CN111098730B - 一种防冲击的充电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防冲击的充电控制方法，充电桩在对电动汽车充电时，充电桩不会将与电动汽车需求电流值等值的输出电流直接输出给电动汽车，由于此时的该需求电流值通常非常大，于是由该充电桩将该电动汽车的需求电流值降半，再将把该降半处理后的输出电流提供给电动汽车，保证充电桩的输出电流不会给电动汽车(电池)造成较大冲击；充电桩会通过检测预设时刻的实际实时输出电流值、超出预设时刻之后的实际实时输出电流值来不断与该充电桩最近的实际控制输出电流做比较，以不断调整充电桩的实际控制输出电流，从而保证快速响应电动汽车的充电需求，避免因充电桩的实际输出能力而导致需求响应滞后。

Description

一种防冲击的充电控制方法
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种防冲击的充电控制方法。
背景技术
近年来，随着人民生活水平与日俱增，私家车的普及率越来越高。依靠电能驱动的电动汽车作为后期之秀，具有环保、安静、提速快和省钱等众多好处。电动汽车产业的飞速发展，不仅降低了不可再生能源的消耗，也改变了我们的出行方式。与此同时，带来的一个新问题是，传统汽车续航里程500km以上，一次加满油过程约5分钟。但是，电动汽车要达到续航里程400km以上，一次充满电的过程要到达2小时以上，时间成本浪费比较严重。为解决这一问题，现在充电桩的充电功率被设计的越来越大，随之充电电压和充电电流也越来越大，最大充电电流甚至可以达到250A。
在充电桩对电动汽车的充电过程中，主要以电动汽车为主导，即充电桩启动针对电动汽车的充电后，电动汽车的BMS(电池管理系统)会向充电桩发出包含充电电压和充电电流的充电需求，充电桩在收到充电需求后进行电能输出，实现给电动汽车的充电。该充电过程一般有三个阶段，第一阶段是恒流充电，第二阶段是恒压充电，第三阶段是浮充充电。其中，第一阶段尤为关键。在第一阶段，电动汽车首次发给充电桩的需求电流一般比较大，以300V的电池，要达到60kw的功率进行充电，需求电流高达200A；电动汽车将这种充电需求通过指令发给充电桩，要求充电桩进行300V，200A的电能输出。然而，在充电桩把300V，200A的电能输出给电动汽车过程中，可能导致充电桩输出给电动汽车的短时冲击电流过大，严重影响电动汽车内的电池安全和电池使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种防冲击的充电控制方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种防冲击的充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在充电桩内生成一个寄存器且赋予一个输出电流初始值到该寄存器内，将该输出电流初始值标记为该充电桩的最近实际控制输出电流；其中，所述充电桩的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_0；
步骤2，充电桩将其在预充完成后且等待接收电动汽车发送充电需求过程中的实际输出电流设置为零；
步骤3，充电桩在接收到电动汽车所发送的充电需求后，提取该充电需求中的需求电流；其中，所述充电需求包括需求电压值和需求电流值，所述需求电流值标记为INeed；
步骤4，充电桩获取其当前对该电动汽车的实际输出电流值；其中，当前的所述实际输出电流值标记为IOut_1；
步骤5，充电桩根据所述需求电流值和所述实际输出电流值控制对电动汽车的输出电流：
当所述需求电流值小于所述实际输出电流值时，充电桩降低当前输出给电动汽车的输出电流，且将充电桩的最近实际控制输出电流值调整为所述需求电流值，以调整后的该最近实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；否则，调整充电桩的实际控制输出电流，并将调整后的充电桩的实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；其中，充电桩更新后的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_new；该充电桩经调整后的实际控制输出电流标记为IOutControl_1；
步骤6，充电桩将当前向外的实际控制输出电流值调整为与所述更新后的最近实际控制输出电流等值；其中，该充电桩当前向外的实际控制输出电流值标记为IOutControl_2，IOutControl_2＝IOutControl_new；
步骤7，充电桩获取其在预设时刻的实际实时输出电流值，且对此时的该实际实时输出电流值与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流与该实际实时输出电流值之间的差值幅度小于预设阈值时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤8；否则，充电桩不做处理；其中，该步骤7中的该实际实时输出电流值标记为IOut_2；
