CN108705952A - 一种电动汽车有线无线混合充电系统 - Google Patents

一种电动汽车有线无线混合充电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108705952A
CN108705952A CN201810643386.6A CN201810643386A CN108705952A CN 108705952 A CN108705952 A CN 108705952A CN 201810643386 A CN201810643386 A CN 201810643386A CN 108705952 A CN108705952 A CN 108705952A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
wireless
wired
voltage
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810643386.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王文彬
辛建波
范瑞祥
李琼
蒙天骐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Jiangxi Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN201810643386.6A priority Critical patent/CN108705952A/zh
Publication of CN108705952A publication Critical patent/CN108705952A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H02J7/025—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Abstract

一种电动汽车有线无线混合充电系统，包括充电单元、控制单元和通信单元，所述充电单元包括有线充电单元和无线充电单元，两单元共用同一个功率模块，且有线、无线充电的切换通过控制两高压直流接触器的通断实现；控制器既能控制有线、无线充电的切换，又能控制有线、无线的充电过程；所述通信单元包括CAN总线和串口无线模块，其中CAN总线主要负责充电系统内部通信以及有线充电过程中车与充电系统的通信，串口无线模块负责无线充电过程中车与充电系统的通信。本发明解决了一个充电装置即能为有线电动汽车充电，又能为无线电动汽车充电的问题，并降低了分别制造有线充电桩和无线充电装置的制造成本与施工成本。

