CN110871703A - 电动车辆的交流充电接口及其充放电方法 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于电动车辆的交流充电接口和充放电方法。其中，该交流充电接口，包括：电源端子(L1，L2，L3，N；L，N)，其从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；控制导引端子(CP)，被配置为在电动车辆与供电设备之间进行数据通信，其中，在将能量回馈给供电设备侧时，控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行数据通信。根据本公开的实施例，可以利用交流充电接口中包括的控制导引CP端子(线)来实现供电设备和电动车辆之间的SWCP模式，在二者之间进行串行双向数据通信和能量双向传输(V2G和G2V)。

Description

电动车辆的交流充电接口及其充放电方法

技术领域

本公开涉及电动车领域，具体涉及一种电动车辆的交流充电接口及其充放电方法。

背景技术

伴随着能源问题以及对环境保护的日益重视，采用电池作为动力并且以电机驱动的电动车辆逐渐得到了市场的认可。无论是插电式混合动力车辆(PHEV)还是纯电动车辆(BEV)，在电机利用电池存储的能量驱动电动车辆行驶时，电池会持续放电。当放电到一定程度时，需要对电池进行充电。通常，经由供电设备(例如，充电站或充电桩)将来自电网的电能提供给电动车辆，从而对电池进行充电，这种模式称为G2V(Grid to Vehicle)模式。在G2V模式下，在供电设备和电动车辆之间进行单向能量传输(从供电设备到电动车辆的电池)，同时，为对电动车辆的电池进行充电，还需要将供电设备的有关供电参数提供给电动车辆，目前是将供电设备的允许输出电流值提供给电动车辆，从而在供电设备和电动车辆之间进行单向数据传输。为了在供电设备和电动车辆之间进行能量以及控制信号的传输，通常采用充电接口经由电缆将电动车辆与供电设备相连接。

发明内容

本公开提出了一种电动车辆的交流充电接口及其充放电方法。

根据本公开的一方面，提供了一种用于电动车辆的交流充电接口，包括：电源端子L1，L2，L3，N(三相AC)或者L，N(单相AC)，其从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；控制导引端子CP，被配置为在电动车辆与供电设备之间进行数据通信，其中，在将能量回馈给供电设备侧时，控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行双向数据通信。

根据本公开的另一方面，还提供了一种用于电动车辆的充放电方法。该方法包括：通过交流充电接口包括的控制导引端子在电动车辆与供电设备之间进行数据通信；通过电动车辆的交流充电接口中包括的电源端子，从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；其中，在将能量回馈给供电设备侧时，将控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行双向数据通信。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1是根据本公开实施例的涉及电动车辆的G2V和V2G模式的应用场景的简化的架构图；

图2A-2B分别示出了交流充电供电接口和车辆接口的示意图；

图3示出了在电动车辆与供电设备进行连接时的充电连接界面的示意图；

图4示出了在一种充电模式下的控制导引电路的原理示意图；

图5示出了根据本公开实施例的在供电设备和电动车辆之间采用AC交流充电接口进行能量和数据传输的系统架构示意图；

图6示出了根据本公开实施例的利用SWCP进行电动车辆工作模式的选择的示意性过程；

图7示出了根据本公开实施例的在智能充放电模式下电动车辆的工作模式的转换；

图8图示了根据本公开的实施例的在SWCP模式下电动车辆与供电设备通过CP线进行数据传输的示意性过程；

图9A-9B分别示出了一种通用的LIN总线拓扑以及LIN总线协议的报文帧结构；以及

图10示出了根据本公开实施例的一种用于电动车辆的充放电方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本公开保护的范围。

根据本公开的实施例，提出了在供电设备和电动车辆之间进行双向能量传输和数据传输。换句话说，不仅考虑到G2V模式，还考虑到V2G(Vehicle to Grid)模式。采用V2G模式可以将PHEV或BEV的车载电池可以作为分布式储能单元，当电动车辆不使用时，可以将车载电池的电能销售给电网的系统，从而可以实现能量的双向流动，提高能源的利用率。

图1示出了根据本公开实施例的涉及电动车辆的G2V和V2G模式的应用场景的简化的架构图。如图1所示，电动车辆(例如，PHEV/BEV)经由供电设备(例如，充电站或者充电桩，在图1中省略)接入电网，电网的电能可以来自于作为新能源的风力发电机、太阳能电池板等来源或者作为传统能源的火力发电站等来源。在G2V模式下，电动车辆从电网接收能量，从而为车载电池进行充电，而在V2G模式下，电动车辆将车载电池作为分布式储能单元向电网反馈能量。

