CN106671804B - 车辆及其充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能够更有效地执行预约充电的车辆及其充电控制方法。包括电动机和用于驱动电动机的电池的车辆的充电控制方法包括设置预约充电，假定外部充电器的输入电压为第一电压来设置第一充电开始时间，且当到达第一充电开始时间时开始电池的充电。一经确定作为外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于第一电压，则考虑第二电压和估计的输入电流来设置第二充电开始时间。一经确定设置第二充电开始时间，则当到达第二充电开始时间时对电池正常充电。

Description

车辆及其充电控制方法
技术领域
本公开涉及能够更有效地执行预约充电的车辆及其充电控制方法。
背景技术
近来，作为环保型车辆的混合动力电动车辆(HEV)吸引了极大的关注。
混合动力车辆通常指使用包括发动机和电动机的两种动力源的车辆。相比仅具有内燃机的车辆，此混合动力车辆改善了里程和功率性能并减少了排放。因此，近来已研发了许多混合动力车辆。
在混合动力车辆中，插电式混合动力电动车辆(PHEV)可插电以利用外部电力对用于驱动电动机的电池充电。
此外，作为另一种环保型车辆的电动车辆(EV)也吸引了极大的关注。由于电动车辆通常仅使用电动机驱动，用于驱动电动机的电池需要充电。
此EV或PHEV具有预约充电功能，以考虑出发时间，当车辆不使用时且当深夜电力可用时自动为电池充电，以方便电池充电。
然而，即使当考虑到出发时间，深夜电价可应用时使用预约充电功能，根据外部环境(例如，当110V和220V的输入电压混合时)，电池截止到出发时间不能充分充电。充电逻辑根据充电器类型(例如，缆上控制盒(ICCB：in-cable control box)和EV供电设备(EVSE))改变，这令驾驶员困惑。
发明内容
因此，本公开涉及车辆及其充电控制方法，其基本消除由于现有技术的局限和缺点而出现的一个或多个问题。
本公开的目的是提供用于更有效地提供预约充电功能的车辆及其控制方法。
本公开的另一目的是提供考虑实际充电环境能够提供最佳预约充电功能的车辆及其控制方法。
本公开的额外的优点、目的和特征将部分在下面的描述中阐述且部分将在随后的审查中对本领域普通技术人员来说显而易见，或可从本公开的实践中获知。本公开的目的和其它优点可通过在书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构实现和达到。
为了实现这些目的和其它优点并根据本公开的目的，如本文所实施并广义描述地那样，包括电动机和用于驱动电动机的电池的车辆的充电控制方法包括：设置预约充电；假定外部充电器的输入电压为第一电压来设置第一充电开始时间；以及当到达第一充电开始时间时开始电池的充电。一经确定作为外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于第一电压，则考虑第二电压以及当作为外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于第一电压时估计的输入电流来设置第二充电开始时间。一经确定设置第二充电开始时间，则当到达第二充电开始时间时对电池正常充电。
根据本公开的另一方面，提供了包括电动机、电池以及车载充电器(OBC)控制器的车辆，所述电动机用于驱动车轮，所述电池用于供应电力到电动机，且所述OBC控制器用于：当设置预约充电时假定外部充电器的输入电压为第一电压来设置第一充电开始时间，且当到达第一充电开始时间时开始电池的充电。一经确定作为外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于第一电压，则考虑第二电压和当作为外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于第一电压时估计的输入电流，OBC控制器设置第二充电开始时间。一经确定设置第二充电开始时间，则当到达第二充电开始时间时OBC控制器对电池正常充电。
