CN112389215B - 充放电电路结构、充放电设备、充放电系统和充、放电方法 - Google Patents

充放电电路结构、充放电设备、充放电系统和充、放电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种充放电电路结构、充放电设备、系统和方法。其中，充放电电路结构应用于具有充放电口的充放电设备中，充放电口包括A+端、A‑端、DC+端、DC‑端和CAN通信端；充放电电路结构包括电池管理器、动力电池、启动电池和第一可控开关模块；启动电池的正端与第一可控模块的第一端、电池管理器的电源正端连接，启动电池的负端与电池管理器的电源负端、A‑端连接，第一可控模块的第二端与A+端连接，电池管理器的A+连接端与A+端连接，电池管理器的CAN通信端与充放电口的CAN通信端连接；所述动力电池的两端分别与所述DC+端、DC‑端连接。

Description

充放电电路结构、充放电设备、充放电系统和充、放电方法
技术领域
本发明涉及车辆的充放电技术领域，尤其涉及到一种充放电电路结构、充放电设备、充放电系统和充、放电方法。
背景技术
随着充放电技术领域的发展，充放电技术得到了不断的改进，以电动车领域为例，目前也慢慢地延伸出车辆对车辆进行充放电的技术。在目前的充放电系统中，为了实现车辆对车辆进行充电，需要引入一个用于转接的独立的直流充电机，直流充电机有明确的输入和输出连接要求，对用户使用要求高；同时，该直流充电机内含充电机控制器、24V蓄电池、小DC/DC模块、宽范围DC/DC功率模块及多个高压接触器和各配电铜排，集众多器件与一体，使得该直流充电机体积会较大，重量会较重，不便于携带，在利用充放电系统进行充放电的过程中，比较不便。
发明内容
本发明实施例提供了一种充放电电路结构、充放电设备、充放电系统和充、放电方法，可提高充放电的便利性。
本发明第一方面提供了一种充放电电路结构，所述充放电电路结构应用于具有充放电口的充放电设备中，所述充放电口包括A+端、A-端、DC+端、DC-端和控制器局域网络CAN通信端；所述充放电电路结构包括电池管理器、动力电池、启动电池、双向DC变换模块和第一可控开关模块；
所述启动电池的正端与所述第一可控开关模块的第一端、所述电池管理器的电源正端连接，所述启动电池的负端与所述电池管理器的电源负端、所述A-端连接，所述第一可控开关模块的第二端与所述A+端连接，所述电池管理器的A+连接端与所述A+端连接，所述电池管理器的CAN通信端与所述充放电口的CAN通信端连接，所述第一可控开关模块的第一端和第二端之间的通断由所述电池管理器控制；所述充放电电路结构还包括双向DC模块，所述双向DC变换模块的第一端和第二端分别与所述动力电池的正端和负端连接，所述双向DC变换模块的第三端和第四端分别与所述DC+端和DC-端连接。
进一步地，所述第一可控开关模块为继电器，所述继电器的第一端与所述启动电池的正端连接，所述继电器的第二端与所述A+端连接，所述继电器的线圈端与所述电池管理器连接。
进一步地，所述双向DC变换模块包括电感模块和桥臂变换器，其中，所述桥臂变换器的第一端和第二端分别与所述动力电池的正端、负端连接，所述电感模块的一端与所述桥臂变换器连接，所述电感模块的另一端与所述DC+端连接，所述DC-端与所述桥臂变换器的第二端连接。
进一步地，所述桥臂变换器包括多路桥臂，所述多路桥臂的第一端共接形成所述桥臂变换器的第一端，所述多路桥臂的第二端共接形成所述桥臂变换器的第二端，其中，每路桥臂包括两个功率开关单元，每路桥臂的两个功率开关单元的连接点分别各自与所述电感模块连接。
进一步地，所述电感模块包括电机绕组以及电感，所述电机绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，其中，所述桥臂变换器中每路桥臂的两个功率开关单元的连接点各自对应与所述电机绕组的相绕组的相端点连接，所述电机绕组的中性线与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述DC+端连接。
进一步地，所述充放电电路结构还包括第二可控开关模块，所述第二可控开关模块设置于所述双向DC变换模块与所述DC+端、DC-端的连接回路之间，所述第二可控开关模块的由所述电池管理器控制。
本发明第二方面提供了一种充放电设备，包括如前述第一方面所述的充放电电路结构。
本发明第三方面提供了一种充放电系统，所述充放电系统包括放电设备、充电设备和连接装置，所述放电设备和所述充电设备通过所述连接装置进行连接，其中，所述放电设备包括如前述的充放电电路结构。
本发明第四方面提供了一种放电方法，所述放电方法包括：
