CN106853779A - 一种自动识别充电机充电模式的充电方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动识别充电机充电模式的充电方法，包括：根据车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；在判断出工作模式为多枪充电模式的情况下，根据电动汽车电池充电需求，控制所需的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电。监控模块控制功率模块为电动汽车进行充电，读取识别其他充电机的功率输出和通信信号；根据是否接收到其他终端通过连接线传输的信号来判断是否为多枪充电模式，并进行充电过程中模式切换。通过本发明方法可以减小充电机单枪及多枪模式切换的复杂性；降低充电系统使用操作难度，提高充电系统可靠性。

Description

一种自动识别充电机充电模式的充电方法及装置

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，具体涉及一种自动识别充电机充电模式的充电方法及装置。

背景技术

由于化石资源的日渐枯竭及燃油汽车对环境的巨大污染，汽车行业对环保型新能源汽车的关注和投入从2000年后开始飞速的增加。在公共交通系统中的应用将率先开始，并大规模应用。

电动汽车充电过程的参与单元包含：车身(含充电插座、高压接触器)、动力电池、BMS(电池管理系统)、充电连接线、充电机、云平台(远程服务器)等部分。通常情况下每个电动汽车有一个充电插座，充电机有一个带枪头的连接线，通过此连接线连接电动汽车与充电机，实现充电机给电动汽车充电。国标GBT20234.3-2015中规定目前充电线缆的通过电流的能力是最大为250A，通常情况下充电机的设计受限于充电线缆的过流能力，充电机的充电最大电流也是同充电线缆的过流能力一致，即250A。但电池的可以接受的充电电流随着电池PACK的并联增加，可以超过此充电线缆的最大过流能力。对于公共交通系统，为了满足运营需求，对充电速度的需求也是越来越高。因此，存在用户对充电速度的需求越来越高与充电连接线过流能力不能增加的矛盾，为了解决这个矛盾现在市场上已经出现了车身有多个充电插座，这些插座在车身与电池PACK连接，使得有两个及以上的充电机分别通过充电连接线给汽车充电，这类充电应用简称为多枪充电。

对于充电机而言，既需要对满足多枪充电的车能够充电，又需要对单枪充电的车型进行充电。目前，充电机单枪及多枪充电模式的识别及切换是通过人机交互设置来切换模式，这样增加了使用的复杂性，每次充电都需要设置工作模式，系统自动化程度低。如果充电机仅保持为一种充电模式又会减少单个充电机的充电可用性，无法满足更大功率充电的需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种自动识别充电机充电模式的充电方法及装置，解决了现有技术中存在的在特定条件下产生的使用复杂问题。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种自动识别充电机充电模式的充电方法，包括下述步骤：

步骤1，根据车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，所述工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；

步骤2，在判断出所述工作模式为多枪充电模式的情况下，根据电动汽车电池充电需求，控制所需的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电。

进一步，在具有N个充电机的情况下，N≥2，所述步骤1包括：

步骤11，通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送身份识别信号；

步骤12，各个充电机的监控模块分别判断是否收到其他充电机的身份识别信号；

步骤13，如果N个充电机中每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机的工作模式均为N枪充电模式，N个充电机与同一个电动汽车相连，N个充电机采用N枪充电模式为该电动汽车充电；

步骤14，如果N-1个充电机中的每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N-1个充电机的工作模式均为N-1枪充电模式，N-1个充电机与同一个电动汽车相连，N-1个充电机采用N-1枪充电模式为该电动汽车充电；

依此类推，直至判断完成M个充电机采用M枪充电模式为该电动汽车充电，其中，2≤M≤N，M和N为自然数；

步骤15，如果N个充电机中的每个充电机的监控模块都未收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机均为单枪充电模式，各个充电机采用单枪充电模式分别为与其相连的电动汽车充电。

进一步，所述步骤12包括：各个充电机中，当前充电机的监控模块判断是否接收到其他充电机通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号。

进一步，所述步骤2包括：

步骤21，当判断出为多枪充电模式时，确定一个充电机作为主机，其他充电机作为辅机；

步骤22，主机监控模块根据电动汽车电池充电需求判断是否需要辅机参与充电，如果主机能够满足电池充电需求，则判断出以单枪充电模式进行充电，不需要辅机参与，主机对电动汽车上新插入的充电枪不再进行判断和识别，直至主机监控模块判断电动汽车达到充电结束条件；