步骤8，充电桩获取其超过所述预设时刻后的实际实时输出电流值，且对此时的该实际实时输出电流值与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流与该实际实时输出电流值之间的差值幅度小于所述预设阈值时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流；否则，转入步骤4；其中，该步骤8中的该实际实时输出电流值标记为IOut_3。
改进地，在所述防冲击的充电控制方法中，步骤5中的所述充电桩经调整后的实际控制输出电流IOutControl_1＝(IOut_1+INeed)/2。
再改进，在所述防冲击的充电控制方法中，步骤7中的所述差值幅度标记为dI，dI＝(IOutControl_new-IOut_2)/IOutControl_new，所述预设阈值标记为Th，所述更新后的最近实际控制输出电流经再次更新后的电流值标记为IOutControl_new1，IOutControl_new1＝(IOutControl_new+INeed)/2。
进一步地，步骤8中的所述差值幅度标记为DI，DI＝(IOutControl_new-IOut_2)/IOut_2，所述预设阈值标记为Th，所述更新后的最近实际控制输出电流经更新后的电流值标记为IOutControl_new2，IOutControl_new2＝INeed。
再改进地，所述防冲击的充电控制方法还包括充电桩对其内部充电模块做动态投入控制的过程。
进一步地，所述充电桩对其内部充电模块按照如下步骤a1～a3的方式做动态投入控制：
步骤a1，充电桩对其充电输出接口是否存在充电模块已投入运行做出检测判断：
当不存在充电模块投入运行时，充电桩分别闭合各充电模块与该充电输出接口之间的高压继电器，并控制各充电模块的电流输出；否则，转入步骤a2；
步骤a2，充电桩命令充电模块启动对外输出，且在充电模块的对外输出电压与所述充电输出接口正在充电的充电电压之间的差值小于预设差值阈值时，闭合充电模块与充电输出接口之间的高压继电器，转入步骤a3；否则，不做处理；
步骤a3，充电桩按照步骤1～步骤8调整向外的输出电流。
优选地，所述预设差值阈值为10V。
再进一步改进，在所述防冲击的充电控制方法中，所述需求电流值INeed≤250A。
改进地，在所述防冲击的充电控制方法中，步骤7中的所述预设时刻为第500ms。
再改进，所述防冲击的充电控制方还包括：在步骤1中充电桩预设最小控制输出电流，以及在步骤4与步骤3之间增加设置所述充电桩检测到所述需求电流值小于所述预设最小控制输出电流值时，该充电桩停止输出电流；否则，转入执行步骤4。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
首先，该发明采用了“电流分段抬升方法”，即该发明的充电桩在对电动汽车充电时，充电桩不会将与电动汽车需求电流值等值的输出电流直接输出给电动汽车，由于此时的该需求电流值通常非常大，于是由该充电桩将该电动汽车的需求电流值降半，再将把该降半处理后的输出电流提供给电动汽车，保证充电桩的输出电流不会给电动汽车(电池)造成较大冲击；
其次，充电桩在给电动汽车的充电过程中，其提供给电动汽车的初期输出电流增幅加大，从而保证电动汽车的需求可以快速满足；
而在后续的继续充电过程中，采用了“电流分段抬升超时控制”，即充电桩会通过检测预设时刻的实际实时输出电流值、超出预设时刻之后的实际实时输出电流值来不断与该充电桩最近的实际控制输出电流做比较，以不断调整充电桩的实际控制输出电流，从而保证快速响应电动汽车的充电需求，避免因充电桩的实际输出能力而导致需求响应滞后；
最后，该发明还采用了“充电模块投入控制方法”，即充电桩根据充电模块的对外输出电压与充电输出接口正在充电的充电电压之间的差值情况来控制充电桩内高压继电器的闭合动作，降低高压继电器闭合时由于压差引起的冲击；而针对无充电模块运行的情况则提前闭合高压继电器，避免因高压继电器闭合动作产生烧蚀，延长继电器寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中防冲击的充电控制方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1所示，本实施例提供一种防冲击的充电控制方法，包括如下步骤：
步骤1，在充电桩内生成一个寄存器且赋予一个输出电流初始值到该寄存器内，将该输出电流初始值标记为该充电桩的最近实际控制输出电流；其中，充电桩的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_0；
步骤2，充电桩将其在预充完成后且等待接收电动汽车发送充电需求过程中的实际输出电流设置为零；即，此时该充电桩由于没有收到外界电动汽车的充电需求，其不会向外输出电能；
步骤3，充电桩在接收到电动汽车所发送的充电需求后，提取该充电需求中的需求电流；其中，充电需求包括需求电压值和需求电流值，需求电流值标记为INeed；需要说明的是，在该实施例中，需求电流值INeed≤250A；