当放电设备的电池管理器接收到放电请求信息和连接装置已连接状态信号时，控制第一可控开关模块闭合，以唤醒充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器根据所述放电请求信息将握手报文发送至充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器发送的响应握手报文，所述响应握手报文为所述充电设备的电池管理器根据所述握手报文所反馈；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器发送的配置报文，所述配置报文包括所述充电设备当前对应的电池电压；
所述放电设备的电池管理器将包含所述充电设备当前对应的电池电压的电压控制信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块，以使所述放电设备的双向DC变换模块将所述放电设备的动力电池的电压调整为所述充电设备当前对应的电池电压；
所述放电设备的电池管理器将所述配置报文对应的响应配置报文发送至所述充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器在收到所述响应配置报文后所反馈的放电需求信息；
所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块，以使所述放电设备的双向DC变换模块根据所述放电需求信息对所述充电设备的动力电池进行放电控制。
进一步地，所述放电需求信息包括放电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息。
进一步地，所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块之后，所述放电方法还包括：
所述放电设备的电池管理器确定是否满足放电结束条件，其中，所述放电结束条件包括以下任意一个条件：所述放电设备的电池管理器接收到人机交互设备发送的结束放电请求信息；所述放电设备的电池管理器接收到所述充电设备的电池管理器发送的结束放电请求信息；所述放电设备的电池管理器检测到所述充电设备与所述放电设备断开连接；所述放电设备的电池管理器检测到所述放电设备的动力电池的电量达到预设放电截止阈值；
若所述放电设备的电池管理器确定满足所述放电结束条件，则向所述充电设备的电池管理器发送结束放电报文以结束放电。
进一步地，所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块之前，所述放电方法还包括：
所述放电设备的电池管理器对所述充电设备与放电设备形成的高压回路进行绝缘检测；
若所述放电设备的电池管理器确定无绝缘故障，则所述放电设备的电池管理器触发所述将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块的步骤。
本发明第五方面提供了一种充电方法，所述充电方法包括：
当充电设备与放电设备通过连接装置连接时，所述充电设备的电池管理器被放电设备所唤醒，并接收放电设备的电池管理器发送的国标直流充电报文；
所述充电设备的电池管理器根据所述国标直流充电报文向所述放电设备的电池管理器发送响应充电报文；
所述充电设备的电池管理器将所述充电需求信息发送至所述放电设备。
进一步地，所述充电需求信息包括充电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息。
本发明第六方面还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述的充或放电方法。
由以上技术方案可见，上述充放电电路结构包括了双向DC变换模块和第一可控开关模块，可以直接利用该充放电电路结构的电池管理器以及双向DC变换模块对动力电池的充电或放电进行控制，在包括放电设备和充电设备的充放电系统中，只需要简单的连接装置连接充、放电设备，就可以通过上述充放电电路结构实现充或放电，不需要引入一个用于转接的具有充放电功能的独立的直流充电机，减少了充放电过程中，充/放电设备之间的连接装置的体积，使得充、放电过程简单、便捷，提高充放电的便利性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1-图7是本发明第一实施例中充放电电路结构的实施例结构示意图；
图8是本发明第三实施例中充放电系统的一实施例结构示意图；
图9是本发明第四实施例中放电方法的一交互流程示意图；
图10是本发明第五实施例中充电方法的一交互流程示意图。
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作出创造性劳动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。
