CN109038695B - 一种电动汽车充电系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车充电系统，其包括：充电控制电路；变压开关电路，其与充电控制电路连接，用于在充电控制电路的控制下切换自身的通断状态；直流变压电路，其第一端与电动汽车的蓄电池连接，第二端与变压开关电路的第一端连接，变压开关电路的第二端与电动汽车的动力电池连接；低压电源接口，其用于与外部低压电源连接，低压电源接口与充电控制电路连接，用于为充电控制电路提供电能。相较于现有的电动汽车充电系统，本系统利用电动汽车本身自带的动力电池和DC/DC电路来为蓄电池充电，无需额外增加部件和成本。同时，本系统在DC/DC电路正常工作后便可以取下充电枪，这样也就不会影响电动汽车正常运营。

Description

一种电动汽车充电系统

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，具体地说，涉及一种电动汽车充电系统。

背景技术

随着对环境污染的增加及能源危机的影响，新能源车辆的发展越来越受到重视。而因国家补贴政策日益严格，纯电驱动日益成为市场发展的主流方向。新能源汽车与传统车辆一样，需要蓄电池在车辆上电、启动过程中为车辆提供低压电源。

然而，在车辆长期存放、未断电停放、发电部件未正常工作时，可能导致蓄电池馈电，从而致使车辆无法启动。现有的纯电动车辆与插电式电池馈电时，仍普遍采用其它车辆电池搭火或专用充电机充电的方式，这种充电方式对电动汽车的性能影响较大。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电动汽车充电系统，所述系统包括：

充电控制电路；

变压开关电路，其与所述充电控制电路连接，用于在所述充电控制电路的控制下切换自身的通断状态；

直流变压电路，其第一端与电动汽车的蓄电池连接，第二端与所述变压开关电路的第一端连接，所述变压开关电路的第二端与所述电动汽车的动力电池连接；

低压电源接口，其用于与外部低压电源连接，所述低压电源接口与所述充电控制电路连接，用于为所述充电控制电路提供电能。

根据本发明的一个实施例，所述充电控制电路包括BMS和整车控制器，其中，所述整车控制器与所述变压开关电路连接以控制所述变压开关电路的通断状态。

根据本发明的一个实施例，所述低压电源接口还包括：

充电连接确认信号端口，其与所述BMS连接，用于向所述BMS传输充电连接确认信号。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：

高压直流充电接口，其用于与外部高压直流电源连接；

动力电池充电开关电路，其连接在所述高压直流充电接口与所述动力电池之间，用于在所述BMS的控制下导通或断开所述高压直流充电接口与所述动力电池之间的电连接；

其中，所述BMS接收到所述充电连接确认信号后，会生成相应的控制信号并发送至所述动力电池充电开关电路，以控制所述动力电池充电开关电路导通所述高压直流充电接口与所述动力电池之间的电连接。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：

第一继电器，其线圈的第一端和第二端分别与所述BMS的第一控制端口和所述低压电源接口的负极连接，第一触点和第二触点分别与所述低压电源接口的正极和电动汽车的蓄电池的正极连接。

根据本发明的一个实施例，所述BMS接收到所述充电连接确认信号后，通过其第一控制端口向所述第一继电器的线圈的第一端发送第一继电器控制信号，控制所述第一继电器的第一触点与第二触点之间的电连接断开，从而使得所述低压电源接口与蓄电池之间的电连接保持断开。

根据本发明的一个实施例，所述直流变压电路还包括：

DC/DC电路，其第一端与所述蓄电池连接，第二端与所述变压开关电路的第一端连接；

DC/DC控制电路，其与所述DC/DC电路连接，用于控制所述DC/DC电路的运行状态。

根据本发明的一个实施例，所述变压开关电路包括：

第二继电器，其第一触点与所述低压电源接口的正极连接，其线圈的第一端和第二端分别与所述整车控制器的对应控制端口和所述低压电源接口的负极连接；

第三继电器，其第一触点和第二触点分别与所述DC/DC电路的第二端和动力电池的正极连接，线圈的第一端和第二端分别与所述第二继电器的第二触点和所述低压电源接口的负极连接。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：

蓄电池充电信号生成电路，其与所述充电控制电路连接，用于生成蓄电池充电信号并将所述蓄电池充电信号发送至所述充电控制电路，并由所述充电控制电路根据所述蓄电池充电信号控制所述变压开关电路来导通所述DC/DC电路与动力电池之间的电连接。

根据本发明的一个实施例，所述蓄电池充电信号生成电路包括：

蓄电池充电开关，其一端与所述低压电源接口的正极连接，另一端与所述充电控制电路的对应端口连接。

本发明所提供的电动汽车充电系统能够在电动汽车的蓄电池严重馈电时，利用外部低压电源所提供的低压电来驱动整车控制器、BMS以及DC/DC控制电路正常工作，并通过蓄电池充电信号生成电路检测判断用户的意图，并通过闭合变压开关电路来利用电动汽车的动力电池为蓄电池充电。