步骤4，充电桩获取其当前对该电动汽车的实际输出电流值；其中，当前的该实际输出电流值标记为IOut_1；
步骤5，充电桩根据需求电流值INeed和所述实际输出电流值IOut_1控制对电动汽车的输出电流：
当需求电流值INeed小于所述实际输出电流值IOut_1时，充电桩降低当前输出给电动汽车的输出电流，且将充电桩的最近实际控制输出电流值调整为所述需求电流值INeed，以调整后的该最近实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；否则，调整充电桩的实际控制输出电流，并将调整后的充电桩的实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；其中，充电桩更新后的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_new；该充电桩经调整后的实际控制输出电流标记为IOutControl_1；在该实施例中，IOutControl_1＝(IOut_1+INeed)/2；
步骤6，充电桩将当前向外的实际控制输出电流值调整为与所述更新后的最近实际控制输出电流等值；其中，该充电桩当前向外的实际控制输出电流值标记为IOutControl_2，IOutControl_2＝IOutControl_new；
步骤7，充电桩获取其在预设时刻500ms的实际实时输出电流值IOut_2，且对此时的该实际实时输出电流值IOut_2与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流IOutControl_new做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流IOutControl_new与该实际实时输出电流值IOut_2之间的差值幅度dI小于预设阈值Th时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤8；否则，充电桩不做处理；其中，在该步骤7中，dI＝(IOutControl_new-IOut_2)/IOutControl_new，预设阈值Th＝0.2，所述更新后的最近实际控制输出电流经再次更新后的电流值标记为IOutControl_new1，IOutControl_new1＝(IOutControl_new+INeed)/2；
步骤8，充电桩获取其超过所述预设时刻500ms后的实际实时输出电流值IOut_3，且对此时的该实际实时输出电流值IOut_3与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流IOutControl_new做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流IOutControl_new与该实际实时输出电流值IOut_3之间的差值幅度DI小于预设阈值Th(Th＝0.2)时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流；否则，转入步骤4；其中，在该步骤8中，DI＝(IOutControl_new-IOut_2)/IOut_2，所述更新后的最近实际控制输出电流经更新后的电流值标记为IOutControl_new2，IOutControl_new2＝INeed。
另外，为了降低充电桩内的高压继电器闭合动作所产生的冲击电流影响，该实施例中的防冲击的充电控制方法还包括充电桩对其内部充电模块做动态投入控制的过程。具体地，该充电桩对其内部充电模块按照如下步骤a1～a3的方式做动态投入控制：
步骤a1，充电桩对其充电输出接口是否存在充电模块已投入运行做出检测判断：
当不存在充电模块投入运行时，充电桩分别闭合各充电模块与该充电输出接口之间的高压继电器，并控制各充电模块的电流输出；否则，转入步骤a2；
步骤a2，充电桩命令充电模块启动对外输出，且在充电模块的对外输出电压与所述充电输出接口正在充电的充电电压之间的差值小于预设差值阈值10V时，闭合充电模块与充电输出接口之间的高压继电器，转入步骤a3；否则，不做处理；
步骤a3，充电桩按照步骤1～步骤8调整向外的输出电流。
当然，也可以由充电桩在步骤1中预先设置最小控制输出电流Imin，且在步骤4与步骤3之间，增加设置充电桩检测到需求电流值INeed小于所述预设最小控制输出电流值Imin时，该充电桩停止输出电流；否则，转入执行步骤4。例如，此处的该预先设置最小控制输出电流Imin可以为1A。
尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种防冲击的充电控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，在充电桩内生成一个寄存器且赋予一个输出电流初始值到该寄存器内，将该输出电流初始值标记为该充电桩的最近实际控制输出电流；其中，所述充电桩的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_0；
