CN112677806A - 一种电动车充电系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动车充电系统及其控制方法，该电动车充电系统包括：充电设备和至少一个电池组件，充电设备包括控制模块和功率模块，电池组件包括电池管理系统和电池；电池管理系统用于采集电池的电池工作参数并输出，电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；控制模块用于获取电池管理系统发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块；功率模块与控制模块电连接，用于根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池充电。本发明实施例中，充电设备可以根据电池组件的实际充电需求输出相应的充电参数，实现智能安全充电，同时支持单包充电和多包充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。

Description

一种电动车充电系统及其控制方法

技术领域

本发明实施例涉及充电控制技术领域，尤其涉及一种电动车充电系统及其控制方法。

背景技术

随着科技的进步和社会的发展，电动车作为一种新能源绿色环保产品而受到人们的喜爱。电动车是一种以蓄电池为能源的交通工具，电池是电动车最重要的部件之一。

随着市场和用户群体对于充电安全性与充电时长要求的持续提升，现有的盲充方式已无法满足需求。盲充即与电池状态无关，充电器接入电源后直接输出充电，可能产生过压或过流等对电池的危害问题，存在安全隐患。此外，为了延长续航里程，电池的体积较大，充电不方便，且充电时长也随之增加。

发明内容

本发明实施例提供一种电动车充电系统及其控制方法，以解决现有技术充电存在安全隐患、充电不方便及充电时长较长的问题。

本发明实施例提供了一种电动车充电系统，该系统包括：充电设备和至少一个电池组件，所述充电设备包括控制模块和功率模块，所述电池组件包括电连接的电池管理系统和电池；

所述电池管理系统用于采集所述电池的电池工作参数并输出，所述电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；

所述控制模块用于获取所述电池管理系统发送的所述电池工作参数，并根据所述电池工作参数生成供电指令，再输出至所述功率模块；

所述功率模块与所述控制模块电连接，用于根据所述供电指令，生成相应的充电参数并给所述电池充电。

进一步地，所述电池管理系统还用于调取预存的所述电池的电池基本信息并输出；

所述控制模块还用于调取预存的所述充电设备的充电设备基本信息，在检测到所述充电设备基本信息与所述电池基本信息匹配时，判定与所述电池组件配对成功，再通过所述功率模块给所述电池组件供电；

其中，所述充电设备基本信息包括充电设备协议版本和充电设备辨识码，所述电池基本信息包括电池协议版本和电池辨识码。

进一步地，所述电池管理系统用于根据所述电池所处环境温度和/或所述电池的负载状态，确定所述电池工作参数。

进一步地，所述电池工作参数还包括剩余电量；

所述控制模块用于获取多个所述电池组件的剩余电量，并确定剩余电量最低的一个或多个目标电池组件，根据所述目标电池组件的剩余电量生成供电指令输出至所述功率模块；

所述功率模块用于根据所述供电指令，给所述目标电池组件供电。

进一步地，所述电池管理模块还用于输出所述电池的实时电流；

所述控制模块还用于在检测到所述电池的实时电流和所述实时电压与所述功率模块输出的所述充电参数不一致时，判定充电异常并切断与所述电池的充电路径。

进一步地，所述电池管理模块还用于输出所述电池的电池温度；

所述控制模块还用于在检测到所述电池温度超出第一温度阈值时，切断与所述电池的充电路径。

进一步地，所述充电设备还包括通讯模块；

所述功率模块与所述通讯模块电连接，所述功率模块还用于通过所述通讯模块输出所述充电参数至所述电池管理模块；

所述电池管理模块还用于检测到所述电池的实时电流和所述实时电压与所述功率模块输出的所述充电参数不一致时，判定充电异常并切断与所述充电设备的充电路径。

进一步地，所述控制模块还用于输出所述充电设备的充电设备温度至所述电池管理模块；

所述电池管理模块还用于检测到所述充电设备温度超过第二温度阈值时，切断与所述充电设备的充电路径。

进一步地，所述控制模块还用于判定所述充电设备的接入电源稳定时，再检测所述充电设备基本信息与所述电池基本信息是否匹配。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电动车充电系统的控制方法，所述电动车充电系统包括：充电设备和至少一个电池组件，所述充电设备包括控制模块和功率模块，所述电池组件包括电连接的电池管理系统和电池；

