CN108206570B - 电动汽车车辆间直流电力传输系统及控制方法 - Google Patents

电动汽车车辆间直流电力传输系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车车辆间直流电力传输系统,其包括电力供应车辆、电力接收车辆和充电线缆;所述电力供应车辆包括人机交互设备、放电控制装置、动力电池、放电DC/DC、放电继电器、安全监控模块、辅助电源继电器、蓄电池、输出端口和紧急开关;所述电力接收车辆包括充电继电器、动力电池、充电控制器和接收端口;所述充电线缆包括放电连接端口、充电连接端口和传输线缆。本发明通过放电DC/DC可以对不同类型的电动汽车进行直流充电,由放电控制装置对整个电力传输过程进行安全、能量的监控,实现了安全、快捷的电动汽车车辆间救援,并兼顾到救援车辆与被救援车辆剩余里程问题,可以对充电电量进行协调,为用户带来便利。

Description

电动汽车车辆间直流电力传输系统及控制方法
技术领域
本发明涉及电动车技术领域,尤其涉及一种电动汽车车辆间直流电力传输系统及方法。
背景技术
近年来,虽然电动汽车行业得到快速发展,但充电设施短期内还不完善的大环境下,如何对动力电池亏电的车辆进行道路救援就成为了一个用户关心、车企无法回避的问题。该技术的核心在于协调控制两辆不同型号的电动汽车及其电池管理系统,通过电力传输线缆进行安全、可靠、便捷、智能的电力传输。目前车辆之间电力传输还没有产品化,已有文献、专利的技术方案依靠双向AC/DC转换器进行车与车交流充电已经可行,但直流放电还是空白。而且车辆之间仅靠交流模式充电无法满足道路救援的时间要求,电力传输系统如何协调统一,如何保证安全可靠,如何让用户感到便捷智能,相应技术还有提升的空间。
发明内容
本发明目的是提供了一种电动汽车车辆间直流电力传输系统及控制方法,能够依靠传输控制系统在电力接收和供应车辆之间建立一种协调控制机制,通过人机交互设备进行用户需求和剩余里程的平衡与确认,通过具备网关功能的DC/DC进行直流电力传输,并且采取全程实时安全监控。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:一种电动汽车车辆间直流电力传输系统,其包括电力供应车辆、电力接收车辆和充电线缆;
所述电力供应车辆包括人机交互设备、放电控制装置、动力电池、放电DC/DC、放电继电器、安全监控模块、辅助电源继电器、蓄电池、输出端口和紧急开关;
所述人机交互设备至少能够显示需求确认界面、命令界面和提示警告界面,以使得所述人机交互设备能够通过需求确认界面设置放电传输的电量值或者放电时间,同时显示传输完成后电力供应车辆的续驶里程预估值,用户在需求确认界面综合考虑使用需求后,确认传输的电量;通过命令界面设置放电启动和放电停止的命令,根据放电控制装置上报的车辆状态,选择激活或禁止命令输入;所述人机交互设备通过警告界面进行操作提示和故障报警;
所述电力供应车辆的动力电池的控制系统与放电控制装置信号连接;在整个直流放电过程中,所述电力供应车辆的动力电池通过车外CAN通信线获取电力接收车辆的传输电压、电流需求,而且电力供应车辆的动力电池的控制系统能够检测放电继电器的触点是否粘连;
所述放电DC/DC与电力供应车辆的动力电池电路连接,并且与所述放电控制装置信号连接,用于将动力电池的电量转换为电力接收车辆需求的电压和电流,进行电力输出;所述放电DC/DC通过车内CAN通信线接收放电控制装置的启动或停止命令、输出电压值或电流值的需求命令,同时将自身工作状态、故障信息、实际输出电压值和电流值上报给放电控制装置;
所述放电继电器串联于放电DC/DC和输出端口之间,并且与放电控制装置信号连接,用于放电路径的导通或断开;所述放电继电器接受放电控制装置的硬线驱动,接受电力供应车辆的动力电池的控制系统的触点粘连检测;
所述安全监控模块与所述放电控制装置信号连接,用于实时放电连接端口的连接状态和放电过温状态,然后上报安全信息至放电控制装置;