相较于现有的电动汽车充电系统，本发明所提供的系统利用电动汽车本身自带的动力电池和DC/DC电路来为蓄电池充电，无需额外增加部件和成本。同时，本系统在DC/DC电路正常工作后便可以取下充电枪(即断开低压电源接口与外部低压电源的连接)，这样也就不会影响电动汽车正常运营。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的电动汽车充电系统的电路结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的直流充电接口的电路原理图；

图3是根据本发明一个实施例的电动汽车充电系统的具体电路示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

现有的电动汽车普遍采用利用其它车辆电池搭火或者利用专用充电机充电的方式来对馈电的蓄电池进行充电。然而，利用车辆搭火的方式来对馈电的蓄电池进行充电的过程中，瞬时放电电流非常大，这种充电方式的危险系数较高，并且对蓄电池的损害较大。而利用专用电机充电的方式对馈电的蓄电池进行充电的话，则需要常备充电机，这种充电方式的成本较高并且充电过程无法行车，充电时间较长，从而对车辆运营影响较大。

针对现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种新的电动汽车充电系统，该系统能利用电动汽车充电桩或者外接的小功率低压电源，来驱动电动汽车的充电模块，从而实现对蓄电池的充电。

图1示出了本实施例所提供的电动汽车充电系统的电路结构示意图。

如图1所示，本实施例所提供的电动汽车充电系统优选地包括：低压电源接口101、变压开关电路104、直流变压电路105以及充电控制电路106。其中，低压电源接口101与变压开关电路104以及充电控制电路106连接，低压电源接口101用于与外部低压电源连接，这样低压电源接口101也就可以将外部低压电源所传输来的低压电提供给与之连接的变压开关电路104以及充电控制电路106，从而为变压开关电路104和充电控制电路106的运行提供电能。

充电控制电路106与变压开关电路104电连接，其能够控制变压开关电路104切换自身的通断状态。同时，直流变压电路105的第一端与电动汽车的蓄电池108连接，第二端与变压开关电路104的第一端连接，而变压开关电路104的第二端则与电动汽车的动力电池109电连接。

由于充电控制电路106能够控制变压开关电路104的通断状态，而变压开关电路104串联在蓄电池108与动力电池109之间的导电回路中，因此充电控制电路106也就可以通过变压开关电路104来控制蓄电池108与动力电池109之间电连接的通断。

本实施例中，当电动汽车的蓄电池108馈电而需要进行充电时，低压电源接口101则会与外部低压电源接通，这样低压电源接口101也就会为充电控制电路106和变压开关电路104的运行提供电能。

当变压开关电路104和充电控制电路106能够正常工作后，充电控制电路106也就会控制变压开关电路104导通蓄电池108与动力电池109之间的电连接，此时动力电池109也就会将自身提供的高压电源(例如500V直流电压)传输至直流变压电路105，以由直流变压电路105将该高压电源转换为与蓄电池108相匹配的低压电源(例如24V直流电压)并传输给蓄电池108，从而为蓄电池108进行充电。由于此时充电控制电路106、变压开关电路104以及蓄电池108已经能够正常工作，因此此时也就可以打开车辆电源开关，并将外部低压电源与低压电源接口101之间的连接断开，这样电动汽车也就可以正常上线运营。

本实施例中，如图1所示，该电动汽车充电系统还可以包括蓄电池充电信号生成电路102。其中，蓄电充电信号生成电路102与充电控制电路106连接，其能够生成蓄电池充电信号并将该蓄电池充电信号发送至充电控制电路106。充电控制电路106在接收到上述蓄电池充电信号后，会控制变压开关电路104来导通直流变压电路105与动力电池109之间的电连接，进而导通蓄电池108与动力电池109之间的导电回路，这样动力电池109也就可以对蓄电池108进行充电。

本实施例中，根据实际需要，该电动汽车充电系统还可以为电动汽车的动力电池109进行充电。具体地，如图1所示，该电动汽车充电系统还包括高压直流充电接口103以及动力电池充电开关电路107。高压直流充电接口103用于与外部高压直流电源连接，以接收外部高压直流电源所提供的高压电(例如500V)。

动力电池充电开关电路107的第一端与高压直流充电接口103连接，第二端与动力电力109连接，同时，动力电池充电开关电路107的控制端口与充电控制电路106的相应端口连接。充电控制电路106能够控制动力电池充电开关电路107的通断，从而导通或断开高压直流充电接口103与动力电池109之间的电连接。当高压直流充电接口103与动力电池109之间的电连接导通时，高压直流充电接口103所传输来的高压直流电也就可以对动力电池109进行充电。