该控制方法包括：

所述电池管理系统采集所述电池的电池工作参数并输出，所述电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；

所述控制模块获取所述电池管理系统发送的所述电池工作参数，并根据所述电池工作参数生成供电指令，再输出至所述功率模块；

所述功率模块根据所述供电指令，生成相应的充电参数并给所述电池充电。

本发明实施例提供的电动车充电系统，包括充电设备和至少一个电池组件，充电设备包括控制模块和功率模块，电池组件包括电池管理系统和电池；电池管理系统采集电池的电池实时电压和电池需求电流等电池工作参数并输出；控制模块获取电池管理系统发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块；功率模块根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池充电。本发明实施例提供的电动车充电系统及其控制方法，充电设备可以根据电池组件的实际充电需求输出相应的充电参数，实现智能安全充电，同时支持单包充电和多包充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1是本发明实施例一提供的一种电动车充电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种电动车充电系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种电动车充电系统的结构示意图，本实施例的技术方案适用于安全智能充电的情况，该系统可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于电动车中。

如图1所示，本实施例提供的电动车充电系统包括：充电设备100和至少一个电池组件200，充电设备100包括控制模块110和功率模块120，电池组件200包括电连接的电池管理系统210和电池220；电池管理系统210用于采集电池220的电池工作参数并输出，电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；控制模块110用于获取电池管理系统210发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块120；功率模块120与控制模块110电连接，用于根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池220充电。

如图1所示，本实施例提供的电动车充电系统包括充电设备100和至少一个电池组件200，充电设备100可以只给单个电池组件100充电，也可以通过外部扩展线路等方式同时给多个电池组件200充电。现有技术为了延长续航里程，电池的体积需要做的较大，充电不方便，且充电时长也随之增加。本实施例将一个电池包拆分成多个，每个电池组件200的体积比较小，携带方便，可通过充电设备100针对性地同时给1个或多个电量低且体积小的电池组件200充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。

充电设备100包括控制模块110和功率模块120，电池组件200包括电池管理系统210和电池220，充电设备100和电池组件200可以分别通过控制110和电池管理模块210进行信息交互，从而实现智能安全充电。具体的，电池管理系统210采集电池220的电池实时电压和电池需求电流等电池工作参数，并将该电池工作参数输出至充电设备100的控制模块110，控制模块110获取该电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，发送给功率模块120。功率模块120根据供电指令，生成与电池工作参数相应的充电参数并给电池220充电。通过信息交互，充电设备100可以根据电池组件200的实际充电需求输出相应的充电参数，可避免过压、过流等对电池的危害问题，实现智能充电，以便电池组件200处于安全高效自由的充电环境，保证充电安全和稳定。

其中，控制110和电池管理模块210的通讯方式，不做限定，可根据需求选择，例如可以通过CAN通讯的方式进行信息交互。电池工作参数的确定方式不做限定，可根据实际情况设置，例如，由于电池220的电压和电流会受所处的环境温度以及电池使用寿命的影响，电池管理系统210可以根据电池220所处的环境温度和/或电池使用寿命等参数确定电池工作参数。

本发明实施例提供的电动车充电系统，包括充电设备和至少一个电池组件，充电设备包括控制模块和功率模块，电池组件包括电池管理系统和电池；电池管理系统采集电池的电池实时电压和电池需求电流等电池工作参数并输出；控制模块获取电池管理系统发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块；功率模块根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池充电。本发明实施例提供的电动车充电系统，充电设备可以根据电池组件的实际充电需求输出相应的充电参数，实现智能安全充电，同时支持单包充电和多包充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。

可选的，电池管理系统210还用于调取预存的电池220的电池基本信息并输出；控制模块110还用于调取预存的充电设备100的充电设备基本信息，在检测到充电设备基本信息与电池基本信息匹配时，判定与电池组件200配对成功，再通过功率模块120给电池组件200供电；其中，充电设备基本信息包括充电设备协议版本和充电设备辨识码，电池基本信息包括电池协议版本和电池辨识码。

