CN113258624A - 一种电动汽车低压电池直流充电控制系统 - Google Patents

一种电动汽车低压电池直流充电控制系统 Download PDF

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杜蓬
韩玉涛
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Abstract

本发明涉及电动汽车低压电池充电控制系统,包括车载控制器、电控开关、低压电池、电池管理系统和车辆充电接口,车载控制器通过电控开关与低压电池串联,车载控制器与电池管理系统串联,电池管理系统分别与电控开关和低压电池通信连接,车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接;车辆充电接口包括分别与车载控制器电连接的A+接口、A‑接口、S+接口和S‑接口;供电设备包括供电控制器、与A+接口相匹配的第一接头端子、与A‑接口相匹配的第二接头端子、与S+接口相匹配的第三接头端子和与S‑接口相匹配的第四接头端子,供电控制器分别与第一接头端子、第二接头端子、第三接头端子和第四接头端子电连接。实施本发明,可简单、方便地为亏电的低压电池充电。

Description

一种电动汽车低压电池直流充电控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种电动汽车低压电池直流充电控制系统。
背景技术
随着汽车电动化、智能化和互联化的趋势,电动汽车的静态功耗显著增加,而当电动汽车具有较大的静态功耗,低压电池无法像传统燃油车那样能够支持几周或更长的待机时间,尤其是在低温下,低压电池如锂电池的充放电效率很低,导致充电量很少,如果车辆长时间放置必然会导致低压电池亏电,从而导致车辆无法启动。
鉴于以上问题,部分主机厂在12V低压锂电池内部做了一些控制策略,如增加继电器或MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor,金属-氧化物-半导体),在车辆长期放置时,BMS(Battery Management System,电池管理系统)持续监测低压电池的温度、SOC(Statementof Charge,荷电状态)和电压等参数,在特定温度下,当SOC或电压低于设定值时,通过继电器或MOS管断开低压供电回路,使整车断电进入休眠。需要用车时,再唤醒低压电池,整车上电,然后启动车辆。但如果低压电池的电量非常低,无法通过自身的电量闭合继电器或MOS管时,将无法向低压电池充电,从而也无法启动车辆。
现有技术中,常使用充电电源与充电线的方式来为低压电池充电,从而启动车辆,但是,此种方式不便于用户操作。
发明内容
针对现有技术的上述问题,本发明的目的在于提供一种一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,以解决现有技术中当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时,无法便捷地为低压电池充电的技术问题。
本发明第一方面提供一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,包括车载控制器、电控开关、低压电池、电池管理系统和车辆充电接口,所述车载控制器通过所述电控开关与所述低压电池串联连接,所述车载控制器还与所述电池管理系统串联连接,所述电池管理系统还分别与所述电控开关和所述电池通信连接,所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接;所述车辆充电接口包括A+接口、A-接口、S+接口和S-接口,所述A+接口、A-接口、S+接口和S-接口分别与所述车载控制器电连接;所述供电设备包括供电控制器、与所述A+接口相匹配的第一接头端子、与所述A-接口相匹配的第二接头端子、与所述S+接口相匹配的第三接头端子、与所述S-接口相匹配的第四接头端子、第二继电器和第三继电器,所述供电设备包括供电控制器、与所述A+接口相匹配的第一接头端子、与所述A-接口相匹配的第二接头端子、与所述S+接口相匹配的第三接头端子和与所述S-接口相匹配的第四接头端子,所述供电控制器分别与所述第一接头端子和所述第二接头端子、所述第三接头端子和所述第四接头端子电连接。
进一步地,所述车辆充电接口还包括PE接口,所述PE接口接地连接,所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的第五接头端子,所述第五接头端子接地连接。
进一步地,所述车辆充电接口还包括第一CC接口和第二CC接口,所述第一CC接口接地连接,所述第二CC接口与所述车载控制器电连接,所述供电设备包括与所述第一CC接口相匹配的第六接头端子和与所述第二CC接口相匹配的第七接头端子,所述第六接头端子与所述供电控制器电连接,所述第七接头端子接地连接。