步骤23，如果主机不能满足电池充电需求，则主机监控模块与其他辅机监控模块进行通信，主机监控模块依据电池充电所需电流或者功率确定需要参与的辅机个数，并控制需要参与的辅机的功率输出；

步骤24，充电过程中，主机监控模块判断是否达到充电结束条件，如果达到则停止充电；若没有达到则继续充电。

进一步，在具有多个充电机，且多个充电机具有一一对应的监控模块的情况下，多个监控模块互相连接，各个监控模块分别接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的其他充电机的身份识别信号。

进一步，在具有多个充电机，且多个充电机共用一个监控模块的情况下，该监控模块接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的各个充电机的身份识别信号。

进一步，各个充电机具有各自的地址编号，以最大地址或者最小地址的充电机作为主机，或者先插枪连接电动汽车的充电机作为主机，其他充电机作为辅机。

进一步，身份识别信号为充电机的地址编号或者为与充电机连接的充电枪的地址编号。

本发明给出了一种自动识别充电机充电模式的充电装置，包括：充电机和电动汽车；

所述充电机包括监控模块，分别与监控模块相连的通信模块、BMS辅助电源模块和功率模块；其中：

监控模块，用于根据多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，并控制相应工作模式下的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电，还用于获取电动汽车充电前及充电过程中电池的电压和电流，其中，所述工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；

BMS辅助电源模块，用于在充电开始前，为电池管理系统BMS供电，满足控制监控模块与电池管理系统BMS进行参数配置和握手的供电电源需求；

通信模块，用于与电池管理系统BMS进行通信，获取电动汽车充电前及充电过程中动力电池的电压和电流；

功率模块，用于将直流或交流电转换为电动汽车充电所需的电能。

本发明的有益效果是：

本发明是依据多枪充电时，多个充电连接线的功率线和信号线在车内是通过充电插座相互连通这个特点，每一个终端各自发送信号，根据是否接收到其他终端通过连接线传输的信号来判断是否为多枪充电模式，并进行充电过程中单多枪充电模式切换。该方法通过连接线本身判断其他终端是否存在，能够减小充电机单枪及多枪模式切换的复杂性。使系统不需要人工手动设置就可以满足单枪或多枪充电，减小充电系统使用操作难度，既可以提高充电系统可靠性，又可以实现在充电过程中的单枪或多枪充电模式的自动切换。

附图说明

图1是一种自动识别充电机充电模式的充电装置的示意图；

图2是一种双枪充电连接示意图；

图3是一种单枪充电连接示意图；

图4是一种单枪、双枪充电模式识别流程图；

图5是一种双枪充电模式下的充电流程图；

图6是另一种单枪、双枪充电模式识别流程图；

图7是另一种双枪充电连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

如图1所示，一种自动识别充电机充电模式的充电装置，包括：充电机和电动汽车。

其中，充电机包括监控模块，分别与监控模块相连的通信模块、BMS辅助电源模块和功率模块。其中：

监控模块，用于根据通过车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，并控制相应工作模式下的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电，还用于获取电动汽车充电前及充电过程中电池的电压和电流，其中，工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；

BMS辅助电源模块，用于在充电开始前，为电池管理系统BMS供电，满足控制监控模块与电池管理系统BMS进行参数配置和握手的供电电源需求。

通信模块，用于与电池管理系统BMS进行通信，获取电动汽车充电前及充电过程中动力电池的电压和电流。

功率模块，用于将直流或交流电转换为电动汽车充电所需的电能。功率模块通过枪头连接线连接至充电枪头并为电动汽车提供充电输出。

其中，电动汽车包括与通信模块和BMS辅助电源模块相连的电池管理系统BMS，与电池管理系统BMS和功率模块相连的动力电池。

电动汽车内安装有用于接收充电枪传输电能的多个充电插座，多个充电插座内部的通信线路和功率线路分别以串联形式连接至电池包和电池管理系统BMS。

本发明的自动识别充电机充电模式充电方法，利用多枪充电时多个充电插座在车内是连通的特点，当多个充电机均连在一个车上时，多个充电机之间可以检测到其他充电机通信信号和功率信号的特点，判断电动汽车是否存在多个充电机连接。