本发明技术方案提供了一种充放电电路结构、并提供了该充放电电路结构对应的充放电设备、充放电系统以及充、放电方法，下面分别结合各个实施例对本发明所提供的技术方案进行详细的描述：
第一实施例：
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种充放电电路结构100，所述充放电电路结构应用于具有充放电口10的充放电设备中，所述充放电口包括A+端、A-端、DC+端、DC-端和CAN通信端(CAN-H端和CAN-L端)；所述充放电电路结构包括电池管理器11、动力电池12、启动电池13、双向DC变换模块14和第一可控开关模块15；所述启动电池13的正端与所述第一可控开关模块15的第一端、所述电池管理器11的电源正端连接，所述启动电池13的负端与所述电池管理器11的电源负端、所述A-端连接，所述第一可控开关模块14的第二端与所述A+端连接，所述电池管理器11的A+连接端与所述A+端连接，所述电池管理器11的CAN通信端与所述充放电口10的CAN通信端连接，所述第一可控开关模块15的第一端和第二端之间的通断由所述电池管理器11控制；所述双向DC变换模块14的第一端和第二端分别与所述动力电池12的正端和负端连接，所述双向DC变换模块14的第三端和第四端分别与所述DC+端和DC-端连接。
其中，电池管理器11的A+连接端为该电池管理器11的唤醒端，当该充放电设备作为放电设备对充电设备进行放电时，该启动电池13用于为电池管理器11供电以提供工作电源，电池管理器11用于通过控制第一可控开关模块15，使得充放电口10的A+端为充电设备的电池管理器提供唤醒信号源，使得充电设备的电池管理器工作，最后通过控制双向DC变换模块14对放电进行控制，实现放电过程；当该充放电设备作为充电设备时，通过充放电口10的A+端，充电设备的电池管理器11可被放电设备唤醒，并通过控制双向DC变换模块14对充电进行控制，实现充电过程。
可见，在本发明的第一实施例中，上述充放电电路结构100包括了双向DC变换模块14和第一可控开关模块15，可以直接利用该充放电电路结构100的电池管理器11以及双向DC变换模块14对动力电池12的充电或放电进行控制，在包括放电设备和充电设备的充放电系统中，只需要简单的连接装置连接充、放电设备，就可以通过上述充放电电路结构实现充或放电，不需要引入一个用于转接的具有充放电功能的独立装置，减少了充放电过程中，充/放电设备之间的连接装置的体积，使得充、放电过程简单、便捷，提高充放电的便利性。
如图2所示，具体地，所述第一可控开关模块15采用继电器，继电器的第一端与启动电池13的正端连接，继电器的第二端与所述A+端连接，继电器的线圈端与电池管理器11连接，由电池管理器控制继电器的第一端和第二端的通断。
进一步地，如图3所示，所述双向DC变换模块14包括电感模块141和桥臂变换器142，其中，所述桥臂变换器142的第一端和第二端分别与所述动力电池12的正端、负端连接，电感模块141的一端与所述桥臂变换器142连接，所述电感模块141的另一端与所述DC+端连接，所述DC-端与所述桥臂变换器的第二端连接。电池管理器11用于向双向DC变换模块14发送相关控制信号，从而控制双向DC变换模块14工作。
进一步地，所述桥臂变换器142包括多路桥臂，所述多路桥臂的第一端共接形成所述桥臂变换器142的第一端，所述多路桥臂的第二端共接形成所述桥臂变换器142的第二端，其中，每路桥臂包括两个功率开关单元，每路桥臂的两个功率开关单元的连接点分别各自与所述电感模块连接。
在一些实施方式中，上述电感模块141包括电机绕组1411以及电感1412，电机绕组1411包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，其中，所述桥臂变换器142中每路桥臂的两个功率开关单元的连接点各自对应与所述电机绕组的相绕组的相端点连接，所述电机绕组的每相绕组的另一相端点共接与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述DC+端连接。
示例性的，如图4-图5所示，所述桥臂变换器142包括串联连接的第一功率开关单元与第二功率开关单元、串联连接的第三功率开关单元与第四功率开关单元，以及串联连接的第五功率开关单元与第六功率开关单元；
其中，所述第一功率开关单元、所述第三功率开关单元以及所述第五功率开关单元的第一端共接作为所述桥臂变换器142的第一端并与所述动力电池的正端连接；
所述第二功率开关单元、所述第四功率开关单元以及所述第六功率开关单元的第二端共接作为所述桥臂变换器142的第二端，并分别与所述动力电池12的负端连接以及DC-端连接；