所述辅助电源继电器,其一端与所述蓄电池电路连接,另一端与所述输出端口电路连接,并且与所述放电控制装置信号连接,用于导通或断开辅助电源输出回路,并接受放电控制装置的硬线驱动;
所述紧急开关用于手动紧急断开放电继电器,立刻停止放电过程;
所述放电控制装置,与人机交互设备信号连接,用于实时检测电力传输系统状态,控制放电DC/DC的输出电压或电流,控制放电继电器和辅助电源继电器闭合与断开,接收安全监测模块上报的过温、锁止状态;放电控制装置与人机交互设备进行信息交互,综合考虑用户电力传输需求和车辆续驶里程需求,握手确认最终电量供应值,向所述电力接收车辆提供电能;
所述电力接收车辆包括充电继电器、动力电池、充电控制器和接收端口;
所述充电控制器电路连接于所述电力接收车辆的动力电池,并且信号连接于所述电力接收车辆的动力电池的控制系统,以通过所述电力接收车辆的动力电力的控制系统控制充电继电器的导通与切断;
所述电力接收车辆的动力电池的控制系统与所述充电控制器信号连接,以在电力传输过程中,充电控制器与动力电池通过车内CAN通信线协调进行充电;
所述充电线缆包括放电连接端口、充电连接端口和传输线缆;
所述放电连接端口与所述电力供应车辆的输出端口连接,所述充电连接端口与电力接收车辆的接收端口连接;
其中,所述传输线缆包括车外CAN通信线缆、放电直流传输线、辅助电源线、充电连接检测线和地线;
所述车外CAN通信线,用于电力供应车辆的动力电池的控制系统与电力接收车辆的动力电池的控制系统之间的信号连接,发送或接收放电需求参数、握手信息、实际输出电压电流值和故障及工作状态;
所述放电直流传输线用于连接放电继电器和充电继电器;
所述辅助电源线用于连接辅助电源继电器和充电控制器,以在电力接收车辆在熄火状态下,通过辅助电源线、辅助电源继电器获得车辆工作电源;
所述充电连接检测线的一端连接于放电控制装置,另一端通过第一检测电阻连接于电力接收车辆的接地端子;而且所述充电连接检测线与地线之间通过串联的第二检测电阻和连接开关连接,所述充电控制器通过第三检测电阻连接于地线,以根据充电连接检测线的电压值,判断充电连接端口与接收端口之间的连接是否可靠。
可选的,所述电动汽车车辆间直流电力传输系统还包括直流充电继电器,所述直流充电继电器的一端与电力供应车辆的动力电池电路连接,另一端与输出端口电路连接,并且与电力供应车辆的动力电池的控制系统信号连接;所述电力供应车辆的动力电池的控制系统在放电控制装置的控制命令下,控制直流充电继电器的导通与断开。
本发明解决技术问题还采用如下技术方案:一种电动汽车车辆间直流电力传输方法,其包括需求确认阶段、启动阶段和放电监控阶段;
其中,所述需求确认阶段包括:
S10、用户通过需求确认界面输入计划传输的电量值,并发送给放电控制装置和电力供应车辆的动力电池;
S11、放电控制装置识别电力供应车辆的输出端口连接的充电线缆是否合格,并且检查安全监测模块上报的触点温度和锁止状态,检查电力供应车辆的动力电池上报的故障信息;如果充电线缆合格,触点温度正常,锁止状态正常,并且电力供应车辆的动力电池无故障,则执行步骤S12;否则,跳转回需求确认界面,显示车辆不具备放电条件,并提示问题解决措施;
S12、电力供应车辆的动力电池根据预期传输电量值,计算电力供应车辆的剩余电量并预测放电需要多少时间;放电控制装置根据电力供应车辆的动力电池的剩余电量,模拟预测电力供应车辆的剩余续驶里程,并将该剩余续驶里程发至需求确认界面;
S13、需求确认界面综合显示电力供应车辆的剩余续驶里程、预测放电耗时以及换算所需费用,与用户进行最终确认;如果用户确认需求,则转入放电启动阶段;如果用户否决该需求,则返回S10重新输入传输电量值;
所述放电启动阶段包括:
S20、放电控制装置通过车内CAN通信线检测到需求确认界面中用户的确认指令,则通过硬线控制辅助电源继电器导通,为电力接收车辆提供低压电源并唤醒所述电力接收车辆的动力电池的控制系统;
S21、电力供应车辆的动力电池与电力接收车辆的动力电池通过车外CAN通信线,进行充电需求的确认与握手;