图2示出了本实施例中所使用的直流充电接口的电路原理图。如图2所示，当与非车载充电机连接的充电插头与充电座连接后，充电座的端口1(即高压直流充电接口的正极103a)和端口2(即高压直流充电接口的负极103b)会分别与非车载充电机的直流电源正极和直流电源负极电连接，从而接收直流电源所提供的高压电。同时，充电座的端口8(即低压电源接口的正极101a)和端口9(即低压电源接口的负极101b)会分别与非车载充电机的低压辅助电源正极和低压电源负极电连接，从而接收低压辅助电源所提供的低压电(例如12V或24V)。

此外，充电座的端口7(即充电连接确认信号端口101c)会与非车载充电电机的充电连接确认端口连接。当充电插头与充电座连接后，充电连接确认信号端口101c会生成充电连接确认信号并将该充电连接确认信号传输至与之电连接的开关控制电路106。具体地，本实施例中，当充电插头与充电座不存在电连接时，充电连接确认信号端口101c所输出的为24V的电压信号；而当充电插头与充电座之间的电连接导通时，充电连接确认信号端口101c所输出的则会为12V的电压信号(即充电连接确认信号)。

图3示出了本实施例所提供的电动汽车充电系统的具体电路示意图。如图3所示，本实施例中，充电控制电路106优选地包括BMS106a和整车控制器106b。当电动汽车的蓄电池因馈电而需要充电时，充电插头与充电座之间的电连接导通，低压电源接口101所传输来的低压电将通过保险丝F1、保险丝F2、保险丝F3以及保险丝F4分别传输至BMS106a、整车控制器106b以及直流变压电路105中的DC/DC控制电路105a，这样BMS106a、整车控制器106b以及直流变压电路105中的DC/DC控制电路105a也就能够正常运行。

该充电系统还包括有第一继电器111，第一继电器111的线圈的第一端和第二端分别与BMS104a的第一控制端口和低压电源接口101的负极101b连接，第一触点和第二触点则分别与低压电源接口的正极101a和电动汽车的蓄电池108的正极连接。

当充电插头与充电座连接后，充电连接确认信号端口101c会生成充电连接确认信号并将该充电连接确认信号传输至与之电连接的BMS106a。BMS106a接收到上述充电连接确认信号后，其会向第一继电器111的线圈的第一端发送第一继电器控制信号S1，从而控制第一继电器111的第一触点与第二触点之间的电连接保持断开，这样也就使得低压电源接口101与蓄电池108之间的电连接保持断开。

在接收到充电连接确认信号后，BMS106a可以通过控制动力电池充电开关电路107(图3中未示出)闭合来导通高压直流充电接口103与动力电池109之间的电连接，这样也就可以利用高压直流充电接口103所传输来的高压电对动力电池109进行充电。

需要指出的是，在本发明的其它实施例中，根据实际需要，电动汽车蓄电池充电系统还可以不配置高压直流充电接口103和动力电池充电开关电路107，而是仅对蓄电池108进行充电，本发明不限于此。

如图3所示，本实施例中，蓄电池充电信号生成电路102优选地包括蓄电池充电开关110。具体地，蓄电池充电开关110的一端通过保险丝F1与低压电源接口101的正极101a连接，另一端与充电控制电路106中的整车控制器106b的对应端口连接。

当需要对蓄电池108进行充电时，蓄电池充电开关110将闭合，这样整车控制器106b的对应端口与低压电源接口101的正极101a之间的电连接将导通，整车控制器106b所接收到的信号也就由低电平变为高电平，整车控制器106b也就会将该信号作为蓄电池充电信号。

在接收到蓄电池充电信号后，整车控制器106b会向与之连接的BMS106a传输相应的控制指令，BMS106a在接收到该指令后会控制动力电池充电开关电路107断开高压直流充电接口103与动力电池109之间的电连接，并进入蓄电池充电模式。

如图3所示，本实施例中，直流变压电路105优选地包括DC/DC控制电路105a以及DC/DC电路105b。其中，DC/DC控制电路105a的电源端通过保险丝F1和保险丝F3与低压电源接口101的正极连接，同时，DC/DC控制电路105a的控制端还与DC/DC电路105b连接以控制DC/DC电路105b的运行状态。

本实施例中，变压开关电路104优选地包括第二继电器104a和第三继电器104b。其中，第二继电器104a的第一触点通过保险丝F1与低压电源接口101的正极101a连接，第二触点与第三继电器104b的线圈的第一端连接，第二继电器104a的线圈的第一端和第二端分别与整车控制器106b的对应控制端口和低压电源接口101的负极101b连接。第三继电器104b的线圈的第二端与低压电源接口101的负极101b连接，其第一触点和第二触点分别与DC/DC电路的第二端和动力电池109的正极连接，DC/DC电路105b的第一端则与蓄电池108连接。