所述第一功率开关单元的第二端与所述第二功率开关单元的第一端的连接点、所述第三功率开关单元的第二端与所述第四功率开关单元的连接点、所述第五功率开关单元的第二端与所述第六功率开关单元的连接点分别与电感模块14连接。
上述提出了一种具体的桥臂变换器142和电感模块141的实现方式，提高了方案的可实施性。需要说明的是，在实际应用中，以该充放电设备为电动车为例，可以采用电动车中的电驱动总成中的三相交流电机的电机绕组实现上述电机绕组1411，可以采用电动车中的电驱动总成中的电机控制器实现上述桥臂变换器142，也就说合理使用电动车辆的电驱动总成即可。可以理解，这样进一步节省了成本。另外需要说明的是，在实际应用中，也可以将电感模块作为单独的模块内置于电动车中，这里不做具体限定。
进一步地，如图6所示，充放电电路结构100还包括第二可控开关模块16，第二可控开关模块16设置于双向DC变换模块14与充放电口10的连接回路之间，也就是设置于所述双向DC变换模块14与充放电口的DC+端、DC-端的连接回路之间，所述第二可控开关模块的由所述电池管理器11控制。需要说明的是，设置第二可控开关模块16的目的在于提高充放电过程中的安全性，具体地，用于检测DC+端、DC-端形成的高压回路与充放电设备之间的绝缘阻值，绝缘阻值低于预设值，则认为存在高压安全隐患，需要通过电池管理器11控制第二可控开关模块断开或者不吸合，也就是断开双向DC变换模块与充放电口的连接回路之间，不允许充放电。若绝缘阻值高于预设值，则通过电池管理器控制第二可控开关模块关闭，也就是导通双向DC变换模块与充放电口的连接回路之间，允许充放电。
此处需要说明的是，如图7所示，上述功率开关单元可采用例如IGBT、MOS管等具备开关功能的功率管，这里不做具体限定，另外，为了使得上述充放电电路更稳定的工作，该充放电电路还设有电容C1、C2，以及保险丝F1以及F2，具体也不做限定。
第二实施例：
以上对本发明第一实施例所提供的充放电电路结构进行了详细的描述，除此之外，本发明实施例第二实施例还对应提供了一种包含有上述充放电电路的充放电设备，具体关于该充放电设备中的充放电电路结构，可参阅前述第一实施例，这里不再重复描述。
第三实施例：
如图8所示，本发明第三实施例还提供了一种充放电系统，所述充放电系统包括放电设备、充电设备和连接装置，所述放电设备和所述充电设备通过所述连接装置进行连接，其中，所述放电设备包括如前述第一实施例说描述的充放电电路结构，所述充电设备则无任何限制。示例性的，上述充、放电设备均为车辆；或放电设备为具有上述充放电电路结构的车辆，充电设备为其他直流充电设备，例如充电桩/台等，具体不做限定，当然，除了车辆外，上述充、放电设备也可以是其他设备，具体这里也不做具体限定。另外需要说明的是，由于放电设备或充电设备已经具备本发明第一实施例所提供的充放电电路结构，因此，上述连接装置无需增加任何控制器，只需包含与充放电设备的充放电口对应连接的相关电路即可，这样，通过连接装置可以使得充电设备与放电设备通信，示例性的，上述连接装置可以做成充电枪的形式，具体不做限定。
可以看出，上述充放电系统可分为两种情况，第一种情况是放电设备包括上述充放电电路结构，充电设备不具备上述充放电电路结构；第二种情况是放电设备和充电设备均具有上述充放电电路结构。
第四实施例：
当连接装置连接放电设备和充电设备后，根据不同的触发形式，会触发相应的放电流程或充电流程。本发明第四实施例提供了一种放电方法，如图9所示，该放电方法包括如下步骤：
S100：当放电设备的电池管理器接收到放电请求信息和连接装置已连接状态信号时，控制第一可控开关模块闭合，以唤醒充电设备的电池管理器。
以放电设备为车辆为例，当放电设备与充电设备通过连接装置完全连接后，放电设备的电池管理器会接收到连接装置已连接状态信号，该已连接状态信号用于指示放电设备与充电设备已经通过连接装置连接。对应的，用户可以通过放电设备上的人机交互设备触发上述放电请求信息。
需要说明的是，当放电设备为放电车辆时，上述人机交互设备具体可以是指放电车辆上的相关中控装置(例如通过车辆仪表)或与放电车辆建立通信的移动终端等，这里不做限定。
当放电设备的电池管理器接收到放电请求信息和连接装置已连接状态信号时，放电设备进入放电流程，放电设备的电池管理器控制第一可控开关模块闭合，当第一可控开关模块闭合后，放电设备的充放电口的A+端带电，由于充电设备与放电设备通过连接装置连接，使得充电设备的电池管理器被唤醒，从而放电设备的电池管理器通过CAN通信端可以与充电设备的电池管理器建立握手连接。
S101：放电设备的电池管理器根据放电请求信息将握手报文发送至充电设备的电池管理器。