参考图1，电池管理系统210中预存有电池220的电池基本信息，电池基本信息包括电池协议版本和电池辨识码，电池协议版本为电池220与外部设备通讯采用的版本，电池辨识码为电池220的型号，具体包括电池220的额定电压、额定电流和类型等信息。控制模块110中预存有充电设备100的充电设备基本信息，充电设备基本信息包括充电设备协议版本和充电设备辨识码，充电设备协议版本为充电设备100与外界设备通讯采用的版本，充电设备辨识码包括充电设备100可输出的电压和电流等信息。充电设备100获取电池管理系统210发送的电池基本信息，并检测电池基本信息与充电设备基本信息是否匹配。充电设备100检测到充电设备基本信息与电池基本信息匹配时，判定与电池组件200配对成功，然后再通过功率模块120给电池组件200供电；充电设备100检测到充电设备基本信息与电池基本信息不匹配时，判定与电池组件200配对失败，不给电池组件200供电。充电设备协议版本与电池协议版本匹配时，解析的数据信息一致，才能进行正常的信息交互。充电设备辨识码与电池辨识码匹配，即充电设备100的供电能力与电池组件200的充电需求匹配，可避免过压、过流等对电池的危害问题。判定充电设备100与电池组件200配对成功，即实现通讯方式匹配，以及供电能力与充电需求的匹配，才给电池组件200供电，实现智能安全高效充电。

电池管理系统210也可以获取控制模块110发送的充电设备基本信息，并在检测到充电设备基本信息与电池基本信息匹配时，判定与充电设备100配对成功，才允许充电设备100给电池220充电；电池管理系统210检测到充电设备基本信息与电池基本信息不匹配时，判定与充电设备100配对失败，不接受充电设备100的充电，有效实现智能交互充电。

可选的，电池管理系统210用于根据电池220所处环境温度和/或电池220的负载状态，确定电池工作参数。

参考图1，电池220的电压和电流会受所处环境温度影响，所处环境温度不同，需要的电压和电流不同。此外，电池需求电流也与电池220的负载状态相关，例如在充电设备100给电池220充电的同时，若电池220在给负载供电，充电设备100输出的充电电流为10A，由于负载会消耗部分电能，电池220实际得到的电流不足10A，因此若在给电池220充电时，电池220在给负载供电，电池管理系统210会在电池220无负载状态下对应的电池需求电流的基础上，根据负载的实际用电情况，适应性地提高电池需求电流，从而确定电池工作参数。电池管理系统210根据电池220所处环境温度和/或电池220的负载状态，即结合电池220的实际充电需求确定电池工作参数，并上报给充电设备100的控制模块110，充电设备100根据电池220的实际充电需求，输出相应的充电参数，以适配电池220的最佳充电状态，实现智能交互充电。

可选的，电池工作参数还包括剩余电量；控制模块110用于获取多个电池组件200的剩余电量，并确定剩余电量最低的一个或多个目标电池组件，根据目标电池组件的剩余电量生成供电指令输出至功率模块120；功率模块120用于根据供电指令，给目标电池组件供电。

参考图1，控制模块110在给多个组件200供电时，根据获取的多个电池组件200的剩余电量，确定多个电池组件200中剩余电量最低的一个或多个目标电池组件，并生成供电指令发送给功率模块120。功率模块120根据供电指令，优先给剩余电量最低的目标电池组件供电，在剩余电量低的目标电池组件的实时电量与其他电池组件200的剩余电量一致时，再给所有电池组件200一起供电。此种充电方式，即可满足不同电池组件的充电需求，同时可以简化充电设备的供电过程。其中，充电过程中电池组件200的电量可以通过充电设备100上的电量灯条显示。

可选的，电池管理模块210还用于输出电池220的实时电流；控制模块110还用于在检测到电池220的实时电流和实时电压与功率模块120输出的充电参数不一致时，判定充电异常并切断与电池220的充电路径。