S22、启动判断条件,若全部满足则转入S23,若有任一条件不满足则跳转回S21;
其中,所述判断条件为:(1)放电DC/DC检测放电继电器触点无故障;(2)放电DC/DC检测外部车辆充电继电器已正常闭合且电压无异常;(3)动力电池检测直流充电继电器无故障且处于触点断开状态;以及(4)安全监测模块、动力电池和放电DC/DC自身状态无故障;
S23、通过命令界面接收到放电控制装置的确认指令后,激活放电开启、停止命令界面,若用户选择开启命令,则转入放电监控阶段,否则维持在命令界面等待;
所述放电监控阶段包括:
S30、控制输出电压和电流;
其中,所述S30具体包括:
S301、电力接收车辆的动力电池将所需电压和电流请求,通过车外CAN通信线发送至电力供应车辆的动力电池的控制系统,再转给放电控制装置;
S302、放电控制装置判断传输线缆的承载电流能力,兼顾放电DC/DC的电压和电流输出特性,实时调整电力供应车辆放电的需求;
S303、放电DC/DC 40根据放电控制装置20的需求指令,监控其实际输出的电压、电流是否符合电力供应车辆需求,若不符合则转入S31;
S31、放电控制装置要实时监测整个放电系统,监测到下列故障或事件时则停止放电,跳转至S32;
(1)安全监测模块监测触点温度超过90℃,或者锁止状态失效;
(2)动力电池出现严重故障;
(3)放电控制装置监测到整车绝缘故障或互锁断开;
(4)放电控制装置监测到命令界面发送放电停止命令;
(5)放电DC/DC监测到自身严重故障,或者输出电压、电流超过需求值;以及
(6)电力供应车辆的动力电池接收到电力接收车辆的动力电池上报的放电结束请求;
S32、放电控制装置禁止使能放电DC/DC输出工作,同时清除车外CAN通信线上电压、电流请求;
S33、放电控制装置监测放电DC/DC实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S34;
S34、电力供应车辆的动力电池的控制系统通过硬线控制放电继电器强行断开;
S35、放电控制装置监测放电DC/DC实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S36;
S36、通过提示警告界面提示用户手动断开车内放电紧急开关,并伴以声光报警。
本发明具有如下有益效果:本发明的电动汽车车辆间直流电力传输系统及方法通过放电DC/DC可以对不同类型的电动汽车进行直流充电,由放电控制装置对整个电力传输过程进行安全、能量的监控,实现了安全、快捷的电动汽车车辆间救援,并兼顾到救援车辆与被救援车辆剩余里程问题,可以对充电电量进行协调,为用户带来便利。
附图说明
图1为本发明的电动汽车车辆间直流电力传输系统的结构示意图;
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
本实施例提供了一种电动汽车车辆间直流电力传输系统,其包括电力供应车辆100、电力接收车辆200和充电线缆300。
所述电力供应车辆100包括人机交互设备10、放电控制装置20、动力电池30、放电DC/DC 40、放电继电器50、直流充电继电器60、安全监控模块70、辅助电源继电器80、蓄电池90、输出端口和紧急开关99。
所述人机交互设备10可以为车辆的仪表、多媒体设备或用户通讯终端,并且至少能够显示需求确认界面11、命令界面12和提示警告界面13,以使得所述人机交互设备10能够通过需求确认界面11设置放电传输的电量值或者放电时间,同时显示传输完成后电力供应车辆100的续驶里程预估值,用户在此界面综合考虑使用需求后,确认传输的电量;通过命令界面12设置放电启动和放电停止的命令,人机交互设备10根据放电控制装置20上报的车辆状态,选择激活或禁止命令输入;为保障用户安全使用放电系统,所述人机交互设备10通过警告界面13进行操作提示和故障报警。
所述放电控制装置20,与人机交互设备10信号连接,用于实时检测电力传输系统状态,控制放电DC/DC 40的输出电压或电流,控制放电继电器50和辅助电源继电器80闭合与断开,接收安全监测模块70上报的过温、锁止状态;放电控制装置20与人机交互设备10进行信息交互,综合考虑用户电力传输需求和车辆续驶里程需求,握手确认最终电量供应值,向所述电力接收车辆提供电能。