通常，经由供电设备将电网所提供的一般为频率为50Hz或者60Hz的交流电(AC)提供给电动车辆。为与供电设备进行连接，电动车辆可以采用例如符合GB/T20234.2的交流充电接口(AC charging coupler)。图2A-2B分别示出了符合GB/T20234.2的交流充电供电接口和车辆接口的示意图。以图2A所示的交流充电供电接口为例，该交流充电接口包括以下端子以及功能定义如表1所示：

表1

应注意，尽管在本公开的实施例中，结合符合GB/T20234.2的交流充电接口对本公开的原理进行了说明。然而，本公开的原理不限于仅应用到符合GB/T20234.2的交流充电接口，而是可以应用于其他需要在电动车辆和供电设备之间进行双向通信的充电接口，无论其是否符合GB/T20234.2，也无论是属于交流还是直流充电接口。

图3示出了在电动车辆与供电设备进行连接时的充电连接界面的示意图。如图3所示，在充电连接过程中，首先接通保护接地端子，最后接通控制导引端子与充电连接确认端子。在脱开过程中，首先断开控制导引端子与充电连接确认端子，最后断开保护接地端子。

相应地，图4示出了在一种充电模式下的控制导引电路的原理示意图。具体地，如图4所示，车辆控制装置(例如，VCU，Vehicle Control Unit)通过测量检测点3与PE之间的电阻值来判断车辆插头与车辆插座是否完全连接。在未连接时，S3处于闭合状态，CC未连接，检测点3与PE之间的电阻值为无限大；在半连接时，S3处于断开状态，CC已连接，检测点3与PE之间的电阻值为Rc+R4；在全连接时，S3处于闭合状态，CC已连接，检测点3与PE之间的电阻值Rc。

此外，车辆控制装置通过测量检测点2的PWM信号占空比来确认当前供电设备的最大供电电流。

在G2V模式下，为了在对车载电池进行充电的过程中保证设备及人员的安全，同时避免充电时电池的不正常损耗，供电设备至少应提供对充电电流的监测功能，这是通过供电设备的控制导引(CP)功能来实现的。具体地，目前，交流充电采用基于PWM(脉冲宽度调制)的占空比映射的方式来检监测充电电流。例如，在对充电电流进行监测时，供电设备通过控制导引(CP)端子加载PWM信号的方式告知电动车辆允许的最大可用电流值，该值不应超过供电设备的额定电流、连接点额定电流和电网(电源)额定电流中的最小值，电动车辆通过对PWM信号占空比确认当前供电设备的最大供电电流。例如，以下表2示出了PWM占空比D与最大充电电流的映射关系：

PWM占空比D	最大充电电流I<sub>max</sub>/A
		D＝0％，连续的-12V	充电桩不可用
D＝5％	5％的占空比表示需要数字通信，且需在电能供应之前在充电桩和电动汽车间建立通信
		10％≤D≤85％	I<sub>max</sub>＝D×100×0.6
85％＜D≤90％	I<sub>max</sub>(D×100-64)×2.5且I<sub>max</sub>≤63
		90％＜D≤97％	预留
D＝100％，连续正电压	不允许

表2

从以上描述可知，当在G2 V模式下，通过CP端子(线)传输PWM信号来进行从供电设备到电动车辆的单向通信时，所提供的信息量非常有限，一般仅限于告知电动车辆的最大充电电流。

因此，如果电动车辆要工作在V2G模式，或者V2H(Vehicle to Home)，V2L(Vehicleto Load)模式下，一般需要供电设备与电动车辆的双向通信，并且需要在供电设备与电动车辆之间交换更多的信息，传输更多的数据。因此，仅仅基于PWM信号的占空比的映射来传输数据不能满足这样的需求。同时，为了保证交流充电接口的兼容性，符合行业标准，需要保持现有的交流充电接口的硬件架构。

