CN109969018A

CN109969018A - 一种车辆直流充电装置及车辆

Info

Publication number: CN109969018A
Application number: CN201910299787.9A
Authority: CN
Inventors: 齐军; 刘小德; 王金锋
Original assignee: Zhejiang British Automobile Co Ltd
Current assignee: Zhejiang British Automobile Co Ltd
Priority date: 2019-04-15
Filing date: 2019-04-15
Publication date: 2019-07-05

Abstract

本发明涉及新能源领域，提出了一种车辆直流充电装置及车辆。所述装置包括：多个充电电路、预充电路、主正继电器、主负继电器和电池。所述充电电路包括多路充电电路，所述多路充电电路并联。所述每一路充电电路具有快充继电器和直流充电接口。所述每个充电电路所具备的直流充电接口为不同标准的直流充电接口。本发明所述的一种车辆直流充电装置及车辆，能够兼容不同的充电标准，此外所述的一种车辆直流充电装置还通过设置充电接口堵头的方式封闭不匹配的直流充电接口，可以保证电池系统不会对整车造成干扰，同时有效降低整车高压线束成本。

Description

一种车辆直流充电装置及车辆

技术领域

本发明涉及新能源领域，尤其涉及一种车辆直流充电装置及车辆。

背景技术

随着电动汽车产业化程度的逐步提高和充电基础设施建设的快速推进，充电接口的标准化受到了国内外汽车行业、电力行业、电工行业以及其它相关行业的极大关注，也受到国内外政府机构的重视。

电动汽车充电连接装置是指电动汽车充电时，连接电动汽车和供电设备的组件，除电缆外，还可能包括供电接口、车辆接口、缆上控制盒等部件。供电插座和供电插头组成了供电接口，车辆插头和车辆插座组成了充电接口，而充电接口、供电接口、电缆、缆上控制盒等部件组成了充电连接装置。在充电连接装置的所有组成部件中，供电接口和充电接口的标准化是最重要也最迫切需要解决的问题。

充电接口是电动汽车充电过程中连接电动汽车和供电设备的最重要的部件，电动汽车充电接口标准的统一对于促进电动汽车推广应用和充电基础设施的建设具有重要意义。在此情况下，中国、美国、日本和欧洲等国家和地区都纷纷开始研究电动汽车充电接口相关技术，并努力促进充电接口标准在各自国家和地区乃至全世界的统一。

到目前为止，国际上的充电接口方案由原来的五花八门逐渐向国际统一的趋势发展，但是由于各国电力基础设施、标准化进程等存在很多差异，充电接口国际标准的协调和统一存在着诸多困难，需要付出较大的成本才能够实现充电接口的统一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是充电标准不同导致充电接口不兼容的问题。为了解决上述问题本发明提出了一种车辆直流充电装置及车辆，本发明具体是以如下技术方案实现的：

本发明的第一个方面提出了一种车辆直流充电装置，所述装置包括多个充电电路、预充电路、主正继电器、主负继电器和电池；

所述电池正极连接主正继电器，所述主正继电器连接充电电路，所述充电电路连接主负继电器，所述主负继电器连接电池负极；

所述多个充电电路相互并联，所述多个充电电路均与主正继电器及主负继电器连接；

所述每一个充电电路包括直流充电接口和快充继电器；

所述每一个充电电路具有的直流充电接口为不同充电标准的直流充电接口。

进一步地，若车辆直流充电装置匹配三种直流充电标准，则：

所述充电电路包括第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路，所述第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路并联，所述第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路均与主正继电器及主负继电器连接；

所述第一充电电路包括第一直流充电接口和第一快充继电器，所述第二充电电路包括第二直流充电接口和第二快充继电器，所述第三充电电路包括第三直流充电接口和第三快充继电器；

所述第一直流充电接口、第二直流充电接口和第三直流充电接口为不同充电标准的直流充电接口。

进一步地，将直流充电接口与外部连接装置匹配，当其中一个直流充电接口和外部连接装置匹配成功时，直流充电接口所在的充电电路上的快充继电器闭合，其他充电电路上的快充继电器断开。

进一步地，所述车辆直流充电装置还包括电池管理装置，所述电池管理装置用于在车辆充电时，识别与外部充电连接装置匹配的直流充电接口，判断当前匹配成功的直流充电接口对应的直流充电模式，并根据对应的直流充电模式，对电池的状态进行监视。

