式、电池百分比充电模式、电量充电模式、充电速率设定模式、时间设定充电模式和智能默认模式。

进一步地，为了提高监控精确度，充电过程异常监控模块对充电异常进行监控时所采用的阈值加权比较公式：

其中，P为存储在标准数据库中的波形信号在瞬时时间t的充电功率；

P’为所采集到的波形信号在瞬时时间t的充电功率；c为设定阈值，T为一个波形信号周期，t_opt为瞬时时间t减去一个波形信号周期的时刻。

此外，一种电动汽车用电池的充电控制方法，其包括以下步骤：

(1)充电指令输入步骤：根据所需电动车的充电要求，将对应的充电指令输入至充电控制器中；

(2)充电模式确认步骤：充电控制器根据输入的充电指令，将所需充电指令发送给充电桩控制器，充电桩控制器识别该指令后与充电控制器进行充电预连接，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

(3)费用计算与支付步骤：用户确认正确的充电模式后，由充电桩控制器计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

(4)充电连接步骤：用户支付费用成功后，通过充电连接模块打开开关，充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；用户未支付费用成功，则关闭开关断开连接；

(5)充电信息采集步骤：充电采集模块对充电电池的充电接口的波形信号进行采集；

(6)充电过程异常监控步骤：充电过程异常监控模块对充电信息采集模块所采集的充电波形信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较，如果出现异常，则充电过程异常监控模块通过报警模块发出报警指令并报警，并通过开关切断充电连接；

(7)充电量监控以及充电剩余监控步骤：充电量监控模块和充电剩余监控模块实时的对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

(8)远程监控步骤：充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块实时利用无线通信模块将充电信息实时的无线发送给远程监控终端设备；

(9)充电完成断电步骤：待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，断电模块自动关闭开关，实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

(10)充电完成报警模块：报警模块发出报警信息，并且通过无线通信模块以GPRS短信的方式将充电完成信号发送给远程监控终端设备。

本方法可以实现目前的电动汽车电池充电装置的控制方式有效的监控与管理，实现各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理，方便后期制定有效的充电全程控制标准，利于电动汽车行业的推广与发展。通过实时对充电的信息进行有效的监控，提高了汽车用电池的充电安全性和稳定性，充电异常监控模块能够很好的对充电异常进行实时监控，并设置了远程监控设备终端，并通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控。断电模块和报警模块可以有效地保证异常情况的发生，实现自动控制和报警，安全性进一步提高。

本发明的一种电动汽车用电池的充电控制装置及方法的有益效果是：

1.可以实现目前的电动汽车电池充电装置的控制方式有效的监控与管理，实现各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理，方便后期制定有效的充电全程控制标准，利于电动汽车行业的推广与发展；

2.通过实时对充电的信息进行有效的监控，提高了汽车用电池的充电安全性和稳定性，充电异常监控模块能够很好的对充电异常进行实时监控，并设置了远程监控设备终端，并通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控。断电模块和报警模块可以有效地保证异常情况的发生，实现自动控制和报警，安全性进一步提高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的一种电动汽车用电池的充电控制装置的原理框图；

图2是本发明的一种电动汽车用电池的充电控制方法的步骤示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示的本发明的一种电动汽车用电池的充电控制方法的具体实施例，其包括

充电控制器，用于实时控制充电参数；

充电指令输入模块，用于根据所需电动车的充电要求，用户利用输入界面输入对应的充电指令后，将充电指令输送至充电控制器中；

充电桩控制器，用于接收充电控制器的充电指令后，且识别该指令后与充电控制器进行充电预连接；

充电模式确认模块，用于接收充电控制器的充电指令后，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

费用计算与支付模块，用于利用根据选择的充电模式，费用计算与支付模块计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

充电连接模块，用于接收到用户支付费用的信号后，负责通过控制开关开启，控制充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；

充电信息采集模块，用于采集充电电池的充电接口的波形信号；

充电过程异常监控模块，用于接收充电信息采集模块所采集的充电波形信号，对信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较；