为此，根据本公开的一方面，提出了一种用于电动车辆的交流充电接口，其与现有的交流充电接口在硬件架构上是一致的，区别主要在于，可以通过其中的控制导引CP端子(线)来实现供电设备和电动车辆之间的串行通信模式，从而可以在二者之间进行双向数据通信，而不是仅仅依赖于PWM信号的占空比来进行从供电设备到电动车辆的数据的单向传输。

根据本公开的一实施例，这种串行通信模式可以是采用单线进行串行通信的单线通信协议模式(Single Wire Communication Protocol，SWCP)。由于采用这种单线通信协议模式SWCP，可以在不改变现有交流充电接口的硬件架构的情况下，仅仅利用控制导引CP端子(线)来提供供电设备和电动车辆之间的串行通信。

图5示出了根据本公开实施例的在供电设备和电动车辆之间采用AC交流充电接口进行能量和数据传输的系统架构示意图。如图5所示，供电设备(图5中以充电站作为供电设备的示例)与电动车辆经由AC充电接口进行连接。尽管图5示出了充电站与车辆之间传输的能量属于单相交流电(即，未使用交流充电接口中的端子L2和L3)，但本公开不限于此，采用三相AC电压的方式也属于本公开的保护范围。

如图5所示，在电动车辆内部，可以采用CAN总线模式(例如，提供最高1Mbps数据率的高速CAN总线)，从而作为整车的各个节点，例如，车载充电机、电池管理系统(BMS)和车辆控制单元(VCU)等组件之间进行通信。实际上，作为汽车总线标准之中最流行的CAN总线，由于所有节点都担当主节点，不存在主从拓扑结构，也不分配具体地址，而是由消息携带标识符。在给定时间，多个节点可以同时向CAN总线发送数据，由消息标识符帮助确定消息的优先级，最高优先级的消息会使CAN总线进入显性状态(dominant state)，而所有其他节点会停止发送。由于CAN总线会进行填充错误、误码、校验和错误、误帧以及应答错误等多项错误检查，具有高可靠性，并且支持高达1Mbps的数据传输率，从而成为连接汽车关键功能ECU(例如车载充电机、电池管理系统(BMS)和车辆控制单元(VCU))默认选择。

在电动车辆侧，车载充电机(OBC,On Board Charger)与车载电池组之间存在直流能量的交换。具体而言，在对电池组进行充电时(G2V)，车载充电机将来自供电设备的AC电压进行AC/DC变换，从而提供给电池组，而在电动车辆不使用时，可以将电池组作为分布式储能单元，对来自电池组的能量进行DC/AC变换，从而将电池组存储的能量经由供电设备回馈给电网(V2G)或者其他负载(例如，V2H或V2L)，从而可以实现能量的双向流动，提高能量的利用效率。

另外，如图5所示，供电设备与电动车辆之间通过交流充电接口中的CP端子(线)进行数据通信。根据本公开的实施例，CP可以工作在SWCP模式下或者PWM模式下。其中，如果电动车辆仅仅需要工作在G2V模式下，则CP采用PWM模式是可行的，这种情形可以提供与常规的充电站或者充电桩的兼容性。当电动车辆需要工作在V2G、V2H或者V2L模式下，则CP可以采用SWCP的操作方式。当然在G2V模式下，CP也可以采用SWCP的操作方式。此时，相比于采用PWM占空比映射方式，同样能够实现供电设备对电动车辆的充电，并且可以在供电设备和电动车辆之间进行更多数据的传输，实现更多信息量的交换。为便于描述，下文中将CP采用SWCP的操作方式时电动车辆的充电放电模式称为智能充放电模式，而将CP采用PWM的操作方式时电动车辆的充电模式称为传统充电模式。

在智能充放电模式下，如上所述，在电动车辆工作在V2G模式下时，需要将车载电池的DC能量经由车载充电机进行DC/AC变换后，再经由供电设备回馈给电网。由于AC电压存在幅值、相位和频率等多个参数，在回馈给电网时，需要进行同步，也就是，在进行DC/AC变换后的AC电压的相位、频率与电网此时的AC电压的相位、频率一致，并且幅值尽可能接近时，将交流充电接口上的电源端子接通，从而可以将DC/AC变换后的AC电压/电流提供给供电设备侧。为此，需要在供电设备和电动车辆之间利用CP线经由SWCP模式传输更多数据参数，包括但不限于，例如，电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、电动车辆车载充电机输出的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、放电电流、电池容量(A.h)、可以放电的当前功率等。根据本公开的另一实施例，还可以在交流充电接口上的电源端子接通前，利用CP线经由SWCP模式传输电网侧和车辆侧的电压相位差、幅值差、频率差，以保证在来自电网侧和车辆侧之间的电压的相位、频率尽可能一致，幅值尽可能接近。另外，还可以利用CP线经由SWCP模式传输有关放电时间、所允许的最大放电电流等参数数据。