进一步地，所述车辆直流充电装置还包括充电接口堵头，所述充电接口堵头用于当与外部连接装置匹配的直流充电接口进行充电时，将不匹配的直流充电接口封闭。

进一步地，所述充电接口堵头和对应的充电接口可以形成完整的电磁屏蔽层，并在和对应的直流充电接口插接后，和直流充电接口之间高压互锁。

进一步地，所述预充电路与主正继电器并联，所述预充电路包括预充电阻和预充继电器，所述预充电阻和预充继电器连接。

进一步地，所述车辆直流充电装置还具有手动维修开关，所述手动维修开关设置在电池上，所述手动维修开关用于机械断开高压连接。

进一步地，所述车辆直流充电装置还包括发电机控制器和发电机，所述发电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述发电机控制器与发电机串联。所述发电机是汽车的主要电源，用于在发动机正常运转时，向除过起动机外的所有用电设备供电，同时向蓄电池充电，可以增加车辆的续航能力。所述发电机可以为ISG(启动机发电机一体化装置)。

进一步地，所述车辆直流充电装置还包括电机控制器和电机，所述电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述电机与电机控制器串联。所述电机用于将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。

具体地，在车辆充电时，外部连接装置可以与其中之一的直流充电接口匹配连接。当其中一路充电电路上的直流充电接口与外部连接装置匹配连接后，这条充电电路上的快充继电器闭合，其余两路上的快充继电器断开，其余两路上的直流充电接口用充电接口堵头封闭。所述电池管理系统识别到匹配成功的直流充电接口，采用相应的直流充电标准进行充电，实时监控电池的状态。

本发明的第二个方面提出了一种车辆，所述车辆包括上述所述的一种车辆直流充电装置。所述车辆直流充电装置具有多种直流充电接口。在车辆需要充电时，可以选择和外部的充电连接装置相匹配的直流充电接口来给车辆充电，并闭合该直流充电接口所在的充电电路上的快充继电器。所述电池管理系统能够识别充电模式，识别到此时匹配成功的直流充电接口，根据所述直流充电接口的充电标准对电池进行充电。其余的直流充电接口则通过充电接口堵头封闭，与外界隔离。

采用上述技术方案，本发明所述的一种车辆直流充电装置及车辆，具有如下有益效果：

1)本发明所述的一种车辆直流充电装置，具有多个直流充电接口，每个直流充电接口设置在不同的充电电路上，所述多路充电电路并联，当车辆充电时，有且只有一路充电电路连通，所述直流充电接口是不同标准的直流充电接口，可以适应不同标准的外部连接装置和充电桩，使得车辆在充电时受到的限制较小，提升了电动汽车的适用性；

2)本发明所述的一种车辆直流充电装置，具有能够识别当前匹配的直流充电接口的电池管理系统，所述电池管理系统能够兼容三种直流充电标准，并且可以自动识别直流充电模式，保证电池系统有能力同时满足不同的直流充电标准；

3)本发明所述的一种车辆直流充电装置，具有充电接口堵头，所述充电接口堵头用于在车辆充电时将不匹配的直流充电接口封闭，所述堵头和对应的充电接口可以形成完整的电磁屏蔽层并达到相应的防护等级。

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使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种车辆直流充电装置的电路示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆直流充电装置的充电接口堵头的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的在充电时的直流充电接口和充电接口堵头的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

实施例1：

本发明实施例中提供了一种车辆直流充电装置，如图1所示，所述装置包括：多个充电电路、预充电路、主正继电器、主负继电器和电池。

所述充电电路为三个，分别对应不同的充电标准，每个充电电路都包括直流充电接口和快充继电器。当存在更多充电标准时，所述充电电路也可以为三个以上充电电路。

所述直流充电接口包括第一直流充电接口、第二直流充电接口和第三直流充电接口。所述三个直流充电接口为不同标准下的直流充电接口。例如：所述第一直流充电接口为美国CCS充电接口，所述第二直流充电接口为日本CHAdeMo接口，所述第三直流充电接口为中国国标充电标准接口。