充电量监控以及充电剩余监控模块，用于接收充电信息采集模块的信息，实时地对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

断电模块，用于待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，通过控制开关关闭以自动实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

报警模块，用于接收在充电过程异常监控模块对充电波形信号比较并得出信号异常后，充电过程异常监控模块发出的报警指令,或接收充电异常监控模块发出的报警指令后，发出报警信息；

远程监控终端设备，用于通过无线通信模块实时地接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块的充电信息。

本发明的电动汽车用电池的充电控制装置通过实时对充电的信息进行有效的监控，提高了汽车用电池的充电安全性和稳定性，充电异常监控模块能够很好的对充电异常进行实时监控，并设置了远程监控设备终端，并通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控。断电模块和报警模块可以有效地保证异常情况的发生，实现自动控制和报警，安全性进一步提高。

进一步地，充电控制装置还包括云存储器，云存储器用于接收通过无线通信模块接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块所监测的实时信息，以便对充电信息进行实时存储。

进一步地，充电参数包括限流充电、限压充电和自动调节充电的参数，调节范围广，调节精准。

优选地，无线通信模块通过GPRS短信的方式进行信号传输，信号好，方便移动终端通讯。

进一步地，为了增加使用范围，满足不同客户的需求，充电模式至少包括里程充电模式、预设费用充电模式、快速充电模式、电池百分比充电模式、电量充电模式、充电速率设定模式、时间设定充电模式和智能默认模式。

进一步地，为了提高监控精确度，充电过程异常监控模块对充电异常进行监控时所采用的阈值加权比较公式：

其中，P为存储在标准数据库中的波形信号在瞬时时间t的充电功率；

P’为所采集到的波形信号在瞬时时间t的充电功率；c为设定阈值，T为一个波形信号周期，t_opt为瞬时时间t减去一个波形信号周期的时刻。

此外，一种电动汽车用电池的充电控制方法，其包括以下步骤：

(1)充电指令输入步骤：根据所需电动车的充电要求，将对应的充电指令输入至充电控制器中；

(2)充电模式确认步骤：充电控制器根据输入的充电指令，将所需充电指令发送给充电桩控制器，充电桩控制器识别该指令后与充电控制器进行充电预连接，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

(3)费用计算与支付步骤：用户确认正确的充电模式后，由充电桩控制器计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

(4)充电连接步骤：用户支付费用成功后，通过充电连接模块打开开关，充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；用户未支付费用成功，则关闭开关断开连接；

(5)充电信息采集步骤：充电采集模块对充电电池的充电接口的波形信号进行采集；

(6)充电过程异常监控步骤：充电过程异常监控模块对充电信息采集模块所采集的充电波形信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较，如果出现异常，则充电过程异常监控模块通过报警模块发出报警指令并报警，并通过开关切断充电连接；

(7)充电量监控以及充电剩余监控步骤：充电量监控模块和充电剩余监控模块实时的对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

(8)远程监控步骤：充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块实时利用无线通信模块将充电信息实时的无线发送给远程监控终端设备；

(9)充电完成断电步骤：待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，断电模块自动关闭开关，实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

(10)充电完成报警模块：报警模块发出报警信息，并且通过无线通信模块以GPRS短信的方式将充电完成信号发送给远程监控终端设备。

本方法可以实现目前的电动汽车电池充电装置的控制方式有效的监控与管理，实现各种有效监控、充电模式选择以及充电信息的存储等一体化管理，方便后期制定有效的充电全程控制标准，利于电动汽车行业的推广与发展。通过实时对充电的信息进行有效的监控，提高了汽车用电池的充电安全性和稳定性，充电异常监控模块能够很好的对充电异常进行实时监控，并设置了远程监控设备终端，并通过无线网络的方式进行远程监控，进一步提高了电池充电全程的远程监控。断电模块和报警模块可以有效地保证异常情况的发生，实现自动控制和报警，安全性进一步提高。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：其包括