Description

一种电动汽车有线无线混合充电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电系统，具体为一种电动汽车有线无线混合充电系统。
背景技术
目前，电动汽车充电方式主要分为有线充电和无线充电两种，但是目前并没有既能对电动汽车进行有线充电，又能进行无线充电的混合充电系统。若分别制造充电桩和无线充电系统，其制造成本、施工成本较高，且电动汽车充电需要选择充电系统，给电动汽车充电带来不便。
发明内容
本发明的目的就是提供一种制造成本低、使用方便的电动汽车有线无线混合充电系统。
本发明的一种电动汽车有线无线混合充电系统，其特征在于，它包括有线式和无线式的混合充电单元、混合通信单元和一体化控制单元，其中，有线式和无线式的混合充电单元包括：通过导线连接的功率模块和高压直流接触器1，依次通过导线连接的功率模块、高压直流接触器2、高压逆变模块、原边补偿电路、发射线圈，依次通过导线连接的接收线圈、副边补偿电路、整流滤波模块；所述高压直流接触器1为常闭状态，控制有线充电的通断，所述高压直流接触器2为常开状态，控制无线充电的通断，所述功率模块通过CAN总线与控制器连接；所述混合通信单元包括：输出电流电压检测电路11、绝缘检测电路、充电枪连接检测电路、输出电流电压检测电路22、频率检测电路、CAN总线以及串口无线模块；所述一体化控制单元包括：主控制器、隔离及过流保护电路、驱动电路；所述主控制器既能根据混合通信单元识别的充电方式控制高压直流接触器1、高压直流接触器2的通断从而控制有线和无线充电的切换，又能根据电动汽车充电需求对功率模块及高压逆变模块进行控制，完成蓄电池三段式充电过程（恒流-恒压-涓流）；主控制器通过CAN总线与电流电压检测电路11、绝缘检测电路、充电枪连接检测电路、输出电流电压检测电路22、频率检测电路、有线汽车车载电池分别建立通信连接，输出电流电压检测电路22及无线汽车车载电池通过串口无线模块与主控制器建立通信连接，所述混合通信单元通过充电枪连接检测电路是否传输信号来确定电动汽车的充电方式。
与现有技术相比，本发明的一种电动汽车有线无线混合充电系统，具有如下有益效果：该电动汽车充电装置提供同时具备有线充电与无线充电两种充电方式，适应不同车辆运用场景下的需要，给电动汽车充电带来了方便。另外，降低了分别制造有线充电桩和无线充电装置的制造成本与施工成本。
附图说明
图1 为本发明的电动汽车混合充电系统结构示意图；
图2 为本发明的电动汽车混合充电系统控制流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种电动汽车有线无线混合充电系统，包括有线式和无线式的混合充电单元（能量流动如图中粗实线连接部分所示）、混合通信单元（信号传输如图中细实线所示）和一体化控制单元（控制流程如图中虚线所示）。
混合充电单元包括功率模块、高压直流接触器1、高压直流接触器2、高压逆变模块、原边补偿电路、发射线圈、接收线圈、副边补偿电路、整流滤波模块。当进行充电时工业用三相交流电经过功率模块得到直流电，设计功率模块的主要作用是将三相交流电转变为可控直流电并减小无功功率，提高系统的功率因数。该可控直流电一方面可以对有线充电汽车进行充电，另一方面可以为无线电动汽车提供电能。通过功率模块整流滤波并提高功率因数后的可控直流电被送到了高压逆变模块，高压逆变模块的主要作用是将可控直流电逆变为可控方波，从而能在发射线圈周围产生变化的磁场，完成电能的无线传输。在高压逆变模块上经过逆变得到的可控方波经过原边补偿电路送到发射线圈。原边补偿和副边补偿使得电路能发生谐振，提高发射线圈与接收线圈之间的耦合系数，提高电能传输效率。电动汽车侧的接收线圈由于处在由发射线圈产生的变化磁场中，故产生交变电流，该电流经过副边补偿电路，整流滤波模块，得到稳定的直流电，对无线电动汽车的蓄电池进行供电。
一体化控制单元包括：主控制器、隔离及过流保护电路、驱动电路，主控制器首先根据充电枪连接检测电路是否传输信号来判断电动汽车的充电方式，若为有线充电汽车，则主控制器控制高压直流继电器1闭合，高压直流继电器2断开，然后根据有线电动汽车的充电需求，主控制器通过CAN总线传输控制信号调节功率模块的输出电流电压，完成电动汽车的充电过程控制；若为无线充电汽车，则主控制器控制高压直流继电器1断开，高压直流继电器2闭合，并根据电动汽车充电参数调节功率模块到适当固定输出。然后主控制器根据电动汽车在充电过程中状态的变化产生控制信号，经过隔离及过流保护电路，信号传输到驱动电路，产生驱动电平，控制高频逆变器的输出，完成电动汽车无线充电状态的控制。
混合通信单元包括：输出电流电压检测电路11、绝缘检测电路、充电枪连接检测电路、输出电流电压检测电路22、频率检测电路、CAN总线以及串口无线模块。电动汽车与混合充电系统建立物理连接后，混合通信单元通过充电枪连接检测电路是否传输信号来确定电动汽车的充电方式。若为有线充电汽车，则开启辅助电源为有线充电汽车的电池管理系统提供电能，并通过CAN总线使得电池管理系统与主控制器建立连接。绝缘检测模块向主控制器发送信号，判断充电是否安全。输出电流电压检测电路1将功率模块输出参数发送给主控制器。若为无线充电汽车，则电池管理系统用过无线串口模块与主控制器建立通信连接，输出电流电压检测电路2、频率检测电路检测到高压逆变器输出参数发送给主控制器。
电动汽车的充电过程通过一体化控制单元和混合通信单元协同完成。如图2所示，电动汽车的充电过程包括以下步骤：
步骤1：电动汽车与混合充电系统建立物理连接，该连接在有线电动汽车部分表现为将充电枪插入充电插座中，在无线充电汽车部分表现为将车停于所在停车位上，使得接收线圈与发射线圈对准。
步骤2：混合通信单元通过充电枪连接检测电路来判断车辆与混合充电系统是否为有线连接。若为有线连接则进入步骤3，否则进去步骤4。
步骤3：开启低压辅助电源，为有线电动汽车电池管理系统供电。
步骤4：混合充电系统与电动汽车相互发握手报文，建立通信连接，并确认是否为对应的混合充电桩。
步骤5：进行绝缘检测，保证充电过程安全。
步骤6：电池管理系统向混合充电系统发送充电参数报文。
步骤7：混合充电系统根据电池管理系统发送的充电参数报文判断其输出能力是否满足电动汽车充电需求。若满足充电需求则进行步骤8，不满足充电需求则向电动汽车发送无法充电报文。
步骤8：电动汽车电池管理系统向混合充电系统发送充电状态和充电需求报文。
步骤9：混合充电系统根据充电需求判断充电是否结束，或是否收到电池管理系统发送的充电中止报文。若否则返回步骤8，若是则结束充电过程。