所述动力电池30的控制系统与放电控制装置20信号连接,通过车内CAN通信线实时与放电控制装置20交互信息,并在放电控制装置20的控制命令下,控制直流充电继电器60的导通与断开;在整个直流放电过程中,动力电池30通过车外CAN通信线325获取电力接收车辆200的传输电压、电流需求,而且与动力电池220之间的通信协议满足标准法规要求;动力电池30的控制系统具备对放电继电器50的触点粘连进行检测的功能。
所述放电DC/DC 40与动力电池30电路连接,并且与所述放电控制装置20信号连接,用于将动力电池30的电量转换为电力接收车辆200需求的电压和电流,进行电力输出。放电DC/DC 40通过车内CAN通信线接收放电控制装置20的启动或停止命令、输出电压值或电流值的需求命令,同时将自身工作状态、故障信息、实际输出电压值和电流值上报给放电控制装置20。
所述放电继电器50,串联于放电DC/DC和输出端口之间,并且与放电控制装置信号连接,用于放电路径的导通或断开;所述放电继电器的触点工作电压、电流均满足法律法规要求,接受放电控制装置20的硬线驱动,接受动力电池30的控制系统的触点粘连检测;由于电力供应车辆100的输出端口也可用于车辆直流充电,所以放电继电器50与直流充电继电器60不能同时处于导通状态。
所述直流充电继电器60的一端与动力电池30电路连接,另一端与输出端口电路连接,并且与动力电池的控制系统信号连接,用于充电路径的导通或断开,所述直流充电继电器60的触点工作电压和电流均满足法律法规要求,接受动力电池30的控制系统硬线驱动,接受动力电池30的控制系统触点粘连检测;由于电力供应车辆100的输出端口也可用于车辆直流充电,所以放电继电器50与直流充电继电器60不能同时处于导通状态。
所述安全监控模块70,与所述放电控制装置20信号连接,用于实时监测放电连接端口210的连接状态(放电接口锁止状态)、放电过温状态,然后通过车内CAN通信线上报安全信息至放电控制装置20,如果发现未锁止或温度过高,则停止放电。
所述辅助电源继电器80,其一端与所述蓄电池电路连接,另一端与所述输出端口电路连接,并且与所述放电控制装置信号连接,用于导通或断开辅助电源输出回路,即断开蓄电池与输出端口的连接,接受放电控制装置20的硬线驱动。
所述紧急开关99,用于手动紧急断开放电继电器,立刻停止放电过程。
本实施例中,所述电力接收车辆200包括充电继电器210、动力电池220和充电控制器230。
所述电力接收车辆200的动力电池220位于电力供应车辆200中,并用于控制充电继电器210的导通与切断。
所述充电控制器230电路连接于所述电力接收车辆200的动力电池220,并且信号连接于所述电力接收车辆200的动力电池220的控制系统。
所述电力接收车辆200的动力电池220的控制系统与所述充电控制器230信号连接,以在电力传输过程中,充电控制器230与动力电池220通过车内CAN通信线协调进行充电。
所述充电线缆300包括放电连接端口310、充电连接端口330和传输线缆320。
所述放电连接端口310与所述电力供应车辆100的输出端口连接,所述充电连接端口330与电力接收车辆的接收端口连接。
其中,所述传输线缆320包括车外CAN通信线缆325、放电直流传输线324、辅助电源线323、充电连接检测线322和地线321。
所述车外CAN通信线325,用于电力供应车辆100的动力电池30的控制系统与电力接收车辆200的动力电池220的控制系统之间的信号连接(通过S±端子),发送或接收放电需求参数、握手信息、实际输出电压电流值、故障及工作状态等。
所述放电直流传输线324用于连接放电继电器和充电继电器(通过DC±端子),本实施例中,所述电力供应车辆100的放电继电器50和直流充电继电器60均连接至放电直流传输线。