进一步地,所述系统还包括第四继电器、第五继电器和动力电池,所述车辆充电接口还包括DC+接口和DC-接口,所述DC+接口通过所述第四继电器与所述动力电池电连接,所述DC-接口通过所述第五继电器与所述动力电池电连接,所述车载控制器还分别与所述第四继电器和所述第五继电器电连接;所述供电设备包括第六继电器、第七继电器、与所述DC+接口相匹配的第八接头端子和与所述DC-接口相匹配的第九接头端子,所述第六继电器的一端与高压直流电源的正极电连接,另一端与所述第八接头端子电连接,所述第七继电器的一端与所述高压直流电源的负极电连接,另一端与所述第九接头端子电连接,所述供电控制器还分别与所述第六继电器和所述第七继电器电连接。
进一步地,所述系统还包括安全电子锁,所述安全电子锁与所述供电控制器电连接。
进一步地,所述供电设备还包括开关和第二电阻,所述开关的一端接地,另一端与所述第二电阻的一端电连接,所述第二电阻的另一端与所述第六接头端子电连接,所述系统还包括第四电阻,所述第四电阻的一端接地,另一端与所述第一CC接口电连接。
进一步地,所述供电设备还包括第三电阻,所述第三电阻的一端接地,另一端与所述第七接头端子电连接。
进一步地,所述供电控制器和所述第六接头端子的连接电路之间还设有第一检测点,所述供电设备还包括第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一检测点电连接,所述第一电阻的另一端与外界的第一电压源电连接;和/或,所述车载控制器和所述第二CC接口之间设有第二检测点,所述系统还包括第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第二检测点电连接,所述第五电阻的另一端与外界的第二电压源电连接。
进一步地,所述系统还包括分流器,所述分流器的一端与所述电池的负极电连接,所述分流器的另一端与所述车载控制器电连接,所述电池管理系统还与所述分流器通信连接。
进一步地,所述系统还包括低压负载,所述低压负载通过所述电控开关与所述低压电池电连接。
本发明第二方面提供一种电动汽车,所述电动汽车包括任一所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统。
由于上述技术方案,本发明具有如下有益效果:
当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时,通过外接的供电设备控制继电器或MOS管闭合,从而为低压电池充电,操作简单、方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,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的介绍。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它附图。
图1-2是本发明实施例提供的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统的电路结构图(其中,图1中的实线为硬线连接,虚线为通信连接);
图3是本发明实施例提供的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统中供电设备的接头端子的结构示意图。
附图中:
1-第一接头端子 2-第二接头端子 3-第三接头端子
4-第四接头端子 5-第五接头端子 6-第六接头端子
7-第七接头端子 8-第八接头端子 9-第九接头端子
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,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的实施例,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前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
本发明实施例提供了一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,如图1-2所示,包括车载控制器、电控开关、低压电池、电池管理系统和车辆充电接口,所述车载控制器通过所述电控开关与所述低压电池串联连接,所述车载控制器还与所述电池管理系统串联连接,所述电池管理系统还分别与所述电控开关和所述电池通信连接,所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接;所述车辆充电接口包括A+接口、A-接口、S+接口和S-接口,所述A+接口、A-接口、S+接口和S-接口分别与所述车载控制器电连接;所述供电设备包括供电控制器、与所述A+接口相匹配的第一接头端子、与所述A-接口相匹配的第二接头端子、与所述S+接口相匹配的第三接头端子、与所述S-接口相匹配的第四接头端子、第二继电器和第三继电器,所述供电控制器的一端通过第二继电器电连接至所述第一接头端子,并通过第三继电器电连接至第二接头端子,所述供电控制器的一端还分别电连接至所述第三接头端子和第四接头端子,所述供电控制器的另一端连接至高压电源。