本发明自动识别充电机充电模式的充电方法包括：

步骤1，根据通过车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式。

在具有N(N≥2)个充电机的情况下：步骤1包括如下步骤：

步骤11，通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送身份识别信号；

步骤12，各个充电机的监控模块分别判断是否收到其他充电机的身份识别信号；

具体的，步骤12包括：各个充电机中，当前充电机的监控模块判断是否接收到其他充电机通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号；

步骤13，如果N个充电机中每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机的工作模式均为N枪充电模式，N个充电机与同一个电动汽车相连，N个充电机采用N枪充电模式为该电动汽车充电；

步骤14，如果N-1个充电机中的每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N-1个充电机的工作模式为N-1枪充电模式，N-1个充电机与同一个电动汽车相连，N-1个充电机采用N-1枪充电模式为该电动汽车充电；

依此类推，直至判断完成M个充电机采用M枪充电模式为该电动汽车充电，其中，2≤M≤N，M和N为自然数；

步骤15，如果N个充电机中的每个充电机的监控模块都未收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机均为单枪充电模式，则各个充电机采用单枪充电模式分别为与其相连的电动汽车充电。

步骤2，在判断出工作模式为多枪充电模式的情况下，根据电动汽车电池充电需求，控制所需的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电。

进一步的，步骤2包括如下步骤：

步骤21，当判断出为多枪充电模式时，确定一个充电机作为主机，其他充电机作为辅机；

步骤22，主机监控模块根据电动汽车电池充电需求判断是否需要辅机参与充电，如果主机能够满足电池充电需求，则判断出以单枪充电模式进行充电，不需要辅机参与，主机对电动汽车上新插入的充电枪不再进行判断和识别，直至主机监控模块判断电动汽车达到充电结束条件；

步骤23，如果主机不能满足电池充电需求，则主机监控模块与其他辅机监控模块进行通信，主机监控模块依据电池充电所需电流或者功率确定需要参与的辅机个数，并控制需要参与的辅机的功率输出；

步骤24，充电过程中，主机监控模块判断是否达到充电结束条件，如果达到则停止充电；若没有达到则继续充电，主机监控模块继续判断是否到达结束条件；依此循环，完成充电自动识别过程。

在多枪充电时，主机依据电动汽车充电需求，判断辅机是否需要进行充电输出。例如，电动汽车需求是500A，充电机单机最大输出为250A，那么主机可以要求主机和辅机各输出250A；如果电动汽车需求是400A，主机可以在两个充电机之间分配电流输出；如果电动汽车需求是200A，由主机输出200A进行充电，主机可以要求辅机不进行输出。如果主机和辅机的输出无法满足车辆最大需求，则以主辅机的最大输出对车辆充电。

达到充电结束条件时，如果是多枪充电，主机控制各个充电机停止输出，完成充电过程。

单枪充电时，主机停止输出，完成充电过程。

在具有多个充电机，且每个充电机具有一一对应的监控模块的情况下，多个监控模块互相连接，各个监控模块分别接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的其他充电机的身份识别信号。

在一种可选的实施例中，如图2、图3所示，具有两个充电机，且两个充电机分别具有对应的监控模块，两个监控模块互相连接，充电机Ⅰ的监控模块判断是否接收到充电机Ⅱ通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号；充电机Ⅱ的监控模块判断是否接收到充电机Ⅰ通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号。如果两个充电机的监控模块都收到对方的身份识别信号，则判断出充电机Ⅰ和充电机Ⅱ的工作模式均为双枪充电模式，充电机Ⅰ和充电机Ⅱ与同一个电动汽车相连，充电机Ⅰ和充电机Ⅱ采用双枪充电模式为该电动汽车充电，具体电路图如图2所示；如果没有收到对方的身份识别信号，则判断出充电机Ⅰ和充电机Ⅱ的工作模式均为单枪充电模式，充电机Ⅰ和充电机Ⅱ采用单枪充电模式分别为与其相连的电动汽车充电，具体电路图如图3所示。