Claims (2)

1.一种电动汽车有线无线混合充电系统，其特征在于：它包括有线式和无线式的混合充电单元、混合通信单元和一体化控制单元，有线式和无线式的混合充电单元包括：通过导线连接的功率模块和高压直流接触器1，依次通过导线连接的功率模块、高压直流接触器2、高压逆变模块、原边补偿电路、发射线圈，依次通过导线连接的接收线圈、副边补偿电路、整流滤波模块；所述高压直流接触器1为常闭状态，控制有线充电的通断，所述高压直流接触器2为常开状态，控制无线充电的通断，所述功率模块通过CAN总线与控制器连接；所述混合通信单元包括：输出电流电压检测电路11、绝缘检测电路、充电枪连接检测电路、输出电流电压检测电路22、频率检测电路、CAN总线以及串口无线模块；所述一体化控制单元包括：主控制器、隔离及过流保护电路、驱动电路；主控制器根据混合通信单元识别的充电方式控制高压直流接触器1、高压直流接触器2的通断；主控制器通过CAN总线与电流电压检测电路11、绝缘检测电路、充电枪连接检测电路、输出电流电压检测电路22、频率检测电路、有线汽车车载电池分别建立通信连接，输出电流电压检测电路22及无线汽车车载电池通过串口无线模块与主控制器建立通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车有线无线混合充电系统，其特征在于：混合通信单元通过充电枪连接检测电路是否传输信号来确定电动汽车的充电方式。
CN201810643386.6A 2018-06-21 2018-06-21 一种电动汽车有线无线混合充电系统 Pending CN108705952A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810643386.6A CN108705952A (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种电动汽车有线无线混合充电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810643386.6A CN108705952A (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种电动汽车有线无线混合充电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108705952A true CN108705952A (zh) 2018-10-26