在本发明实施例中,所述电控开关可以为第一继电器K1或MOS管,外接的所述供电设备可以为充电枪,其中,所述A+接口、A-接口分别连接低压辅助供电电源,输出的电压范围是0V-30V,电流20A,主要功能是在充电前、充电中向车载低压设备供电,此输出电压可以依据车辆低压额定电压设定。
在一些实施例中,所述车辆充电接口还包括PE接口,所述PE接口接地连接,所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的第五接头端子,所述第五接头端子接地连接。
在一些实施例中,所述车辆充电接口还包括第一CC接口和第二CC接口,所述第一CC接口接地连接,所述第二CC接口与所述车载控制器电连接,所述供电设备包括与所述第一CC接口相匹配的第六接头端子和与所述第二CC接口相匹配的第七接头端子,所述第六接头端子与所述供电控制器电连接,所述第七接头端子接地连接。
在一些实施例中,所述系统还包括第四继电器、第五继电器和动力电池,所述车辆充电接口还包括DC+接口和DC-接口,所述DC+接口通过所述第四继电器与所述动力电池电连接,所述DC-接口通过所述第五继电器与所述动力电池电连接,所述车载控制器还分别与所述第四继电器和所述第五继电器电连接;所述供电设备包括第六继电器、第七继电器、与所述DC+接口相匹配的第八接头端子和与所述DC-接口相匹配的第九接头端子,所述第六继电器的一端与高压直流电源的正极电连接,另一端与所述第八接头端子电连接,所述第七继电器的一端与所述高压直流电源的负极电连接,另一端与所述第九接头端子电连接,所述供电控制器还分别与所述第六继电器和所述第七继电器电连接。
在一些实施例中,所述系统还包括安全电子锁,所述安全电子锁与所述供电控制器电连接。
在一些实施例中,所述供电设备还包括开关和第二电阻,所述开关的一端接地,另一端与所述第二电阻的一端电连接,所述第二电阻的另一端与所述第六接头端子电连接,所述系统还包括第四电阻,所述第四电阻的一端接地,另一端与所述第一CC接口电连接。
在一些实施例中,所述供电设备还包括第三电阻,所述第三电阻的一端接地,另一端与所述第七接头端子电连接。
在一些实施例中,所述供电控制器和所述第六接头端子的连接电路之间还设有第一检测点,所述供电设备还包括第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一检测点电连接,所述第一电阻的另一端与外界的第一电压源电连接;和/或,
所述车载控制器和所述第二CC接口之间设有第二检测点,所述系统还包括第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第二检测点电连接,所述第五电阻的另一端与外界的第二电压源电连接。
在一些实施例中,所述系统还包括分流器,所述分流器的一端与所述电池的负极电连接,所述分流器的另一端与所述车载控制器电连接,所述电池管理系统还与所述分流器通信连接。
在一些实施例中,所述系统还包括低压负载,所述低压负载通过所述电控开关与所述低压电池电连接。
在实际应用中,所述低压电池的正极端输出低压电流,低压电流依次通过第一继电器或MOS管、保险丝、低压负载、分流器流至所述低压电池的负极,从而为所述低压负载供电。
在一个具体的实施例中,所述车辆充电接口设有多个接口,所述充电接口的定义如表1所示,相应的,如图3所示,所述供电设备的供电接头端子包括与所述车辆充电接口的所述A+接口相匹配的第一接头端子1、与所述A-接口相匹配的第二接头端子2、与所述S+接口相匹配的第三接头端子3、与所述S-接口相匹配的第四接头端子4、与所述PE接口相匹配的第五接头端子5、与所述第一CC接口相匹配的第六接头端子6和与所述第二CC接口相匹配的第七接头端子7、与所述DC+接口相匹配的第八接头端子8和与所述DC-接口相匹配的第九接头端子9。
触头序号 额定值 功能
DC+ 最大750V 250A 充电输出+DC
DC- 最大750V 250A 充电输出–DC
PE ------- 保护接地
S+ 0V-30V 2A 通信CAN-H
S- 0V-30V 2A 通信CAN-L
CC1 0V-30V 2A 充电连接确认1
CC2 0V-30V 2A 充电连接确认2
A+ 0V-30V 20A 低压辅助电源+
A- 0V-30V 20A 低压辅助电源-
在实际应用中,在所述低压电池亏电进入休眠的应用场景下,当将所述供电设备连接到所述车辆充电接口后,车辆上的安全电子锁闭合,在所述安全电子锁闭合后,所述供电设备的第二继电器和第三继电器闭合,所述供电设备的低压输出端输出低压电流,低压电流经所述车载控制器流至所述电池管理系统,所述电池管理系统上电后,即发出闭合所述第一继电器K1或MOS管的信号,使所述第一继电器K1或MOS管闭合,在所述第一继电器K1或MOS管闭合后,通过所述供电设备的低压电流输出端向所述低压电池供电(电压电流小于等于20A),具体的,所述供电设备的低压电流依次流经所述车载控制器的正极端、保险丝、第一继电器或MOS管、低压电池、分流器和所述车载控制器的负极端,从而为所述低压电池充电。当电池补充一定电量后,此时可启动车辆,并且,电动汽车与所述供电设备也可进行报文交互,当握手成功后,所述第四继电器和第五继电器闭合,所述供电设备通过高压电流输出端向车辆的动力电池输出高压电流,从而为所述车辆的高压电池充电。