另外，在智能充放电模式下，如上所述，在电动车辆工作在G2V模式下时，相比于传统充电模式下，通过PWM占空比的映射来表示供电设备当前的最大供电电流这一个参数数据，SWCP方式可以在供电设备和电动车辆之间提供更多参数数据的传输。在G2V模式下，电动车辆的OBC工作在AC/DC模式下，由供电设备向其提供AC电压。此时，在供电设备和电动车辆之间，CP可以通过SWCP传输更多的参数数据，例如，包括但不限于，电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、充电电流、电池容量(A.h)等。另外，根据本公开的一实施例，还可以利用CP线经由SWCP模式传输有关充电时间、所允许的最大充电电流等参数数据。

此外，考虑到兼容性，根据本公开的实施例，在交流充电接口的配置中，还保留了CP采用PWM的占空比来指示供电设备所提供的最大充电电流的方式。也就是说，在本公开的实施例中，在电动车辆工作在G2V模式下时，也可以采用传统的充电模式，例如采用如表2所示的采用PWM占空比映射的方式来指示供电设备所提供的最大充电电流的方式。

图6示出了根据本公开实施例的利用SWCP进行电动车辆工作模式的选择的示意性过程。如图6所示，需要进行充电放电时，在步骤S610，等待充电插头的插入，并且进行SWCP模式初始化；接着，在步骤S620，当确认插头已连接，则进行SWCP握手。例如，可以检测SWCP握手信号，如果检测到握手信号，并且如步骤S630所示，握手成功，则供电设备和电动车辆进入智能充放电模式，如步骤S640所示，否则，电动车辆在传统的充电模式中工作，如步骤S650所示。

图7示出了根据本公开实施例的在智能充放电模式下，电动车辆的工作模式的转换。如图7所示，在步骤S710，当进入智能充放电模式后，在步骤S720，车辆控制装置(例如，VCU)判断是否需要对电池进行充电，也就是，是否进入G2V模式。当判断需进入G2V模式对车载电池进行充电时，VCU例如通过CAN总线向车载充电机OBC发出指令，以便使其工作在AC/DC模式，将来自供电设备的AC电压进行AC/DC变换，从而对电池进行充电，也就是如步骤S760所示，电动车辆从电网获取能量。此外，可以在车辆的充电控制界面上为用户提供选项，以便能够根据用户在该界面上输入的指令，如步骤S770所示，可以判断是否将电动车辆从G2V模式切换到V2G模式。当判断无需切换到V2G模式时，继续对车载电池进行充电，并且在步骤S780，根据电池的充电状态来判断是否完成充电，例如根据电池的SOC来确定是否完成充电。或者，也可以根据检测到的用户指令而在步骤S780来判断是否完成充电。类似地，如果在步骤S720判断进入V2G模式，车辆控制装置(例如，VCU)通过CAN总线向车载充电机OBC发出指令，以便使其工作在DC/AC模式，将车载电池的能量回馈给供电设备，从而对电池进行放电，如步骤S730所示。如上所述，可以在车辆的充电控制界面上为用户提供选项，以便能够根据用户在该界面上输入的指令，如步骤S740所示，将电动车辆从V2G模式切换到G2V模式。另外，当工作在V2G模式下时，可以根据设定的条件，例如，根据电池的放电深度，来确定放电是否完成，从而退出V2G模式，如步骤S750所示。根据本公开的实施例，在进入到V2G模式时，供电设备检测来自电网的AC电压的幅值、相位和频率等参数，并且可以经由SWCP将涉及这些参数的信息发送给电动车辆，相应地，电动车辆的VCU根据接收到的涉及这些参数的信息，控制车载充电机OBC进行DC/AC变换，并且调节要回馈给供电设备的AC电压的幅值、相位和频率，以便与电网侧的AC电压保持同步，并且将调节后的有关AC电压的幅值、相位和频率等参数的信息反馈给供电设备，供电设备判断电网侧与电动车辆要输出的AC电压的参数特征，在二者匹配的情况下，接通交流充电接口中的电源端子，使得能够将电动车辆输出的AC能量回馈给电网侧。