所述快充继电器包括第一快充继电器、第二快充继电器和第三快充继电器。

所述第一快充继电器连接第一直流充电口，所述第一快充继电器和第一直流充电口组成第一充电电路。所述第二快充继电器连接第二直流充电口，所述第二快充继电器和第二直流充电口组成第二充电电路。所述第三快充继电器连接第三直流充电口，所述第三快充继电器和第三直流充电口组成第三充电电路。所述第一充电电路、第二充电电路和第三充电电路与电池并联，均与主正继电器及主负继电器连接。每一路充电电路上均设有保险丝。

在充电时，将直流充电接口与外部连接装置匹配，当其中一个直流充电接口和外部连接装置匹配成功时，直流充电接口所在的充电电路上的快充继电器闭合，其他充电电路上的快充继电器断开。

所述预充电路与主正继电器并联，连接在主正继电器的两端。所述预充电路包括预充电阻和预充继电器，所述预充电阻和预充继电器连接。所述主正继电器还连接电池的正极，所述电池的负极连接主负继电器。

所述车辆直流充电装置还具有手动维修开关，所述手动维修开关设置在电池上，所述手动维修开关用于在进行高压系统维修时，机械断开高压连接，保护维修人员安全，并在高压系统出现短路时，内置熔断器熔断，保护高压系统安全。

所述车辆直流充电装置还包括充电接口堵头，如图2所示，所述充电接口堵头能够将电池系统与外部物理隔离，阻止异物进入电池系统。所述充电接口堵头具有特殊结构，可以和相应的接口形成完整的屏蔽层，实现电池系统和整车的电磁隔离，防止电磁干扰。所述充电接口堵头还能够形成完整的高压互锁回路。

所述车辆直流充电装置还包括控制模块，所述控制模块包括BMS、GCU、MCU和VCU，分别表示电池管理系统、发电机控制器、电机控制器和整车控制器。所述电池管理系统和电池连接，所述电池管理系统用于监视电池状态，获取电池的温度及电量等信息，判断电池的用电情况和充电情况并及时上报。所述电池管理系统还能够兼容三种直流充电标准，并且可以自动识别直流充电模式，比如国标充电等。因此在某一快充继电器闭合后，所述电池管理系统能够识别并判断出所述快充继电器对应的直流充电接口，并采取相应的充电模式进行充电。

所述直流充电装置还包括发电机、发电机控制器、电机和电机控制器。所述发电机控制器用于控制发电机，所述发电机是汽车的主要电源，用于在发动机正常运转时，向除过起动机外的所有用电设备供电，同时向蓄电池充电，可以增加车辆的续航能力。所述发电机也可以是ISG，即启动机发电机一体化装置。所述发电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述发电机控制器与发电机串联，所述发电机连接在发电机控制器的两端。所述发电机控制器与主正继电器之间设有保险丝。

所述电机控制器用于控制电机，所述电机用于将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。所述电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述电机控制器与电机串联。所述整车控制器连接电池管理系统、发电机控制器以及电机控制器等，所述整车控制器能够获得电池管理系统等反馈的信息，对整车的工作进行控制。

所述整车控制器还能够通过采集油门踏板、挡位、刹车踏板等信号来判断驾驶员的驾驶意图，通过监测车辆状态(车速、温度等)信息，经过判断处理后，向动力系统、动力电池系统发送车辆的运行状态控制指令，同时控制车载附件电力系统的工作模式。所述整车控制器还具有整车系统故障诊断保护与存储功能。

所述车辆直流充电装置可以与车辆外部装置建立连接进行充电，所述车辆外部装置包括充电桩和充电连接装置。所述充电桩用于输出电流给车辆电池充电，所述充电连接装置用于在充电桩和车辆之间建立并确认连接。

具体地，如图3所示，在车辆充电时，当其中一路充电电路上的直流充电接口与外部连接装置连接后，这条充电电路上的快充继电器闭合，其余两路上的快充继电器断开，其余两路上的直流充电接口用充电接口堵头封闭，开始进行充电操作。

例如，当充电桩和充电连接装置为供给具有中国国标充电标准接口的车来充电的，应该采用中国国标充电标准接口来给车辆充电。美国CCS充电接口和日本CHAdeMo接口或者其余充电接口都用充电接口堵头封闭。所述中国国标充电标准接口所在的充电电路上的快充继电器闭合。