参考图1，控制模块110获取电池管理模块210发送的电池220的实时电流和实时电压，在检测到电池220的实时电流和实时电压，与功率模块120输出的充电参数中的充电电流和充电电压不一致时，判定充电异常并切断充电路径。电池220的实时电流和实时电压，与功率模块120输出的充电参数不一致，原因可能是电池组件200故障、充电路径存在漏电风险或者信息检测异常等，在判定充电异常时及时切断充电路径，可保护充电回路，确保充电过程安全可靠。其中，控制模块110判定充电异常并切断充电路径的同时，可以通过充电设备100表面的故障指示灯进行指示，以提醒用户充电异常。

可选的，电池管理模块210还用于输出电池220的电池温度；控制模块110还用于在检测到电池温度超出第一温度阈值时，切断与电池220的充电路径。

参考图1，控制模块110通过电池管理模块210获取电池温度，检测到电池温度异常即电池温度超过第一温度阈值时，切断充电路径，防止过温对电池组件200的危害。在充电路径切断后，控制模块110在检测到电池温度恢复正常即电池温度低于第一温度阈值时，可导通充电路径，继续给电池220供电。其中，第一温度阈值不做限定，可根据电池组件200的型号设置。

可选的，充电设备100还包括通讯模块130；功率模块120与通讯模块130电连接，功率模块120还用于通过通讯模块130输出充电参数至电池管理模块210；电池管理模块210还用于检测到电池220的实时电流和实时电压与功率模块120输出的充电参数不一致时，判定充电异常并切断与充电设备100的充电路径。

参考图1，充电设备100还包括通讯模块130，充电设备100和电池组件200分别通过通讯模块130和电池管理系统210进行信息交互。功率模块120通过通讯模块130输出充电参数至电池管理模块210。电池管理模块210在检测到功率模块120输出的充电参数中的充电电流和充电电压，与电池220自身的实时电流和实时电压不一致时，判定充电异常并切断充电路径。电池220的实时电流和实时电压，与功率模块120输出的充电参数不一致，原因可能是充电设备100故障、充电路径存在漏电风险等，在判定充电异常时及时切断充电路径，可保护充电回路，延长电池组件200的使用寿命，确保充电过程安全可靠。

可选的，控制模块110还用于输出充电设备100的充电设备温度至电池管理模块210；电池管理模块210还用于检测到充电设备温度超过第二温度阈值时，切断与充电设备100的充电路径。

参考图1，电池管理模块210通过控制模块110获取充电设备温度，检测到充电设备温度异常即充电设备温度超过第二温度阈值时，切断充电路径，防止充电设备100过温。在充电路径切断后，电池管理模块210在检测到充电设备温度恢复正常即充电设备温度低于第二温度阈值时，可导通充电路径，继续充电。其中，第二温度阈值不做限定，可根据实际情况设置。

可选的，控制模块110还用于判定充电设备100的接入电源稳定时，再检测充电设备基本信息与电池基本信息是否匹配。

参考图1，充电设备100的稳定可靠连接，是充电设备100与电池组件200进行信息交互的基础。在充电前，控制模块110先检测充电设备100的接入电源是否稳定，在确认充电设备100稳定可靠连接后，再调取预存的充电设备基本信息，并检测充电设备基本信息与电池基本信息是否匹配。其中，控制模块110可以通过检测开关信号或分压信号等电压信号的方式，判断充电设备100是否稳定可靠连接。

本发明实施例提供的电动车充电系统，可以根据电池组件的实际充电需求输出相应的充电参数，实现智能安全充电，同时支持单包充电和多包充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。此外，确认充电设备的稳定可靠连接，可确保充电设备与电池组件的正常通讯。进一步，充电设备与电池组件的通讯方式匹配，以及供电能力与充电需求的匹配后，再进行充电，可实现智能安全高效充电。在整个充电过程中，判定充电异常时及时切断充电路径，可保护充电回路，确保充电过程安全可靠。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种电动车充电系统的控制方法的流程图，本实施例的技术方案适用于安全智能充电的情况。该方法可以由本发明任意实施例提供的电动车充电系统来执行，该系统可以由软件和/或硬件的方式来实现，并可集成于电动车中。

本实施例提供的电动车充电系统，包括充电设备和至少一个电池组件，充电设备包括控制模块和功率模块，电池组件包括电连接的电池管理系统和电池，该电动车充电系统的控制方法包括：