优选地，上述身份识别信号为充电机的地址编号或者为与充电机连接的充电枪的地址编号。

下面给出具体实施例来进一步说明本发明。

判断方法：(以双枪充电为例进行介绍，多枪充电时，需要与多个充电机进行判断，需要主机确定是否收到其他充电机依次发来的通信信号或功率信号，判断是否有辅机可用)。

1.识别方法：

如图4所示，充电机与电动汽车建立充电连接后，在枪头的连接线上发送充电机的身份识别信号(如以充电机的ID为特征的信号)，并从功率线上判断是否接收到其他充电机的身份识别信号，若是，则进入双枪充电模式，若否，则进入单枪充电模式。可选的，

步骤一：充电机Ⅰ通过连接线与电动汽车相连后，发送身份识别信号，(通过功率线或信号线发送信号，信号的形式不限，如信号线可以以CAN协议发送信号，功率线以特定电平序列发送信号)；

充电机Ⅱ通过连接线与电动汽车相连后，发送身份识别信号，(通过功率线或信号线发送信号)；

步骤二，充电机Ⅰ的监控模块判断是否收到充电机Ⅱ发送的身份识别信号，如果收到身份识别信号，则以双枪模式充电(如图2所示)；如果充电机Ⅰ的监控模块没有收到其他充电机的身份识别信号，则以单枪模式充电(如图3所示)；同样，充电机Ⅱ也是一样的判断方法。

2.切换方法(如图5所示)：

步骤三，在判断为双枪充电模式时，依据确定主机策略确定一个充电机为主机；各个充电机都有自己的地址编号，策略可以为，以最大地址或者最小地址的充电机为主机或者先插枪连接的充电机默认为主机，其他充电机作为辅机。身份识别信号为充电机的地址编号或者为充电枪的地址编号。

步骤四，主机监控模块根据电动汽车电池充电需求判断是否需要辅机参与充电；此充电指令由主机监控模块依据电池管理系统BMS进行交互获取的电动汽车充电需求，控制其他辅机进行充电功率输出，进而满足大功率充电需求。

如果主机可以满足需求，则监控模块默认以单枪模式进行充电，不需要辅机参与，主机监控模块对车辆上新插入的充电枪不再进行判断和识别，直至监控模块判断电动汽车达到充电结束条件；如果主机不能满足充电需求，则主机监控模块与其他辅机进行通信。

步骤五，主机监控模块依据所需电流或者功率判断需要参与的辅机个数进行控制辅机输出，则控制其他辅机一同输出开始充电。

步骤六，充电过程中，主机监控模块判断是否达到充电结束条件，如果达到则主机控制各个充电机停止充电，没有达到则继续充电，主机监控模块继续判断是否到达结束条件。

上述充电结束充电条件包括：用户设定的充电时间；用户预设的充电费用；特定的SOC。

图6是另一种单枪、多枪充电模式识别流程图，该实施例与第一种识别方法(图4)类似，不同的是，图4是从功率线上判断是否接收到其他充电机的身份识别信号，图6是从信号线上判断是否接收到其他充电机的身份识别信号。

在一种可选的实施例中，在具有多个充电机，且多个充电机共用一个监控模块的情况下，该监控模块接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的各个充电机的身份识别信号。

可选的，如图7所示，该实施例具有两个充电机，两个充电机共用一个监控模块，该监控模块接收充电机Ⅱ通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号；也接收充电机Ⅰ通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号。通过该监控模块接收到的充电机的身份识别信号，来判断充电机的工作模式，若该监控模块接收到了充电机Ⅰ和充电机Ⅱ两个身份识别信号，则判断出连个充电机均处于双枪充电模式(如图7所示)，否则，处于单枪充电模式。此外，当充电机处于双枪充电模式时，充电机的切换方法与上述实施例类似，在此不再赘述。

通过本发明的上述实施例，依据多枪充电时，多个充电连接线的功率线和信号线在车内是通过充电插座相互连通这个特点，每一个终端各自发送信号，根据是否接收到其他终端通过连接线传输的信号来判断是否为多枪充电模式，并进行充电过程中单多枪充电模式切换。该方法通过连接线本身判断其他终端是否存在，能够减小充电机单枪及多枪模式切换的复杂性。使系统不需要人工手动设置就可以满足单枪或多枪充电，减小充电系统使用操作难度，既可以提高充电系统可靠性，又可以实现在充电过程中的单枪或多枪充电模式的自动切换。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，根据通过车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，所述工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；