所述辅助电源线323用于连接辅助电源继电器80和充电控制器230(通过A±端子),以在电力接收车辆200在熄火状态下,可以通过辅助电源线323、辅助电源继电器80获得车辆12V工作电源。
所述充电连接检测线322的一端连接于放电控制装置20(通过CC1端子),另一端通过第一检测电阻331连接于电力接收车辆200的接地端子(通过PE端子);而且所述充电连接检测线322与地线321之间通过串联的第二检测电阻332和连接开关333连接,所述充电控制器230通过第三检测电阻334连接于地线(通过CC2端子),以根据充电连接检测线的电压值,判断充电连接端口330与接收端口之间的连接是否可靠。
本实施例中,所述放电连接端口对应的电力供应车辆100的输出端口与直流充电插座可共同,但是原CC2端子不再使用,改用CC1端子,用于放电控制装置20判断车辆远端充电端口330是否连接可靠。
所述充电连接端口对应的电力接收车辆200的接收端口与普通充电插头插座相同,充电控制器230通过CC2端子及检测电阻334判断充电插座连接是否可靠。
本发明的电动汽车车辆间直流电力传输系统在使用时,用户将传输线缆300首先连接至电力供应车辆100,然后连接至电力接收车辆200,防止电力接收车辆200的动力电池220、充电控制器230检测到充电设备异常,导致启动充电流程失败。
在需求确认阶段,用户在需求确认界面11中设置放电传输能量值,然后根据电力供应车辆100的剩余电量和续驶里程提示,用户可以进行修改确认。在此过程中,如果放电控制装置20发现车辆不具备进行放电操作条件,则人机交互设备10禁止使能或立刻退出放电开启界面;在放电过程中,人机交互设备10实时响应用户停止放电命令。
在启动阶段,放电控制装置20通过辅助电源继电器80激活电力接收车辆200内部系统;电力供应车辆100的动力电池30和电力接收车辆200的动力电池220通过车外CAN通信线325进行充电需求确认与握手;放电DC/DC 40要监测放电继电器50触点无故障,通过放电直流传输线324检测充电继电器210已正常闭合且电压无异常,则将整个放电回路状态上报放电控制装置20;电力供应车辆100的动力电池30检测直流充电继电器60无故障且处于触点断开状态,上报放电控制装置20,避免两车动力电池非预期相连。放电控制装置20综合判断安全监测模块70、动力电池30、放电DC/DC 40状态信息满足放电条件时,通知人机交互设备10激活放电开启界面,用户可以激活放电开启命令。
在进行阶段,放电控制装置20根据电力供应车辆100的动力电池30的控制系统上报的充电电压、电流需求,实时调节监控放电DC/DC 40的输出电压、电流。期间放电控制装置20发现放电DC/DC 40输出不符合电力接收车辆200的动力电池220的充电需求时,可以主动停止放电DC/DC工作,并在通过人机界面10提示用户放电初级故障信息,伴随声光报警级别1;该请况下放电DC/DC如果超过5秒仍然无法停止工作,则放电控制装置20通知动力电池30控制放电继电器50强行断开,人机界面10提示用户放电故障中级信息,伴随声光报警级别2;该请况下如果放电仍然在进行,人机界面10提示用户放电严重故障信息,伴随声光报警级别3,用户可以手动操作紧急开关99,强制断开高压继电器电源,切断放电回路。
在结束阶段,放电控制装置20判断达到放电结束条件则退出放电流程,例如动力电池30的电量已下降至结束阈值,或动力电池220上报的充电请求已经取消。
只要满足国家标准规范的可充电车辆200,均可以在无固定式供电设备条件下,利用该直流电力传输系统完成快速充电。
实施例2
本实施例提供了一种电动汽车车辆间直流电力传输控制方法,包括需求确认阶段、启动阶段和放电监控阶段。
其中,所述需求确认阶段包括:
S10、用户通过需求确认界面11输入计划传输的电量值,并发送给放电控制装置20和动力电池30。
S11、放电控制装置20通过检测CC1端子电压,识别电力供应车辆100的输出端口连接的充电线缆100是否合格,并且检查安全监测模块70上报的触点温度、锁止状态,检查电力供应车辆100的动力电池30上报的故障信息,如果上述信息均满足要求,则执行步骤S12;否则,流程跳转回需求确认界面11,显示车辆不具备放电条件,并提示问题解决措施;