S210、电池管理系统采集电池的电池工作参数并输出，电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；

S220、控制模块获取电池管理系统发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块；

S230、功率模块根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池充电。

本发明实施例提供的电动车充电系统的控制方法，通过电池管理系统采集电池的电池实时电压和电池需求电流等电池工作参数并输出；控制模块获取电池管理系统发送的电池工作参数，并根据电池工作参数生成供电指令，再输出至功率模块；功率模块根据供电指令，生成相应的充电参数并给电池充电。充电设备可以根据电池组件的实际充电需求输出相应的充电参数，实现智能安全充电，同时支持单包充电和多包充电，可以缩短充电时长，实现便携充电。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互组合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动车充电系统，其特征在于，包括：充电设备和至少一个电池组件，所述充电设备包括控制模块和功率模块，所述电池组件包括电连接的电池管理系统和电池；

所述电池管理系统用于采集所述电池的电池工作参数并输出，所述电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；

所述控制模块用于获取所述电池管理系统发送的所述电池工作参数，并根据所述电池工作参数生成供电指令，再输出至所述功率模块；

所述功率模块与所述控制模块电连接，用于根据所述供电指令，生成相应的充电参数并给所述电池充电。

2.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，

所述电池管理系统还用于调取预存的所述电池的电池基本信息并输出；

所述控制模块还用于调取预存的所述充电设备的充电设备基本信息，在检测到所述充电设备基本信息与所述电池基本信息匹配时，判定与所述电池组件配对成功，再通过所述功率模块给所述电池组件供电；

其中，所述充电设备基本信息包括充电设备协议版本和充电设备辨识码，所述电池基本信息包括电池协议版本和电池辨识码。

3.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，所述电池管理系统用于根据所述电池所处环境温度和/或所述电池的负载状态，确定所述电池工作参数。

4.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，所述电池工作参数还包括剩余电量；

所述控制模块用于获取多个所述电池组件的剩余电量，并确定剩余电量最低的一个或多个目标电池组件，根据所述目标电池组件的剩余电量生成供电指令输出至所述功率模块；

所述功率模块用于根据所述供电指令，给所述目标电池组件供电。

5.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，

所述电池管理模块还用于输出所述电池的实时电流；

所述控制模块还用于在检测到所述电池的实时电流和所述实时电压与所述功率模块输出的所述充电参数不一致时，判定充电异常并切断与所述电池的充电路径。

6.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，

所述电池管理模块还用于输出所述电池的电池温度；

所述控制模块还用于在检测到所述电池温度超出第一温度阈值时，切断与所述电池的充电路径。

7.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，所述充电设备还包括通讯模块；

所述功率模块与所述通讯模块电连接，所述功率模块还用于通过所述通讯模块输出所述充电参数至所述电池管理模块；

所述电池管理模块还用于检测到所述电池的实时电流和所述实时电压与所述功率模块输出的所述充电参数不一致时，判定充电异常并切断与所述充电设备的充电路径。

8.根据权利要求1所述的电动车充电系统，其特征在于，

所述控制模块还用于输出所述充电设备的充电设备温度至所述电池管理模块；

所述电池管理模块还用于检测到所述充电设备温度超过第二温度阈值时，切断与所述充电设备的充电路径。

9.根据权利要求2所述的电动车充电系统，其特征在于，所述控制模块还用于判定所述充电设备的接入电源稳定时，再检测所述充电设备基本信息与所述电池基本信息是否匹配。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的电动车充电系统的控制方法，其特征在于，所述电动车充电系统包括：充电设备和至少一个电池组件，所述充电设备包括控制模块和功率模块，所述电池组件包括电连接的电池管理系统和电池；

该控制方法包括：

所述电池管理系统采集所述电池的电池工作参数并输出，所述电池工作参数包括电池实时电压和电池需求电流；

所述控制模块获取所述电池管理系统发送的所述电池工作参数，并根据所述电池工作参数生成供电指令，再输出至所述功率模块；

所述功率模块根据所述供电指令，生成相应的充电参数并给所述电池充电。

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