由于不同的充电标准在电流、电压等参数上有差异，因此需要电池管理系统对当前所用的直流充电接口进行识别，比如说当前所用的是中国国标充电标准接口进行充电，所述电池管理系统识别出当前匹配的直流充电接口为中国国标充电标准接口时，按照中国国标充电标准的充电模式对电池直接进行充电，同时对电池的状态进行监控。

当需要使用具有美国CCS充电接口的充电桩和充电连接设备进行充电时，用充电接口堵头封闭中国国标充电标准接口和日本CHAdeMo接口或者其余充电接口。所述美国CCS充电接口所在的充电电路上的快充继电器闭合。电池管理系统识别到当前匹配直流充电接口为美国CCS充电接口，按照美国CCS充电接口的充电模式对电池直接进行充电，同时对电池的状态进行监控。

所述充电接口堵头具备一个特殊结构，使得充电接口堵头和对应的直流充电接口可以形成完整的电磁屏蔽层，防止电磁辐射。所述充电接口堵头和堵头对应的直流充电接口插接后都可以达到电池系统的防护等级要求，比如IP67，可以防护灰尘吸入，整体防止接触并防护灰尘渗透，以及防护短暂浸泡。所述充电接口堵头和对应的直流充电接口插接后都可以满足高压互锁的要求。

本发明实施例所述的一种直流充电装置。所述直流充电装置具有多种直流充电接口，在车辆需要充电时，可以选择和外部的充电连接装置相匹配的直流充电接口来给车辆充电，所述电池管理系统能够识别充电模式，并根据对应的充电模式对电池进行充电，因此获得了兼容性较高的直流充电装置，可以同时满足不同的直流充电标准，实现了电池系统的平台化和可扩展化。并采用充电接口堵头来隔离其他不匹配的直流充电接口和外界，防止电磁辐射并达到防护等级要求，避免对整车造成干扰。

实施例2：

本发明实施例中提供了一种车辆。具体地，所述车辆包括上述所述的一种车辆直流充电装置。所述车辆直流充电装置具有多种直流充电接口。在车辆需要充电时，可以选择和外部的充电连接装置相匹配的直流充电接口来给车辆充电，所述电池管理系统能够识别充电模式，并根据对应的充电模式对电池进行充电，因此获得了兼容性较高的直流充电装置，可以同时满足不同的直流充电标准，实现了电池系统的平台化和可扩展化。并采用充电接口堵头来隔离其他不匹配的直流充电接口和外界，防止电磁辐射并达到防护等级要求，避免对整车造成干扰。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述装置包括：多个充电电路、预充电路、主正继电器、主负继电器和电池；

所述多个充电电路相互并联，所述多个充电电路均与主正继电器及主负继电器连接，每一个充电电路包括直流充电接口和快充继电器；

2.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，若车辆直流充电装置匹配三种直流充电标准，则：

3.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，将直流充电接口与外部连接装置匹配，当其中一个直流充电接口和外部连接装置匹配成功时，直流充电接口所在的充电电路上的快充继电器闭合，其他充电电路上的快充继电器断开。

4.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述车辆直流充电装置还包括电池管理装置，所述电池管理装置用于在车辆充电时，识别与外部充电连接装置匹配的直流充电接口，判断当前匹配成功的直流充电接口对应的直流充电模式，并根据对应的直流充电模式，对电池的状态进行监视。

5.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述车辆直流充电装置还包括充电接口堵头，所述充电接口堵头用于当与外部连接装置匹配的直流充电接口进行充电时，将不匹配的直流充电接口封闭。

6.根据权利要求5所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述充电接口堵头和对应的充电接口可以形成完整的电磁屏蔽层，并在和对应的直流充电接口插接后，和直流充电接口之间高压互锁。

7.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述预充电路与主正继电器并联，所述预充电路包括预充电阻和预充继电器，所述预充电阻和预充继电器连接。

8.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述车辆直流充电装置还具有手动维修开关，所述手动维修开关设置在电池上，所述手动维修开关用于机械断开高压连接。

9.根据权利要求1所述的一种车辆直流充电装置，其特征在于，所述车辆直流充电装置还包括发电机控制器和发电机，所述发电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述发电机控制器与发电机串联；

所述车辆直流充电装置还包括电机控制器和电机，所述电机控制器的一端连接主正继电器，另一端连接主负继电器，所述电机与电机控制器串联。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1到9任意一项所述的一种车辆直流充电装置。