S12、电力供应车辆100的动力电池30根据预期传输电量值,计算电力供应车辆100的剩余电量并预测放电需要多少时间;放电控制装置20根据动力电池30的剩余电量,模拟预测电力供应车辆100的剩余续驶里程,并将上述信息发至需求确认界面11。
S13、需求确认界面11综合显示电力供应车辆100剩余续驶里程、预测放电耗时以及换算所需费用,与用户进行最终确认。如果用户确认需求,则转入放电启动阶段;如果用户否决该需求,则返回S10重新输入传输电量值。
所述放电启动阶段包括:
S20、放电控制装置20通过车内CAN通信线检测到需求确认界面11中用户的确认指令,则通过硬线控制辅助电源继电器80导通,为电力接收车辆200提供低压电源并唤醒所述电力接收车辆200的动力电池220的控制系统。
S21、电力供应车辆100的动力电池30与电力接收车辆200的动力电池220通过车外CAN通信线,进行充电需求的确认与握手。
S22、启动判断条件如下所述,若全部满足则转入S23,若有任一条件不满足则跳转回S21。
(1)放电DC/DC 40检测放电继电器50触点无故障;
(2)放电DC/DC 40检测外部车辆充电继电器210已正常闭合且电压无异常;
(3)动力电池30检测直流充电继电器60无故障且处于触点断开状态;
(4)安全监测模块70、动力电池30、放电DC/DC 40自身状态无故障;
S23、通过命令界面12接收到放电控制装置20的确认指令后,激活放电开启、停止命令界面,若用户选择开启命令,则转入放电监控阶段,否则维持在该界面等待。
所述放电监控阶段包括:
S30、控制输出电压和电流。
其中,所述S30具体包括:
S301、电力接收车辆200的动力电池220将所需电压、电流请求,通过车外CAN通信线发送至电力供应车辆100的动力电池30的控制系统,再转给放电控制装置20;
S302、放电控制装置20根据放电端口CC1端子电压判断传输线缆的承载电流能力,兼顾放电DC/DC 40的电压、电流输出特性,实时调整车辆100放电的需求;
S303、放电DC/DC 40根据放电控制装置20的需求指令,监控其实际输出的电压、电流是否符合车辆100需求,若不符合则转入S31;
S31、放电控制装置20要实时监测整个放电系统,监测到下列故障或事件时则停止放电,跳转至S32。
(1)安全监测模块70监测触点温度超过90℃,或者锁止状态失效;
(2)动力电池30出现严重故障;
(3)放电控制装置20监测到整车绝缘故障或互锁断开;
(4)放电控制装置20监测到命令界面12发送放电停止命令;
(5)放电DC/DC 40监测到自身严重故障,或者输出电压、电流超过需求值;
(6)动力电池30接收到外部动力电池220上报的放电结束请求
S32、放电控制装置20禁止使能放电DC/DC 40输出工作,同时清除车外CAN通信线上电压、电流请求。
S33、放电控制装置20监测放电DC/DC 40实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S34;
S34、电力供应车辆100的动力电池30的控制系统通过硬线控制放电继电器50强行断开;
S35、放电控制装置20监测放电DC/DC 40实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S36;
S36、通过提示警告界面13提示用户手动断开车内放电紧急开关99,并伴以声光报警。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述,不代表实施例的优劣。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种电动汽车车辆间直流电力传输系统,其特征在于,包括电力供应车辆、电力接收车辆和充电线缆;