图8图示了根据本公开的实施例的在SWCP模式下，电动车辆与供电设备通过CP线进行数据传输的示意性过程。如图8所示，在电动车辆与供电设备进行SWCP通信时，在SWCP握手成功之后，可以选择工作模式为V2G或者G2V模式。在G2V模式下，可以将供电设备侧某些参数，例如可用的功率、输出的实际电流、电压、频率以及输出的最大电流等参数数据，通过CP提供给电动车辆；同时，也可以将电动车辆侧有关参数传输给供电设备，例如将电池当前的SOC(电荷状态)、充电电压、充电电流、温度等参数提供给供电设备侧。这相比与通过PWM占空比的方式仅仅单向提供供电设备所允许输出的最大电流而言，更多的参数可以在供电设备和电动车辆之间进行双向数据传输，便于实时监控供电设备和电动车辆上各个部分的工作状态，提高设备的可靠性和安全性，也便于对电动车辆的充电过程进行更精确的控制，提高电池的使用寿命。而且，由于采用SWCP这种双向串行通信方式，便于根据用户需求，增加或者改变要在供电设备和电动车辆之间传输的数据的种类和数量。另外，在工作模式为V2G时，供电设备可以通过CP线向车载控制装置请求期望的OBC输出的AC电压的幅值、相位和频率等信息，从而便于在供电设备的电压和OBC输出的电压之间进行同步，将OBC输出的能量回馈给电网。

根据本公开的实施例，单线通信协议SWCP模式可以采用LIN(Local InterconnectNetwork)总线模式。LIN总线是面向汽车低端分布式应用的低成本、低速率的串行通信总线，适用于对总线性能要求不太高的子总线系统。LIN总线一般采用单总线串行通讯，总线长度最大可达到40m，传输速率最高可达到20Kbps。采用LIN总线，可以实现具有成本效益的智能传感器和执行器的通信方式。实际上，LIN总线可以成为CAN总线的补充，其支持汽车网络远程以及非关键应用的低成本的串行通信协议。与CAN总线不同，LIN总线采用主从拓扑结构，这种结构一般包括一个主节点和多达16个从节点。所有通信均由主节点发起，并且所有节点都是由主节点进行时钟控制，因此只有主节点需要精密时钟，从节点无需晶体或谐振器，这也是LIN总线成本低于CAN总线的原因之一。另外，尽管LIN总线的数据率最高为例如20Kbps，但对于电动车辆与供电设备之间的数据通信是足够的。

以下以SWCP模式采用LIN总线模式为例，对本公开的实施例进行简要说明。图9A示出了一种通用的LIN总线拓扑，图9B示出了LIN总线协议的报文帧结构。根据本公开的实施例，例如，可以将供电设备作为主节点，而将电动车辆作为从节点。如图9B所示，LIN总线协议的一个报文帧由报文头和响应组成，一般情况下，报文头都是由主节点发送，而响应则是由主节点或者从节点发送。根据本公开的实施例，在采用LIN总线模式时，作为示例，可以由供电设备在CP线上发送一个报文头来初始化LIN总线上的数据通信。报文头包含一个空白场、一个同步场和一个标识符场，而由电动车辆发送响应，例如，其包括1到9个字节场(0～8个数据场和一个校验和场)。报文头中的空白场可使节点能够识别一个报文的开始，同步场可用来进行主从节点的时钟同步，标识符场用于定义报文的信息，从而定义数据的传输方向和响应中数据场的长度，并使得从节点根据标识符判断报文是否与自己相关，从而对报文做出反应，进行通信。根据本公开的实施例，例如，可以利用LIN总线传输有关电动车辆以及供电设备的相关参数，例如，如上所述，在G2V模式下，可以传输例如，电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、充电电流、电池容量(A.h)等参数数据，而在V2G模式下，可以传输例如电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、电动车辆车载充电机输出的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、放电电流、电池容量(A.h)、可以放电的当前功率等参数数据。