S102：放电设备的电池管理器接收充电设备的电池管理器发送的响应握手报文，响应握手报文为充电设备的电池管理器根据握手报文所反馈。
S103：放电设备的电池管理器接收充电设备的电池管理器发送的配置报文，配置报文包括充电设备当前对应的电池电压。
S104：放电设备的电池管理器将包含充电设备当前对应的电池电压的电压控制信息发送至放电设备的双向DC变换模块，以使放电设备的双向DC变换模块将放电设备的动力电池的电压调整为所述充电设备当前对应的电池电压。
S105：放电设备的电池管理器将配置报文对应的响应配置报文发送至充电设备的电池管理器。
在步骤S101-S105中，放电设备的电池管理器进行放电流程时，需向充电设备的电池管理器发送握手报文以建立握手连接，充电设备的电池管理器将包括充电设备当前对应的电池电压的配置报文发送至放电设备的电池管理器，此时放电设备的电池管理器会向充电设备的电池管理器反馈响应配置报文，将包含充电设备当前对应的电池电压的电压控制信息发送至放电设备的双向DC变换模块，以使放电设备的双向DC变换模块将放电设备的动力电池的电压调整为充电设备当前对应的电池电压，以便于后续放电。
S106：放电设备的电池管理器接收充电设备的电池管理器在收到响应配置报文后所反馈的放电需求信息。
S107：放电设备的电池管理器将放电需求信息发送至放电设备的双向DC变换模块，以使放电设备的双向DC变换模块根据放电需求信息对放电设备的动力电池进行放电控制。
在一些实施方式中，该放电需求信息包括放电模式需求信息，电压需求信息和电流需求信息，其中，放电模式需求信息用于指示放电设备进行放电时的放电模式，例如恒流放电模式或恒压放电模式等，用于指示放电设备的双向DC变换模块进行恒流放电控制或用于指示放电设备的双向DC变换模块进行恒压放电控制。上述电压需求信息和电流需求信息分别用于指示放电设备在进行恒流或恒压放电时的电压、电流需求。
对于放电设备的双向DC变换模块而言，放电设备的双向DC变换模块可根据电池管理器告知的充电设备的相关的电压需求信息、电流需求信息和放电模式需求信息进行放电控制。例如，当充电设备需求模式为“恒压充电”，则放电设备的双向DC变换模块根据电压需求信息和电流需求信息对放电设备的动力电池的输出电压和电流进行监控与调节，从而对放电设备的动力电池进行恒压放电控制；当充电设备需求模式为“恒流充电”，则放电设备的双向DC变换模块根据电压需求信息和电流需求信息对放电设备的动力电池进行监控与调节，从而对放电设备的动力电池进行恒流放电控制，也就是说放电设备的双向DC变换模块具备电压与电流调节能力。
进一步地，放电设备的电池管理器将放电需求信息发送至放电设备的双向DC变换模块之后，该放电方法还包括如下步骤：
S108：放电设备的电池管理器确定是否满足放电结束条件，其中，放电结束条件包括以下任意一个条件：放电设备的电池管理器接收到人机交互设备发送的结束放电请求信息；放电设备的电池管理器接收到充电设备的电池管理器发送的结束放电请求信息；放电设备的电池管理器检测到充电设备与放电设备断开连接；放电设备的电池管理器检测到放电设备的动力电池的电量达到预设放电截止阈值。
S109：若放电设备的电池管理器确定满足放电结束条件，则向充电设备的电池管理器发送结束放电报文以结束放电。
可以理解，对于步骤S108-S109，本发明实施例设置了几种结束放电的情况，可以控制放电过程，其中，预设放电截止阈值根据放电设备的动力电池的情况可以灵活配置，这里不做限定。
进一步地，放电设备的电池管理器将放电需求信息发送至放电设备的双向DC变换模块之前，该放电方法还包括如下步骤：对放电设备与充电设备形成的高压回路进行绝缘检测；若放电设备的电池管理器确定无绝缘故障，则放电设备的电池管理器触发将放电需求信息发送至放电设备的双向DC变换模块的步骤。需要说明的，上述绝缘检测在于提高放电过程中的安全性，具体地，用于检测放电设备的双向DC变换模块形成的高压回路与充电设备之间的绝缘阻值，当绝缘阻值低于预设值，则认为存在高压安全隐患，放电设备的电池管理器控制自身的第二可控开关模块断开，也就是断开放电设备的双向DC变换模块与充放电口的连接回路之间，不允许放电。若绝缘阻值高于预设值，则放电设备的电池管理器控制自身的第二可控开关模块关闭，也就是导通放电设备的双向DC变换模块与充放电口的连接回路，允许放电，可以有效地提高放电过程的安全性。
第五实施例：
需要说明的是，上述第四实施例对本发明中的放电方法进行了描述，下面通过第五实施例对本发明中的充电方法进行描述，请参阅图10，包括如下步骤：
S200：当充电设备与放电设备通过连接装置连接时，充电设备的电池管理器被放电设备所唤醒，并接收放电设备的电池管理器发送的国标直流充电报文。