所述电力供应车辆包括人机交互设备、放电控制装置、动力电池、放电DC/DC 、放电继电器、安全监控模块、辅助电源继电器、蓄电池、输出端口和紧急开关;
所述人机交互设备至少能够显示需求确认界面、命令界面和提示警告界面,以使得所述人机交互设备能够通过需求确认界面设置放电传输的电量值或者放电时间,同时显示传输完成后电力供应车辆的续驶里程预估值,用户在需求确认界面综合考虑使用需求后,确认传输的电量;通过命令界面设置放电启动和放电停止的命令,根据放电控制装置上报的车辆状态,选择激活或禁止命令输入;所述人机交互设备通过警告界面进行操作提示和故障报警;
所述电力供应车辆的动力电池的控制系统与放电控制装置信号连接;在整个直流放电过程中,所述电力供应车辆的动力电池通过车外CAN通信线获取电力接收车辆的传输电压、电流需求,而且电力供应车辆的动力电池的控制系统能够检测放电继电器的触点是否粘连;
所述放电DC/DC 与电力供应车辆的动力电池电路连接,并且与所述放电控制装置信号连接,用于将动力电池的电量转换为电力接收车辆需求的电压和电流,进行电力输出;所述放电DC/DC 通过车内CAN通信线接收放电控制装置的启动或停止命令、输出电压值或电流值的需求命令,同时将自身工作状态、故障信息、实际输出电压值和电流值上报给放电控制装置;
所述放电继电器串联于放电DC/DC和输出端口之间,并且与放电控制装置信号连接,用于放电路径的导通或断开;所述放电继电器接受放电控制装置的硬线驱动,接受电力供应车辆的动力电池的控制系统的触点粘连检测;
所述安全监控模块与所述放电控制装置信号连接,用于实时放电连接端口的连接状态和放电过温状态,然后上报安全信息至放电控制装置;
所述辅助电源继电器,其一端与所述蓄电池电路连接,另一端与所述输出端口电路连接,并且与所述放电控制装置信号连接,用于导通或断开辅助电源输出回路,并接受放电控制装置的硬线驱动;
所述紧急开关用于手动紧急断开放电继电器,立刻停止放电过程;
所述放电控制装置,与人机交互设备信号连接,用于实时检测电力传输系统状态,控制放电DC/DC 的输出电压或电流,控制放电继电器和辅助电源继电器闭合与断开,接收安全监测模块上报的过温、锁止状态;放电控制装置与人机交互设备进行信息交互,综合考虑用户电力传输需求和车辆续驶里程需求,握手确认最终电量供应值,向所述电力接收车辆提供电能;
所述电力接收车辆包括充电继电器、动力电池、充电控制器和接收端口;
所述充电控制器电路连接于所述电力接收车辆的动力电池,并且信号连接于所述电力接收车辆的动力电池的控制系统,以通过所述电力接收车辆的动力电力的控制系统控制充电继电器的导通与切断;
所述电力接收车辆的动力电池的控制系统与所述充电控制器信号连接,以在电力传输过程中,充电控制器与所述电力接收车辆的动力电池通过车内CAN通信线协调进行充电;
所述充电线缆包括放电连接端口、充电连接端口和传输线缆;
所述放电连接端口与所述电力供应车辆的输出端口连接,所述充电连接端口与电力接收车辆的接收端口连接;
其中,所述传输线缆包括车外CAN通信线缆、放电直流传输线、辅助电源线、充电连接检测线和地线;
所述车外CAN通信线,用于电力供应车辆的动力电池的控制系统与电力接收车辆的动力电池的控制系统之间的信号连接,发送或接收放电需求参数、握手信息、实际输出电压电流值和故障及工作状态;
所述放电直流传输线用于连接放电继电器和充电继电器;
所述辅助电源线用于连接辅助电源继电器和充电控制器,以在电力接收车辆在熄火状态下,通过辅助电源线、辅助电源继电器获得车辆工作电源;
所述充电连接检测线的一端连接于放电控制装置,另一端通过第一检测电阻连接于电力接收车辆的接地端子;而且所述充电连接检测线与地线之间通过串联的第二检测电阻和连接开关连接,所述充电控制器通过第三检测电阻连接于地线,以根据充电连接检测线的电压值,判断充电连接端口与接收端口之间的连接是否可靠。
2.根据权利要求1所述的电动汽车车辆间直流电力传输系统,其特征在于,还包括直流充电继电器,所述直流充电继电器的一端与电力供应车辆的动力电池电路连接,另一端与输出端口电路连接,并且与电力供应车辆的动力电池的控制系统信号连接;所述电力供应车辆的动力电池的控制系统在放电控制装置的控制命令下,控制直流充电继电器的导通与断开。