步骤2，在判断出所述工作模式为多枪充电模式的情况下，根据电动汽车电池充电需求，控制所需的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电。

2.根据权利要求1所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，在具有N个充电机的情况下，N≥2，所述步骤1包括：

步骤11，通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送身份识别信号；

步骤12，各个充电机的监控模块分别判断是否收到其他充电机的身份识别信号；

步骤13，如果N个充电机中每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机的工作模式均为N枪充电模式，N个充电机与同一个电动汽车相连，N个充电机采用N枪充电模式为该电动汽车充电；

步骤14，如果N-1个充电机中的每个充电机的监控模块都收到其他充电机的身份识别信号，则确定N-1个充电机的工作模式均为N-1枪充电模式，N-1个充电机与同一个电动汽车相连，N-1个充电机采用N-1枪充电模式为该电动汽车充电；

依此类推，直至判断完成M个充电机采用M枪充电模式为该电动汽车充电，其中，2≤M≤N，M和N为自然数；

步骤15，如果N个充电机中的每个充电机的监控模块都未收到其他充电机的身份识别信号，则确定N个充电机均为单枪充电模式，各个充电机采用单枪充电模式分别为与其相连的电动汽车充电。

3.根据权利要求2所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，所述步骤12包括：各个充电机中，当前充电机的监控模块判断是否接收到其他充电机通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的身份识别信号。

4.根据权利要求1所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤21，当判断出为多枪充电模式时，确定一个充电机作为主机，其他充电机作为辅机；

步骤22，主机监控模块根据电动汽车电池充电需求判断是否需要辅机参与充电，如果主机能够满足电池充电需求，则判断出以单枪充电模式进行充电，不需要辅机参与，主机对电动汽车上新插入的充电枪不再进行判断和识别，直至主机监控模块判断电动汽车达到充电结束条件；

步骤23，如果主机不能满足电池充电需求，则主机监控模块与其他辅机监控模块进行通信，主机监控模块依据电池充电所需电流或者功率确定需要参与的辅机个数，并控制需要参与的辅机的功率输出；

步骤24，充电过程中，主机监控模块判断是否达到充电结束条件，如果达到则停止充电；若没有达到则继续充电。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，在具有多个充电机，且多个充电机具有一一对应的监控模块的情况下，多个监控模块互相连接，各个监控模块分别接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的其他充电机的身份识别信号。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，在具有多个充电机，且多个充电机共用一个监控模块的情况下，该监控模块接收通过相连的电动汽车的充电插座内部的通信线路或功率线路发送的各个充电机的身份识别信号。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，各个充电机具有各自的地址编号，以最大地址或者最小地址的充电机作为主机，或者先插枪连接电动汽车的充电机作为主机，其他充电机作为辅机。

8.根据权利要求1所述的自动识别充电机充电模式的充电方法，其特征在于，身份识别信号为充电机的地址编号或者为与充电机连接的充电枪的地址编号。

9.一种自动识别充电机充电模式的充电装置，其特征在于，包括：充电机和电动汽车；

所述充电机包括监控模块，分别与监控模块相连的通信模块、BMS辅助电源模块和功率模块；其中：

监控模块，用于根据通过车身的多个充电插座内部的通信线路或功率线路传输的身份识别信号，判断充电机的工作模式，并控制相应工作模式下的充电机的功率输出，为电动汽车进行充电，还用于获取电动汽车充电前及充电过程中电池的电压和电流，其中，所述工作模式包括单枪充电模式和多枪充电模式；

BMS辅助电源模块，用于在充电开始前，为电池管理系统BMS供电，满足控制监控模块与电池管理系统BMS进行参数配置和握手的供电电源需求；

通信模块，用于与电池管理系统BMS进行通信，获取电动汽车充电前及充电过程中动力电池的电压和电流；

功率模块，用于将直流或交流电转换为电动汽车充电所需的电能。