充电设备与放电设备通过连接装置连接，第一可控开关模块处于断开状态，此时，充电设备接收到放电设备通过A+端提供的辅助电源后被唤醒并作为充电设备，通过连接装置与放电设备的国标直流充电报文交互进行触发充电流程，具体地，通过CAN通信端进行相关报文的交互。需要说明的是，以充电设备为电动车为例，示例性的，采用GB/T27930协议(电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议)实现充电设备与放电设备之间的通信。
S201：充电设备的电池管理器根据国标直流充电报文向放电设备的电池管理器发送响应充电报文。
S202：充电设备的电池管理器将充电需求信息发送至所述放电设备。
充电设备的电池管理器根据自身的动力电池的状态获取充电需求信息，并将充电需求信息发送至所述放电设备，这样，放电设备的电池管理器则会根据充电需求信息，通过自身的双向DC变换模块对充电进行控制。
在一些实施例中，所述充电需求信息包括充电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息，依据上述需求，放电设备则会根据上述充电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息进行充电控制。对于放电设备的双向DC变换模块而言，放电设备的双向DC变换模块的通过充电设备的电池管理器告知的充电模式需求、电压需求、电流需求等进行充电控制；当充电设备的充电需求模式为“恒压充电”，则放电设备的双向DC变换模块进行恒压充电控制；当充电设备的需求模式为“恒流充电”，同时在上述充电模式下，放电设备的双向DC变换模块根据电压需求和电流需求进行电压和电流的相关控制，也就是说放电设备的双向DC变换模块具备电压与电流调节能力。
值得注意得是，对于充放电设备而言，当同时被触发上述充电和放电流程时，本发明实施例可以设置充、放电优先级或者故障停止模式。具体本发明实施例不做限定。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被电池管理器执行时实现上述充、放电方法，具体这里不重复赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种充放电电路结构，其特征在于，所述充放电电路结构应用于具有充放电口的充放电设备中，所述充放电口包括A+端、A-端、DC+端、DC-端和控制器局域网络CAN通信端，所述充放电电路结构包括电池管理器、动力电池、启动电池、双向DC变换模块和第一可控开关模块；
所述启动电池的正端与所述第一可控开关模块的第一端、所述电池管理器的电源正端连接，所述启动电池的负端与所述电池管理器的电源负端、所述A-端连接，所述第一可控开关模块的第二端与所述A+端连接，所述电池管理器的A+连接端与所述A+端连接，所述电池管理器的CAN通信端与所述充放电口的CAN通信端连接，所述第一可控开关模块的第一端和第二端之间的通断由所述电池管理器控制；
所述双向DC变换模块的第一端和第二端分别与所述动力电池的正端和负端连接，所述双向DC变换模块的第三端和第四端分别与所述DC+端和DC-端连接；
当所述充放电设备作为放电设备对充电设备进行放电时，所述电池管理器控制所述第一可控开关模块，使得所述A+端为所述充电设备的电池管理器提供唤醒信号源，并控制所述双向DC变换模块的放电进行控制；
当所述充放电设备作为充电设备时，所述充放电设备被放电设备唤醒，并控制所述双向DC变换模块对充电进行控制。
2.如权利要求1所述的充放电电路结构，其特征在于，所述第一可控开关模块为继电器，所述继电器的第一端与所述启动电池的正端连接，所述继电器的第二端与所述A+端连接，所述继电器的线圈端与所述电池管理器连接。
3.如权利要求2所述的充放电电路结构，其特征在于，所述双向DC变换模块包括电感模块和桥臂变换器，其中，所述桥臂变换器的第一端和第二端分别与所述动力电池的正端、负端连接，所述电感模块的一端与所述桥臂变换器连接，所述电感模块的另一端与所述DC+端连接，所述DC-端与所述桥臂变换器的第二端连接。
4.如权利要求3所述的充放电电路结构，其特征在于，所述桥臂变换器包括多路桥臂，所述多路桥臂的第一端共接形成所述桥臂变换器的第一端，所述多路桥臂的第二端共接形成所述桥臂变换器的第二端，其中，每路桥臂包括两个功率开关单元，每路桥臂的两个功率开关单元的连接点分别各自与所述电感模块连接。
5.如权利要求4所述的充放电电路结构，其特征在于，所述电感模块包括电机绕组以及电感，所述电机绕组包括第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组，其中，所述桥臂变换器中每路桥臂的两个功率开关单元的连接点各自对应与所述电机绕组的相绕组的相端点连接，所述电机绕组的中性线与所述电感的一端连接，所述电感的另一端与所述DC+端连接。