本公开的至少一个实施例包括以下效果。
在车辆中，可执行更有效的预约充电。
具体地，当使用预约充电功能时，由于在开始充电后，估计的充电时间根据实际充电环境重新调整，能够避免充电器的操作效率低的时段且能够充分利用应用便宜电价的时间。
本公开的方面仅为本公开的优选实施例的一部分，且基于本公开的详细描述，本领域普通技术人员可想到并理解基于本公开的技术特征的各种实施例。
附图说明
被包括以提供对本公开的进一步理解并结合到该申请中且构成该申请的一部分的附图示出本公开的实例并与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1是示出通用车辆的充电系统的实例的视图；
图2是示出执行一般的预约充电功能的过程的实例的流程图；
图3是根据本公开的一个实施例示出车辆中有效充电控制过程的实例的流程图；
图4A和图4B是示出当应用根据本公开的一个实施例的充电控制方法时根据输入电压执行充电的过程的实例的视图；且
图5是根据本公开的另一实施例示出车辆中有效充电控制过程的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的优选实施例，其实例在附图中示出。在可能的情况下，贯穿整个附图，相同的附图标记用于指示相同或相似的部件，且其重复的描述将省略。为了便于描述，本文使用元件的后缀“模块”和“单元”且因此可交换使用，且不具有任何区别意义或功能。
在描述本公开的实施例中，如果确定相关的已知功能或构造的详细描述使本公开的范围呈现出不必要的模糊，其详细描述将省略。此外，附图仅为了更好地理解本说明书中所公开的实施例而提供且并非限制本说明书中所公开的技术思路。因此，应该理解，附图包括本公开的范围和精神内的所有修改、等效物和替代。
此外，在本说明书中，术语“电池”指用于供应电力到电动机的电池，而不是用于操作通用车辆的电力装置的12V电池，除非另作说明。
在描述根据本公开的实施例的车辆充电系统之前，将参考图1描述通用车辆充电系统。
图1是示出通用充电系统的实例的视图。
虽然图1中示出电动车辆(EV)或插电式电动车辆(PEV)的充电系统，但是除了与使用化石燃料驱动的发动机相关的部件外，图1的充电系统可类似地适用于PHEV。
参考图1，EV的充电系统100可包括用于控制快速充电的电力线通信(PLC)/电动车辆通信控制器(EVCC)110，用于控制缓慢充电的车载充电器(OBC)控制器120，电池管理系统(BMS)130以及电池140。
PLV/EVCC 110、OBC控制器120以及BMS 130可通过控制器局域网络(CAN)通信彼此连接。此外，充电系统100可经由充电连接器连接到充电器(电动车辆供应设备(EVSE))200。充电器200经由控制导向(C/P：control pilot)线发送脉冲宽度调制(PWM)信号到车辆，且车辆通过PWM信号的占空比(即，脉冲宽度的H信号和L信号的比)确定是执行缓慢充电还是快速充电。
将参考图2描述基于系统的上述配置执行一般的预约充电的过程。
图2是示出执行一般的预约充电的过程的实例的流程图。
参考图2，当驾驶员输入出发时间并设置使用深夜电力的便宜的电价(S210)时，考虑电池当前的充电状态(SOC)、输入的出发时间以及根据当前的SOC的最大充电时间的变化裕度来确定车辆的充电开始时间。OBC控制器休眠到充电开始时间为止并在充电开始时间处唤醒(S220)。这里，OBC控制器的唤醒可意味着车辆切换到IG-ON(点火开关接通)状态。
OBC控制器唤醒以开始充电(S230)，且当充电完成(S240)时，车辆切换到IG-OFF(点火开关断开)状态(S250)。如果至规定的目标充电量(以下为了方便假定完全充电)的充电失败，失败报告消息可传输到规定装置，或可执行诸如错误代码输出等失败报告程序(S260)。
这里，出发时间和便宜的电价可使用AVN(音视频导航)系统通过设置在车辆中的用户界面输入或可通过充电器或远程信息处理服务器从外部设备接收。