本发明实施例还提供了一种电动汽车,所述电动汽车包括任一所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统。
通过实施本发明提供的电动汽车低压电池直流充电控制系统或电动汽车,当低压电池无法通过自身电量闭合继电器或MOS管时,通过外接的供电设备控制继电器或MOS管闭合,从而为低压电池充电,操作简单、方便。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,包括车载控制器、电控开关、低压电池、电池管理系统和车辆充电接口,所述车载控制器通过所述电控开关与所述低压电池串联连接,所述车载控制器还与所述电池管理系统串联连接,所述电池管理系统还分别与所述电控开关和所述电池通信连接,所述车辆充电接口用于与外接的供电设备电连接;
所述车辆充电接口包括A+接口、A-接口、S+接口和S-接口,所述A+接口、A-接口、S+接口和S-接口分别与所述车载控制器电连接;
所述供电设备包括供电控制器、与所述A+接口相匹配的第一接头端子、与所述A-接口相匹配的第二接头端子、与所述S+接口相匹配的第三接头端子和与所述S-接口相匹配的第四接头端子,所述供电控制器分别与所述第一接头端子和所述第二接头端子、所述第三接头端子和所述第四接头端子电连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述车辆充电接口还包括PE接口,所述PE接口接地连接,所述供电设备还包括与所述PE接口相匹配的第五接头端子,所述第五接头端子接地连接。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述车辆充电接口还包括第一CC接口和第二CC接口,所述第一CC接口接地连接,所述第二CC接口与所述车载控制器电连接,所述供电设备包括与所述第一CC接口相匹配的第六接头端子和与所述第二CC接口相匹配的第七接头端子,所述第六接头端子与所述供电控制器电连接,所述第七接头端子接地连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述系统还包括第四继电器、第五继电器和动力电池,所述车辆充电接口还包括DC+接口和DC-接口,所述DC+接口通过所述第四继电器与所述动力电池电连接,所述DC-接口通过所述第五继电器与所述动力电池电连接,所述车载控制器还分别与所述第四继电器和所述第五继电器电连接;
所述供电设备包括第六继电器、第七继电器、与所述DC+接口相匹配的第八接头端子和与所述DC-接口相匹配的第九接头端子,所述第六继电器的一端与高压直流电源的正极电连接,另一端与所述第八接头端子电连接,所述第七继电器的一端与所述高压直流电源的负极电连接,另一端与所述第九接头端子电连接,所述供电控制器还分别与所述第六继电器和所述第七继电器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述系统还包括安全电子锁,所述安全电子锁与所述供电控制器电连接。
6.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述供电设备还包括开关和第二电阻,所述开关的一端接地,另一端与所述第二电阻的一端电连接,所述第二电阻的另一端与所述第六接头端子电连接,所述系统还包括第四电阻,所述第四电阻的一端接地,另一端与所述第一CC接口电连接。
7.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述供电设备还包括第三电阻,所述第三电阻的一端接地,另一端与所述第七接头端子电连接。
8.根据权利要求3所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述供电控制器和所述第六接头端子的连接电路之间还设有第一检测点,所述供电设备还包括第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第一检测点电连接,所述第一电阻的另一端与外界的第一电压源电连接;和/或,
所述车载控制器和所述第二CC接口之间设有第二检测点,所述系统还包括第五电阻,所述第五电阻的一端与所述第二检测点电连接,所述第五电阻的另一端与外界的第二电压源电连接。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述系统还包括分流器,所述分流器的一端与所述电池的负极电连接,所述分流器的另一端与所述车载控制器电连接,所述电池管理系统还与所述分流器通信连接。
10.根据权利要求1所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统,其特征在于,所述系统还包括低压负载,所述低压负载通过所述电控开关与所述低压电池电连接。
11.一种电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括权利要求1-10任一所述的一种电动汽车低压电池直流充电控制系统。
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