充电控制器，用于实时控制充电参数；

充电指令输入模块，用于根据所需电动车的充电要求，用户利用输入界面输入对应的充电指令后，将充电指令输送至充电控制器中；

充电桩控制器，用于接收充电控制器的充电指令后，且识别该指令后与充电控制器进行充电预连接；

充电模式确认模块，用于接收充电控制器的充电指令后，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

费用计算与支付模块，用于利用根据选择的充电模式，费用计算与支付模块计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

充电连接模块，用于接收到用户支付费用的信号后，负责通过控制开关开启，控制充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；

充电信息采集模块，用于采集充电电池的充电接口的波形信号；

充电过程异常监控模块，用于接收所述充电信息采集模块所采集的充电波形信号，对信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较；

充电量监控以及充电剩余监控模块，用于接收充电信息采集模块的信息，实时地对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

断电模块，用于待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，通过控制开关关闭以自动实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

报警模块，用于接收在充电过程异常监控模块对充电波形信号比较并得出信号异常后，充电过程异常监控模块发出的报警指令,或接收充电异常监控模块发出的报警指令后，发出报警信息；

远程监控终端设备，用于通过无线通信模块实时地接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块的充电信息。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：所述充电控制装置还包括云存储器，云存储器用于接收通过无线通信模块接收充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块和断电模块所监测的实时信息。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：所述充电参数包括限流充电、限压充电和自动调节充电的参数。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：所述无线通信模块通过GPRS短信的方式进行信号传输。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：所述充电模式至少包括里程充电模式、预设费用充电模式、快速充电模式、电池百分比充电模式、电量充电模式、充电速率设定模式、时间设定充电模式和智能默认模式。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置，其特征在于：所述充电过程异常监控模块对充电异常进行监控时所采用的阈值加权比较公式：

$P^{,}=P+c\·\exp \[-{\left(\frac{t-t_{opt}}{T}\right)}^2\];$

其中，P为存储在标准数据库中的波形信号在瞬时时间t的充电功率；

P’为所采集到的波形信号在瞬时时间t的充电功率；c为设定阈值，T为一个波形信号周期，t_opt为瞬时时间t减去一个波形信号周期的时刻。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种电动汽车用电池的充电控制装置的充电控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)充电指令输入步骤：根据所需电动车的充电要求，将对应的充电指令输入至充电控制器中；

(2)充电模式确认步骤：充电控制器根据输入的充电指令，将所需充电指令发送给充电桩控制器，充电桩控制器识别该指令后与充电控制器进行充电预连接，并将充电模式反馈在充电设置界面中，待用户对充电模式进行确认；

(3)费用计算与支付步骤：用户确认正确的充电模式后，由充电桩控制器计算所需费用，并将费用信息给予显示，待用户支付；

(4)充电连接步骤：用户支付费用成功后，通过充电连接模块打开开关，充电桩控制器与充电控制器进行充电完全连接，并以所选充电模式进行充电；用户未支付费用成功，则关闭开关断开连接；

(5)充电信息采集步骤：充电采集模块对充电电池的充电接口的波形信号进行采集；

(6)充电过程异常监控步骤：充电过程异常监控模块对所述充电信息采集模块所采集的充电波形信号进行处理，并与存储在标准数据库中的波形信号进行比较，如果出现异常，则充电过程异常监控模块通过报警模块发出报警指令并报警，并通过开关切断充电连接；

(7)充电量监控以及充电剩余监控步骤：充电量监控模块和充电剩余监控模块实时的对充电电池的已充电量、已充电时间、剩余充电量、剩余充电时间进行实时监控；

(8)远程监控步骤：充电过程异常监控模块、充电量监控及充电剩余监控模块实时利用无线通信模块将充电信息实时的无线发送给远程监控终端设备；

(9)充电完成断电步骤：待充电信息采集模块采集到的信号达到截止SOC时，断电模块自动关闭开关，实现充电桩控制器与充电控制器之间的断电连接；

(10)充电完成报警模块：报警模块发出报警信息，并且通过无线通信模块以GPRS短信的方式将充电完成信号发送给远程监控终端设备。