在上述过程中，虽然边缘时间(marginal time)根据SOC来应用，但由于假定充电器的输入电流和电压为预定值来确定充电开始时间，因此如果充电器的估计的电压和充电器的实际电压不同，完全充电就可能失败。例如，虽然假定充电器的输入电压为220V，充电开始时间设置为相对较晚的时间，但是充电器的实际输入电压可能为110V且因此截止出发时间为止不能实现完全充电。相反，虽然假定充电器的输入电压为110V，充电开始时间设置为相对较早的时间，但是充电器的实际电压可能为220V且因此会在电价打折扣时的时间之前开始充电。因此，电价不能打折扣。
因此，在本公开的一个实施例中，假定充电器的输入电压为最小值，计算充电开始时间。当充电开始于充电开始时间时，测量实际输入电压和电流以测量充电器的充电功率。充电开始时间基于充电器的测得的充电功率重置。
根据本公开的一方面，如果假定充电器的输入电压包括110V和220V，则最小电压为110V。当然，这仅为示例性的且根据国家或地区可存在或多或少类型的电压，且最小电压可用作充电器的输入电压。在开始充电时充电器的输入电压可在OBC控制器中直接被测量。在一些情况下，输入电流可在OBC控制器中直接被测量，且在这种情况下，可应用根据输入电流是否大于或小于阈值来估计输入电压的方法。
此外，根据本实施例的一方面，输入电流可通过CP占空比来估计。为此，可使用指示CP占空比和输入电流之间的对应关系的参考表(或映射图)。参考表可预先存储在OBC控制器中。
此外，根据本实施例的一方面，充电开始时间可通过从出发时间减去预定裕度和估计的充电时间来计算。这里，估计的充电时间可通过电池容量除以通过将输入电压、输入电流和OBC控制器的充电效率相乘得到的值计算。
根据本实施例的一方面，在假定低电压(例如，110V)来设置开始时间之后，充电开始于上述充电开始时间。这时，当感测的电压为高电压(例如，220V)时，OBC控制器可基于高电压重新计算充电时间。这时，如果确定当在应用便宜的电价的时间处开始充电时截至规定的出发时间为止能够完全充电，则OBC控制器可重置充电开始时间为便宜的电价开始时的时间或其后时间。在这种情况下，OBC控制器可执行低负荷充电直到重置的充电开始时间为止以便减少充电成本，且当到达重置的充电开始时间时开始正常负荷充电。
图3中示出根据本实施例的充电控制方法的流程图。
图3是示出根据本公开的一个实施例示出车辆中有效充电控制过程的实例的流程图。在图3中，假定输入电压的最小值为110V且输入电压的最大值为220V。
参考图3，首先，出发时间可由驾驶员输入且可设置使用便宜电价的预约充电(S310)。
OBC控制器可假定充电器的输入电压为110V来计算充电开始时间(S320)。这里，可考虑电池当前的SOC。
OBC控制器在休眠模式中待机直到充电开始时间为止，在充电开始时间处唤醒(S330)以开始充电，并测量输入电压(S340)。当输入电压为110V时，OBC控制器可开始充电而没有变化(S350)。当充电完成(S360)时，车辆切换到IG-OFF状态(S370)。
当充电失败时执行的失败报告程序S380类似于图2的步骤S260且因此其详细描述将省略。
如果输入电压不是110V(例如，220V)，OBC控制器使用输入电压和通过CP占空比估计的电流得到充电功率，且使用充电功率重新计算并重置充电开始时间(S341)。这时，如上所述，当重新计算充电开始时间时，可考虑应用便宜电价的时间。
当重置充电开始时间时，OBC控制器在待机的同时执行低负荷充电直到重置的充电开始时间为止(S342)且然后当到达重置的充电开始时间时开始正常充电。
接下来，将参考图4A和图4B描述当应用上述充电控制方法时执行充电的过程。
图4A和图4B是根据本公开的一个实施例示出当应用充电控制方法时根据输入电压执行充电的过程的实例的视图。
在图4A中，假定充电器的实际输入电压为110V。
参考图4A，当连接充电器的连接器并设置出发时间和便宜的电价时，假定输入电压为110V，OBC控制器确定充电开始时间。这时，如果估计的充电时间②充分包括在通过从电价便宜时的一段时间②+③减去出发时间之前的裕度③得到的时间内，则OBC控制器可将充电开始时间确定在电价便宜的时间段内。当到达充电开始时间时，在充电开始时间之前的时段①期间处于睡眠模式中的OBC控制器开始充电。如果估计的电压和实际电压相等，可立即开始充电。