步骤2，充电桩将其在预充完成后且等待接收电动汽车发送充电需求过程中的实际输出电流设置为零；
步骤3，充电桩在接收到电动汽车所发送的充电需求后，提取该充电需求中的需求电流；其中，所述充电需求包括需求电压值和需求电流值，所述需求电流值标记为INeed；
步骤4，充电桩获取其当前对该电动汽车的实际输出电流值；其中，当前的所述实际输出电流值标记为IOut_1；
步骤5，充电桩根据所述需求电流值和所述实际输出电流值控制对电动汽车的输出电流：
当所述需求电流值小于所述实际输出电流值时，充电桩降低当前输出给电动汽车的输出电流，且将充电桩的最近实际控制输出电流值调整为所述需求电流值，以调整后的该最近实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；否则，调整充电桩的实际控制输出电流，并将调整后的充电桩的实际控制输出电流作为该充电桩更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤6；其中，充电桩更新后的最近实际控制输出电流标记为IOutControl_new；该充电桩经调整后的实际控制输出电流标记为IOutControl_1；IOutControl_1=(IOut_1+INeed)/2；
步骤6，充电桩将当前向外的实际控制输出电流值调整为与所述更新后的最近实际控制输出电流等值；其中，该充电桩当前向外的实际控制输出电流值标记为IOutControl_2，IOutControl_2=IOutControl_new；
步骤7，充电桩获取其在预设时刻的实际实时输出电流值，且对此时的该实际实时输出电流值与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流与该实际实时输出电流值与之间的差值幅度小于预设阈值时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流，转入步骤8；否则，充电桩不做处理；其中，该步骤7中的该实际实时输出电流值标记为IOut_2；差值幅度标记为dI，dI=(IOutControl_new- IOut_2)/ IOutControl_new，预设阈值标记为Th，更新后的最近实际控制输出电流经再次更新后的电流值标记为IOutControl_new1，IOutControl_new1=(IOutControl_new+ INeed)/ 2；
步骤8，充电桩获取其超过所述预设时刻后的实际实时输出电流值，且对此时的该实际实时输出电流值与步骤5中所述更新后的最近实际控制输出电流做判断处理：
当所述更新后的最近实际控制输出电流与该实际实时输出电流值之间的差值幅度小于所述预设阈值时，更新所述更新后的最近实际控制输出电流；否则，转入步骤4；其中，该步骤8中的该实际实时输出电流值标记为IOut_3，差值幅度标记为DI，DI=(IOutControl_new-IOut_3)/ IOutControl_new，预设阈值标记为Th，更新后的最近实际控制输出电流经更新后的电流值标记为IOutControl_new2，IOutControl_new2= INeed。
2.根据权利要求1所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，还包括充电桩对其内部充电模块做动态投入控制的过程。
3.根据权利要求2所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，所述充电桩对其内部充电模块按照如下步骤a1~ a3的方式做动态投入控制：
步骤a1，充电桩对其充电输出接口是否存在充电模块已投入运行做出检测判断：
当不存在充电模块投入运行时，充电桩分别闭合各充电模块与该充电输出接口之间的高压继电器，并控制各充电模块的电流输出；否则，转入步骤a2；
步骤a2，充电桩命令充电模块启动对外输出，且在充电模块的对外输出电压与所述充电输出接口正在充电的充电电压之间的差值小于预设差值阈值时，闭合充电模块与充电输出接口之间的高压继电器，转入步骤a3；否则，不做处理；
步骤a3，充电桩按照步骤1~步骤8调整向外的输出电流。
4.根据权利要求3所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，所述预设差值阈值为10V。
5.根据权利要求1所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，所述需求电流值INeed≤250A。
6.根据权利要求1所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，步骤7中的所述预设时刻为第500ms。
7.根据权利要求1所述的防冲击的充电控制方法，其特征在于，还包括：在步骤1中充电桩预设最小控制输出电流，以及在步骤4与步骤3之间增加设置所述充电桩检测到所述需求电流值小于所述预设最小控制输出电流值时，该充电桩停止输出电流；否则，转入执行步骤4。
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