3.一种电动汽车车辆间直流电力传输方法,其特征在于,包括需求确认阶段、放电启动阶段和放电监控阶段;
其中,所述需求确认阶段包括:
S10、用户通过需求确认界面输入计划传输的电量值,并发送给放电控制装置和电力供应车辆的动力电池;
S11、放电控制装置识别电力供应车辆的输出端口连接的充电线缆是否合格,并且检查安全监测模块上报的触点温度和锁止状态,检查电力供应车辆的动力电池上报的故障信息;如果充电线缆合格,触点温度正常,锁止状态正常,并且电力供应车辆的动力电池无故障,则执行步骤S12;否则,跳转回需求确认界面,显示车辆不具备放电条件,并提示问题解决措施;
S12、电力供应车辆的动力电池根据预期传输电量值,计算电力供应车辆的剩余电量并预测放电需要多少时间;放电控制装置根据电力供应车辆的动力电池的剩余电量,模拟预测电力供应车辆的剩余续驶里程,并将该剩余续驶里程发至需求确认界面;
S13、需求确认界面综合显示电力供应车辆的剩余续驶里程、预测放电耗时以及换算所需费用,与用户进行最终确认;如果用户确认需求,则转入放电启动阶段;如果用户否决该需求,则返回S10重新输入传输电量值;
所述放电启动阶段包括:
S20、放电控制装置通过车内CAN通信线检测到需求确认界面中用户的确认指令,则通过硬线控制辅助电源继电器导通,为电力接收车辆提供低压电源并唤醒所述电力接收车辆的动力电池的控制系统;
S21、电力供应车辆的动力电池与电力接收车辆的动力电池通过车外CAN通信线,进行充电需求的确认与握手;
S22、启动判断条件,若全部满足则转入S23,若有任一条件不满足则跳转回S21;
其中,所述判断条件为:(1)放电DC/DC 检测放电继电器触点无故障;(2)放电DC/DC 检测外部车辆充电继电器已正常闭合且电压无异常;(3)电力供应车辆的动力电池检测直流充电继电器无故障且处于触点断开状态;以及(4)安全监测模块、电力供应车辆的动力电池和放电DC/DC 自身状态无故障;
S23、通过命令界面接收到放电控制装置的确认指令后,激活放电开启、停止命令界面,若用户选择开启命令,则转入放电监控阶段,否则维持在命令界面等待;
所述放电监控阶段包括:
S30、控制输出电压和电流;
其中,所述S30具体包括:
S301、电力接收车辆的动力电池将所需电压和电流请求,通过车外CAN通信线发送至电力供应车辆的动力电池的控制系统,再转给放电控制装置;
S302、放电控制装置判断传输线缆的承载电流能力,兼顾放电DC/DC 的电压和电流输出特性,实时调整电力供应车辆放电的需求;
S303、放电DC/DC根据放电控制装置的需求指令,监控其实际输出的电压、电流是否符合电力供应车辆需求,若不符合则转入S31;
S31、放电控制装置要实时监测整个放电系统,监测到下列故障或事件时则停止放电,跳转至S32;
(1)安全监测模块监测触点温度超过90℃,或者锁止状态失效;
(2)电力供应车辆的动力电池出现严重故障;
(3)放电控制装置监测到整车绝缘故障或互锁断开;
(4)放电控制装置监测到命令界面发送放电停止命令;
(5)放电DC/DC 监测到自身严重故障,或者输出电压、电流超过需求值;以及
(6)电力供应车辆的动力电池接收到电力接收车辆的动力电池上报的放电结束请求;
S32、放电控制装置禁止使能放电DC/DC 输出工作,同时清除车外CAN通信线上电压、电流请求;
S33、放电控制装置监测放电DC/DC 实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S34;
S34、电力供应车辆的动力电池的控制系统通过硬线控制放电继电器强行断开;
S35、放电控制装置监测放电DC/DC 实际输出电压电流值,如果并未停止,则跳转入S36;
S36、通过提示警告界面提示用户手动断开车内放电紧急开关,并伴以声光报警。
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