根据本公开的另一实施例，单线通信协议SWCP模式可以采用单线CAN总线模式。如已知的，常用的CAN总线分为高速CAN总线、低速容错CAN总线和单线CAN总线。它们在位传输时序、位仲裁、错误校验、帧结构(即，在数据链路层)等方面基本相同，它们的主要区别在于物理层，就传输介质来说，单线CAN总线只有一条导线，而低速容错CAN总线和高速CAN总线需要通过双绞线传输。为此，根据本公开的实施例，可以利用交流充电接口中的控制导引端子(线)作为单线CAN总线的传输端子(线)，从而在不改变交流充电接口的硬件架构的情况下，实现利用SWCP进行通信。具体地，根据本公开的实施例，例如，可以利用单线CAN总线传输有关电动车辆以及供电设备的相关参数。如上所述，在G2V模式下，可以传输例如，电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、充电电流、电池容量(A.h)等参数数据，而在V2G模式下，可以传输例如电动车辆充放电模式选择、供电设备侧可提供的功率容量、供电设备侧当前供电的AC电压的幅值、相位及频率、电动车辆车载充电机输出的AC电压的幅值、相位及频率、车载电池的状态，例如，电池的温度、电压、放电电流、电池容量(A.h)、可以放电的当前功率等参数数据。

根据本公开的一方面，提供了一种用于电动车辆的交流充电接口，包括：电源端子L1，L2，L3，N(三相AC)或者L，N(单相AC)，其从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；控制导引端子CP，被配置为在电动车辆与供电设备之间进行数据通信，其中，在将能量回馈给供电设备侧时，控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行双向数据通信。

根据本公开的一实施例，在交流充电接口中，串行通信模式为单线通信协议(SWCP)模式。

根据本公开的一实施例，其中，该单线通信协议模式为单线CAN总线模式或LIN总线通信模式。

根据本公开的一实施例，其中，在电动车辆的电池经由电源端子充电时，该控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式或脉冲宽度调制PWM模式。

根据本公开的一实施例，该交流充电接口，还包括：保护接地端子PE，连接供电设备的地线及电动车辆的地电位；以及连接确认端子CC，被配置为确定电动车辆与充电设备是否连接正常。

根据本公开的一实施例，该交流充电接口当工作在单线通信协议模式下时，控制导引端子被配置为在电动车辆和供电设备之间传输用于指示以下至少一项参数的数据：充放电模式选择；电池的状态；供电设备侧可提供的功率容量；供电设备侧当前供电的电压幅值、相位及频率；以及在电池放电时电动车辆输出的交流电压幅值、相位及频率。

根据本公开的一实施例，在交流充电接口被接入供电设备时，检测单线通信协议模式的握手信号，当检测到握手信号时，控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式下，否则，控制导引端子被配置为工作在PWM模式下。

根据本公开的一实施例，在交流充电接口被接入供电设备时，根据用户的指令，控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式或者工作在PWM模式下。

根据本公开的一方面，还提供了一种用于电动车辆的充放电方法。如图10所示，该方法包括：S1010，通过交流充电接口包括的控制导引端子在电动车辆与供电设备之间进行数据通信；S1020，通过电动车辆的交流充电接口中包括的电源端子，从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；其中，在将能量回馈给供电设备侧时，将控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行双向数据通信。

根据本公开的实施例，在该方法中，串行通信模式为单线通信协议(SWCP)模式。

根据本公开的实施例，在该方法中，该单线通信协议模式为单线CAN总线模式或LIN总线通信模式。

根据本公开的实施例，在该方法中，在电动车辆的电池经由电源端子充电时，将该控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式或脉冲宽度调制PWM模式。

根据本公开的实施例，在该方法中，当将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式下时，通过控制导引端子在电动车辆和供电设备之间传输用于指示以下至少一项参数的数据：充放电模式选择；电池的状态；供电设备侧可提供的功率容量；供电设备侧当前供电的电压幅值、相位及频率；以及在电池放电时电动车辆输出的交流电压幅值、相位及频率。

根据本公开的实施例，在该方法中，当将交流充电接口接入供电设备时，检测单线通信协议模式的握手信号，当检测到握手信号时，将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式下，否则，将控制导引端子配置为工作在PWM模式下。

根据本公开的实施例，在该方法中，当将交流充电接口接入供电设备时，根据用户的指令，将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式或者工作在PWM模式下。