在图4B中，假定充电器的实际电压为220V。
参考图4B，当连接充电器的连接器并设置出发时间和便宜的电价时，假定输入电压为110V，OBC控制器确定充电开始时间。这时，如果估计的充电时间②+③不包括在考虑出发时间之前的裕度④的电价便宜时的一段时间③+④中，则考虑出发时间和裕度，OBC控制器可将充电开始时间设置为电价便宜之前的时间。当到达充电开始时间时，在充电开始时间之前的时间段①期间处于睡眠模式中的OBC控制器开始充电。如果估计的电压和实际电压不同，充电开始时间使用实际电压和通过CP占空比估计的电流重置。其后，截至重置的充电开始时间为止所剩余的时间段②期间执行低负荷充电。当到达重置的充电开始时间时，OBC控制器可开始充电。
通用的OBC控制器包括作为的升压器(BS)以及作为输出终端的零电压开关(ZVS)全桥PWM电路，这通过简单控制并使用相对小数量的部件实施。然而，在一些情况中，输出终端的ZVS可在低负荷充电时发生失败，从而引起开关损耗，在最坏情况中，停止OBC操作。这导致充电效率的劣化。
因此，在本公开的另一实施例中，如果根据充电开始时间的重置执行低负荷充电，则提出在低负荷充电时间段期间仅关闭OBC控制器的输出终端的方法。即，当到达首次计算的充电开始时间时充电器供应电力到OBC控制器的输入终端，但是关闭OBC控制器的输出终端直到重置的充电开始时间为止，以使得实际上不对电池充电。
图5中示出该操作的流程图。
图5是根据本公开的另一实施例示出车辆中有效充电控制过程的实例的流程图。
在图5中，假定输入电压的最小值为110V且输入电压的最大值为220V。图5除了步骤A342’以外，类似于图3，且为了清楚起见，重复的描述将省略。
参考图5，当由于估计的输入电压和实际输入电压的差异而重置充电开始时间时(S341)，OBC控制器可关闭输出终端直到重置的充电开始时间为止(S342’)。当到达重置的充电开始时间时，OBC控制器可激活输出终端(开)以开始充电(S350)。
根据本公开的上述实施例，考虑出发时间和便宜的电价，通过充分利用预约充电功能能够减少充电成本。此外，通过基于实际测量估计充电时间能够增加完全充电的成功率，以充分利用便宜的电价并统一充电逻辑，而不管充电器类型(输入电压/国家/方法)如何。如果暂时关闭OBC控制器的输出终端，则由于在低负荷充电时OBC操作的停止能够减少能量损耗并增加OBC控制器的耐用性。
本公开可实施为代码，其可写到计算机可读记录介质且因此可通过处理器读取。计算机可读记录介质可为任一类型的记录设备，在所述设备中，数据可以以计算机可读的方式存储。计算机可读记录介质的实例包括硬盘驱动(HDD)、固体状态驱动(SSD)、硅磁盘驱动(SDD)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储，以及载波(例如，互联网上的数据传输)。
因此，上述详细描述不应解释为在所有方面限制本公开且应该被认为是示例性的。本公开的范围应该通过所附权利要求的合理解释确定且在不偏离本公开的情况下做出的所有等效修改应该包括在所附权利要求中。

Claims (20)

1.一种包括电动机和用于驱动所述电动机的电池的车辆的充电控制方法，所述充电控制方法包括以下步骤：
设置预约充电；
假定外部充电器的输入电压为第一电压来设置第一充电开始时间；
当到达所述第一充电开始时间时开始所述电池的充电；
一经确定第二电压不同于所述第一电压，则考虑所述第二电压和估计的输入电流来设置第二充电开始时间，所述第二电压为所述外部充电器的实际输入电压；以及
一经确定设置所述第二充电开始时间，则当到达所述第二充电开始时间时对所述电池正常充电。
2.根据权利要求1所述的充电控制方法，还包括以下步骤：当设置所述第一充电开始时间时，通过车载充电器控制器进入休眠模式直到所述第一充电开始时间为止。
3.根据权利要求1所述的充电控制方法，其中设置所述预约充电的步骤包括：设置出发时间和深夜电价的使用。
4.根据权利要求3所述的充电控制方法，其中设置所述第一充电开始时间的步骤包括：
考虑所述第一电压和所述电池的充电状态来计算到达目标充电状态所需的第一估计的充电时间；以及