6.如权利要求1-5任一项所述的充放电电路结构，其特征在于，所述充放电电路结构还包括第二可控开关模块，所述第二可控开关模块设置于所述双向DC变换模块与所述DC+端、DC-端的连接回路之间，所述第二可控开关模块的由所述电池管理器控制。
7.一种充放电设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的充放电电路结构。
8.一种充放电系统，其特征在于，所述充放电系统包括放电设备、充电设备和连接装置，所述放电设备和所述充电设备通过所述连接装置进行连接，其中，所述放电设备包括如权利要求1-6任一项所述的充放电电路结构。
9.一种放电方法，其特征在于，所述放电方法包括：
当放电设备的电池管理器接收到放电请求信息和连接装置已连接状态信号时，控制第一可控开关模块闭合，以唤醒充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器根据所述放电请求信息将握手报文发送至充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器发送的响应握手报文，所述响应握手报文为所述充电设备的电池管理器根据所述握手报文所反馈；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器发送的配置报文，所述配置报文包括所述充电设备当前对应的电池电压；
所述放电设备的电池管理器将包含所述充电设备当前对应的电池电压的电压控制信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块，以使所述放电设备的双向DC变换模块将所述放电设备的动力电池的电压调整为所述充电设备当前对应的电池电压；
所述放电设备的电池管理器将所述配置报文对应的响应配置报文发送至所述充电设备的电池管理器；
所述放电设备的电池管理器接收所述充电设备的电池管理器在收到所述响应配置报文后所反馈的放电需求信息；
所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块，以使所述放电设备的双向DC变换模块根据所述放电需求信息对所述放电设备的动力电池进行放电控制。
10.如权利要求9所述的放电方法，其特征在于，所述放电需求信息包括放电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息。
11.如权利要求9或10所述的放电方法，其特征在于，所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块之后，所述放电方法还包括：
所述放电设备的电池管理器确定是否满足放电结束条件，其中，所述放电结束条件包括以下任意一个条件：所述放电设备的电池管理器接收到人机交互设备发送的结束放电请求信息；所述放电设备的电池管理器接收到所述充电设备的电池管理器发送的结束放电请求信息；所述放电设备的电池管理器检测到所述充电设备与所述放电设备断开连接；所述放电设备的电池管理器检测到所述放电设备的动力电池的电量达到预设放电截止阈值；
若所述放电设备的电池管理器确定满足所述放电结束条件，则向所述充电设备的电池管理器发送结束放电报文以结束放电。
12.如权利要求9或10所述的放电方法，其特征在于，所述放电设备的电池管理器将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块之前，所述放电方法还包括：
所述放电设备的电池管理器对所述充电设备与放电设备形成的高压回路进行绝缘检测；
若所述放电设备的电池管理器确定无绝缘故障，则所述放电设备的电池管理器触发将所述放电需求信息发送至所述放电设备的双向DC变换模块的步骤。
13.一种充电方法，其特征在于，所述充电方法包括：
当充电设备与放电设备通过连接装置连接时，所述充电设备的电池管理器被放电设备所唤醒，并接收放电设备的电池管理器发送的国标直流充电报文；其中，所述充电设备接收到放电设备通过A+端提供的辅助电源后被唤醒并作为充电设备，通过所述连接装置与放电设备的国标直流充电报文交互进行触发充电流程；
所述充电设备的电池管理器根据所述国标直流充电报文向所述放电设备的电池管理器发送响应充电报文；
所述充电设备的电池管理器将充电需求信息发送至所述放电设备。
14.如权利要求13所述的充电方法，其特征在于，所述充电需求信息包括充电模式需求信息、电压需求信息和电流需求信息。
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