根据本公开提出的交流充电接口以及相应的充放电方法，可以利用交流充电接口中包括的控制导引CP端子(线)来实现供电设备和电动车辆之间的SWCP模式，从而可以在二者之间进行串行双向数据通信和能量的双向传输(V2G和G2V)，相比于通过PWM占空比的方式来向电动车辆告知供电设备允许输出的最大电流的方式来实现单向能量传输(G2V)的情况，能够传输更多的数据量，从而不仅使得电动车辆能够在G2V模式下工作，而且使其能够在V2G模式下工作，即，在电动车辆不使用时，将其中的车载电池作为分布式储能单元，通过OBC工作在DC/AC模式下，将车载电池存储的能量反馈给电网，提高了能源的利用率。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开实施例公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种用于电动车辆的交流充电接口，包括：

电源端子(L1，L2，L3，N；L，N)，从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；

控制导引端子(CP)，被配置为在电动车辆与供电设备之间进行数据通信，其中，

在将能量回馈给供电设备侧时，控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行数据通信。

2.根据权利要求1所述的交流充电接口，其中，

串行通信模式为采用单线进行串行通信的单线通信协议(SWCP)模式。

3.根据权利要求2所述的交流充电接口，其中，该单线通信协议模式为CAN总线模式或LIN总线通信模式。

4.根据权利要求2所述的交流充电接口，其中，在电动车辆的电池经由电源端子充电时，该控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式或脉冲宽度调制PWM模式。

5.根据权利要求1-4任一项所述的交流充电接口，还包括：

保护接地端子(PE)，连接供电设备的地线及电动车辆的地电位；以及

连接确认端子(CC)，被配置为确定电动车辆与充电设备是否连接正常。

6.根据权利要求2-4任一项所述的交流充电接口，其中，当工作在单线通信协议模式下时，控制导引端子被配置为在电动车辆和供电设备之间传输用于指示以下至少一项参数的数据：

充放电模式选择；

电池的状态；

供电设备侧可提供的功率容量；

供电设备侧当前供电的电压幅值、相位及频率；以及

在电池放电时电动车辆输出的交流电压幅值、相位及频率。

7.根据权利要求4所述的交流充电接口，其中，

在交流充电接口被接入供电设备时，检测单线通信协议模式的握手信号，当检测到握手信号时，控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式下，否则，控制导引端子被配置为工作在PWM模式下。

8.根据权利要求4所述的交流充电接口，其中，

在交流充电接口被接入供电设备时，根据用户的指令，控制导引端子被配置为工作在单线通信协议模式或者工作在PWM模式下。

9.一种用于电动车辆的充放电方法，包括：

通过交流充电接口包括的控制导引端子(CP)在电动车辆与供电设备之间进行数据通信；以及

通过电动车辆的交流充电接口中包括的电源端子(L1，L2，L3，N；L，N)，从供电设备接收能量向电动车辆的电池充电以及将电动车辆的电池放电时产生的能量回馈给供电设备侧；其中，

在将能量回馈给供电设备侧时，将控制导引端子被配置为采用串行通信模式在电动车辆与供电设备之间进行双向数据通信。

10.根据权利要求9所述的充放电方法，其中，

串行通信模式为采用单线进行串行通信的单线通信协议(SWCP)模式。

11.根据权利要求10所述的充放电方法，其中，该单线通信协议模式为CAN总线模式或LIN总线通信模式。

12.根据权利要求10所述的充放电方法，其中，在电动车辆的电池经由电源端子充电时，将该控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式或脉冲宽度调制PWM模式。

13.根据权利要求10-12任一项所述的充放电方法，其中，

当将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式下时，通过控制导引端子在电动车辆和供电设备之间传输用于指示以下至少一项参数的数据：

充放电模式选择；

电池的状态；

供电设备侧可提供的功率容量；

供电设备侧当前供电的电压幅值、相位及频率；以及

在电池放电时电动车辆输出的交流电压幅值、相位及频率。

14.根据权利要求12所述的充放电方法，其中，

当将交流充电接口接入供电设备时，检测单线通信协议模式的握手信号，当检测到握手信号时，将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式下，否则，将控制导引端子配置为工作在PWM模式下。

15.根据权利要求12所述的充放电方法，其中，

当将交流充电接口接入供电设备时，根据用户的指令，将控制导引端子配置为工作在单线通信协议模式或者工作在PWM模式下。

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