考虑所计算的第一估计的充电时间、所述出发时间，以及应用所述深夜电价的时间来确定所述第一充电开始时间。
5.根据权利要求4所述的充电控制方法，其中考虑距离所述出发时间的预定裕度来执行确定所述第一充电开始时间的步骤。
6.根据权利要求4所述的充电控制方法，其中执行确定所述第一充电开始时间的步骤以使得在应用深夜电价的时间中最大化所述第一估计的充电时间。
7.根据权利要求3所述的充电控制方法，其中设置所述第二充电开始时间的步骤包括：
考虑所述第二电压、所述估计的输入电流和所述电池的充电状态来计算到达目标充电状态所需的第二估计的充电时间；且
考虑所计算的第二估计的充电时间、所述出发时间以及应用深夜电价的时间来确定所述第二充电开始时间。
8.根据权利要求1所述的充电控制方法，其中所估计的输入电流使用控制导向占空比估计。
9.根据权利要求1所述的充电控制方法，其中：
一经确定设置所述第二充电开始时间，则从设置所述第二充电开始时间时至到达所述第二充电开始时间时，当到达所述第一充电开始时间时所开始的所述电池的充电为低负荷充电，且
一经确定没有设置所述第二充电开始时间，则当到达所述第一充电开始时间时所开始的所述电池的充电为正常充电。
10.根据权利要求1所述的充电控制方法，还包括以下步骤：
从设置所述第二充电开始时间时至到达所述第二充电开始时间时，关闭车载充电器控制器的输出终端；以及
当到达所述第二充电开始时间时打开所述输出终端。
11.一种车辆，包括：
用于驱动车轮的电动机；
用于供应电力到所述电动机的电池；以及
车载充电器控制器，其用于：当设置预约充电时，假定外部充电器的输入电压为第一电压来设置第一充电开始时间；当到达所述第一充电开始时间时开始所述电池的充电；一经确定作为所述外部充电器的实际输入电压的第二电压不同于所述第一电压，则考虑所述第二电压和当作为所述外部充电器的实际输入电压的所述第二电压不同于所述第一电压时估计的输入电流来设置第二充电开始时间；且一经确定设置所述第二充电开始时间，则当到达所述第二充电开始时间时对所述电池正常充电。
12.根据权利要求11所述的车辆，其中当设置所述第一充电开始时间时，所述车载充电器控制器进入休眠模式直到所述第一充电开始时间为止。
13.根据权利要求11所述的车辆，其中所述预约充电和出发时间以及深夜电价的使用一起设置。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中考虑所述第一电压和所述电池的充电状态，所述车载充电器控制器计算到达目标充电状态所需的第一估计的充电时间，并考虑所计算的第一估计的充电时间、所述出发时间以及应用深夜电价的时间来确定所述第一充电开始时间。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中考虑距离所述出发时间的预定裕度，所述车载充电器控制器执行所述第一充电开始时间。
16.根据权利要求14所述的车辆，其中所述车载充电器控制器确定所述第一充电开始时间以使得在应用深夜电价的时间段中最大化所述第一估计的充电时间。
17.根据权利要求13所述的车辆，其中考虑所述第二电压、所述估计的输入电流以及所述电池的充电状态，所述车载充电器控制器计算到达目标充电状态所需的第二估计的充电时间，并考虑所计算的第二估计的充电时间、所述出发时间以及应用深夜电价的时间来确定所述第二充电开始时间。
18.根据权利要求11所述的车辆，其中所述估计的输入电流使用控制导向占空比估计。
19.根据权利要求11所述的车辆，其中一经确定设置所述第二充电开始时间，则从设置所述第二充电开始时间时至到达所述第二充电开始时间时，当到达所述第一充电开始时间时所开始的由所述车载充电器控制器执行的所述电池的充电为低负荷充电，且
一经确定没有设置所述第二充电开始时间，则所述车载充电器控制器执行正常充电。
20.根据权利要求11所述的车辆，其中从设置所述第二充电开始时间时至到达所述第二充电开始时间时，所述车载充电器控制器关闭所述车载充电器控制器的输出终端。
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