在接收到蓄电池充电信号后，整车控制器106b会生成相应的控制信号并发送至第二继电器104a的线圈的第一端，使得第二继电器104a的线圈的第一端与第二端之间存在其工作电压，进而使得第二继电器104a的第一触点和第二触点之间的电连接导通。

当第二继电器104a的第一触点和第二触点之间的电连接导通时，低压电源接口101的正极101a所提供的低压电将通过保险丝F1以及第二继电器传输至第三继电器104b的线圈的第一端。由于第三继电器104b的线圈的第二端与低压电源接口101的负极191b连接，因此此时第三继电器104b的线圈的两端将存在其工作电压，从而使得第三继电器104b的第一触点和第二触点之间的电连接导通。

当第三继电器104b的第一触点和第二触点之间的电连接导通后，DC/DC电路105b的第二端与动力电池109正极之间的导电回路也就会导通，这样DC/DC电路105b也就会对动力电池109所提供的高压电转换为适合蓄电池108的低压电来对蓄电池108进行充电。此时也就可以打开车辆电源开关，这样也就可以取下充电枪，电动汽车也就可以正常上线运营。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的电动汽车充电系统能够在电动汽车的蓄电池严重馈电时，利用外部低压电源所提供的低压电来驱动整车控制器、BMS以及DC/DC控制电路正常工作，并通过蓄电池充电信号生成电路检测判断用户的意图，通过闭合变压开关电路来利用电动汽车的动力电池为蓄电池充电。

相较于现有的电动汽车充电系统，本发明所提供的系统利用电动汽车本身自带的动力电池和DC/DC电路来为蓄电池充电，无需额外增加部件和成本。同时，本系统在DC/DC电路正常工作后便可以取下充电枪(即断开低压电源接口与外部低压电源的连接)，这样也就不会影响电动汽车正常运营。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (6)

1.一种电动汽车充电系统，其特征在于，所述系统包括：

充电控制电路，其包括BMS和整车控制器，所述BMS与所述整车控制器连接；

变压开关电路，其与所述充电控制电路中的所述整车控制器连接，用于在所述充电控制电路的控制下切换自身的通断状态；

直流变压电路，其第一端与电动汽车的蓄电池连接，第二端与所述变压开关电路的第一端连接，所述变压开关电路的第二端与所述电动汽车的动力电池连接，所述直流变压电路还包括：DC/DC电路，其第一端与所述蓄电池连接，第二端与所述变压开关电路的第一端连接；DC/DC控制电路，其与所述DC/DC电路连接，用于控制所述DC/DC电路的运行状态；

低压电源接口，其用于与外部低压电源连接，所述低压电源接口与所述充电控制电路中的所述BMS连接，用于为所述充电控制电路提供电能；

蓄电池充电信号生成电路，其与所述充电控制电路连接，用于生成蓄电池充电信号并将所述蓄电池充电信号发送至所述充电控制电路，并由所述充电控制电路根据所述蓄电池充电信号控制所述变压开关电路来导通所述DC/DC电路与动力电池之间的电连接，所述蓄电池充电信号生成电路包括：蓄电池充电开关，其一端与所述低压电源接口的正极连接，另一端与所述充电控制电路中的所述整车控制器的对应端口连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低压电源接口还包括：

充电连接确认信号端口，其与所述BMS连接，用于向所述BMS传输充电连接确认信号。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

高压直流充电接口，其用于与外部高压直流电源连接；

动力电池充电开关电路，其连接在所述高压直流充电接口与所述动力电池之间，用于在所述BMS的控制下导通或断开所述高压直流充电接口与所述动力电池之间的电连接；

其中，所述BMS接收到所述充电连接确认信号后，会生成相应的控制信号并发送至所述动力电池充电开关电路，以控制所述动力电池充电开关电路导通所述高压直流充电接口与所述动力电池之间的电连接。

4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

第一继电器，其线圈的第一端和第二端分别与所述BMS的第一控制端口和所述低压电源接口的负极连接，第一触点和第二触点分别与所述低压电源接口的正极和电动汽车的蓄电池的正极连接。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述BMS接收到所述充电连接确认信号后，通过其第一控制端口向所述第一继电器的线圈的第一端发送第一继电器控制信号，控制所述第一继电器的第一触点与第二触点之间的电连接断开，从而使得所述低压电源接口与蓄电池之间的电连接保持断开。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变压开关电路包括：

第二继电器，其第一触点与所述低压电源接口的正极连接，其线圈的第一端和第二端分别与所述整车控制器的对应控制端口和所述低压电源接口的负极连接；

第三继电器，其第一触点和第二触点分别与所述DC/DC电路的第二端和动力电池的正极连接，线圈的第一端和第二端分别与所述第二继电器的第二触点和所述低压电源接口的负极连接。

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