Family

ID=63871865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810643386.6A Pending CN108705952A (zh) 2018-06-21 2018-06-21 一种电动汽车有线无线混合充电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108705952A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109927589A (zh) * 2019-04-18 2019-06-25 珠海广通汽车有限公司 一种蓄电池补电方法、装置及汽车
CN111532169A (zh) * 2020-05-29 2020-08-14 上海挚达科技发展有限公司 电动汽车双模充电系统
CN112072765A (zh) * 2020-09-03 2020-12-11 武汉大学 一种基于最小视在功率模块的混合充电系统和设计方法
CN113733941A (zh) * 2021-08-02 2021-12-03 岚图汽车科技有限公司 一种车辆充电装置、系统及方法
CN113895250A (zh) * 2021-09-29 2022-01-07 岚图汽车科技有限公司 一种电动车无线与有线充电自动切换装置及其控制方法
CN114465332A (zh) * 2022-04-14 2022-05-10 珠海智融科技股份有限公司 一种用于有线充电和无线充电的电源切换系统及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102856964A (zh) * 2012-10-10 2013-01-02 中国矿业大学 电动汽车三相无线充电系统及其充电方法
US20140035530A1 (en) * 2011-04-18 2014-02-06 Zehua Shao Electric automobile pwm rectification and converting voltage/current pulse charging system
CN106253397A (zh) * 2016-08-23 2016-12-21 北京新能源汽车股份有限公司 一种一体化充电机以及能量发射系统
CN106364355A (zh) * 2016-10-12 2017-02-01 山东大学 一种电动汽车无线与交流联合充电系统及其方法
CN107176040A (zh) * 2017-05-17 2017-09-19 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载充电系统及汽车
CN107942144A (zh) * 2017-11-10 2018-04-20 中国电力科学研究院有限公司 电动汽车无线充电电磁场测量系统及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140035530A1 (en) * 2011-04-18 2014-02-06 Zehua Shao Electric automobile pwm rectification and converting voltage/current pulse charging system
CN102856964A (zh) * 2012-10-10 2013-01-02 中国矿业大学 电动汽车三相无线充电系统及其充电方法
CN106253397A (zh) * 2016-08-23 2016-12-21 北京新能源汽车股份有限公司 一种一体化充电机以及能量发射系统
CN106364355A (zh) * 2016-10-12 2017-02-01 山东大学 一种电动汽车无线与交流联合充电系统及其方法
CN107176040A (zh) * 2017-05-17 2017-09-19 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载充电系统及汽车
CN107942144A (zh) * 2017-11-10 2018-04-20 中国电力科学研究院有限公司 电动汽车无线充电电磁场测量系统及方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109927589A (zh) * 2019-04-18 2019-06-25 珠海广通汽车有限公司 一种蓄电池补电方法、装置及汽车
CN111532169A (zh) * 2020-05-29 2020-08-14 上海挚达科技发展有限公司 电动汽车双模充电系统
CN112072765A (zh) * 2020-09-03 2020-12-11 武汉大学 一种基于最小视在功率模块的混合充电系统和设计方法
CN113733941A (zh) * 2021-08-02 2021-12-03 岚图汽车科技有限公司 一种车辆充电装置、系统及方法
CN113895250A (zh) * 2021-09-29 2022-01-07 岚图汽车科技有限公司 一种电动车无线与有线充电自动切换装置及其控制方法
CN114465332A (zh) * 2022-04-14 2022-05-10 珠海智融科技股份有限公司 一种用于有线充电和无线充电的电源切换系统及方法
CN114465332B (zh) * 2022-04-14 2022-07-22 珠海智融科技股份有限公司 一种用于有线充电和无线充电的电源切换系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108705952A (zh) 一种电动汽车有线无线混合充电系统
CN104024033B (zh) 具有蓄电部的车辆、以及包括车辆和能量管理设备的充电-放电系统
CN103692921B (zh) 高电压充电组件
EP3013629B1 (en) Vehicle and power receiving device
EP2660949B1 (en) Recharging device for vehicle
CN105762876A (zh) 一种车对车充电机及其充电系统和充电方法
CN101373904A (zh) 汽车供电系统及其控制方法
CN104410138A (zh) 一种汽车充放电控制系统及方法
CN104024034A (zh) 具有能够将电力提供给外部电负荷的蓄电装置的车辆、包括车辆和电力电缆的放电系统、用于对蓄电装置放电的方法、以及在放电系统中使用的车辆外部的设备
CN107696883A (zh) 电动车辆并行充电方法和设备
CN210792823U (zh) 电动汽车充电系统及电动汽车
CN108454440A (zh) 一种车对车充电的装置及方法
CN103124082A (zh) 电动汽车的充电系统和地面充电装置
CN107529345A (zh) 锁定和解锁系统
CN108482148B (zh) 一种电动汽车双模充电系统及方法
CN116252663A (zh) 从推进电池组向车外充电站放电直流功率的协议
CN107472055A (zh) 一种电动滑板车的无线充电装置及其自动充断电的控制方法
WO2018113681A1 (zh) 充放电设备及移动充电车
CN109572456A (zh) 一种电动汽车充电系统及其充电方法
CN205429836U (zh) 一种智能低压辅助电源装置和非车载充电机
CN105515210A (zh) 非接触充电桩、车载充电装置和充电系统
KR102566023B1 (ko) 충전관련 정보를 교환하는 충전기와 제어부를 포함하는 전기 자동차
CN107399237B (zh) 一种车载充电供电集成系统
CN202923413U (zh) 一种纯电动车用交流直流充电低压供电控制系统
CN207241442U (zh) 一种车载充电供电集成系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181026