CN113696770A - 一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，获取用户选择的充电模式、充电开始时间、低压电池SOC状态；检测低压电池SOC是否低于设定值，当低于设定值且充电模式为定时充电模式时，强制将充电模式切换为即时充电模式；当充电条件满足时根据当前的充电模式及充电开始时间进入对应的充电模式。利用本发明所述的方法，可降低系统功耗，有效避免低压电池因亏电而导致充电失效的风险；通过判断车门锁状态信息有效避免车门解锁客户要拔枪可能有接触高压的安全风险；通过有效避免人为误操作造成的即时充电或定时充电失效的风险。

Description

一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统和方法
技术领域
本发明属于车辆电控技术领域，具体涉及一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统和方法。
背景技术
新能源车辆多以电能为驱动能源，一般客户通过家用电、小区配电站或者商用充电站等来为车辆补给电能。目前国内普遍实行峰谷分时电价，单度电价夜晚价格明显便宜于白天价格，为此出现了定时充电功能，可以将充电时段设定在夜晚，提升客户使用的经济性。
该功能一般集成在充电桩内，在客户将充电枪插上之后，在充电桩上进行设置即可，这样的方式只能是有该功能的充电桩才能实现，存在使用场景限制；针对这种情况也有将定时充电功能集成在车辆内部控制器，可以用于不同的充电装置，虽然实现了定时充电功能，但存在一些问题，比如低压电池亏电而引起定时充电失效；客户未停止充电而误拔枪操作，存在一定的安全风险；客户误操作为定时充电，导致客户在定时充电和即时充电之间不能及时切换。
发明内容
本发明旨在提出一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统和方法，解决定时充电和即时充电控制过程中存在的失效、安全问题，以及允许客户在一定范围内可以随意切换两种充电。
实现本发明目的之一的一种车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，包括如下步骤：
步骤1、获取用户选择的充电模式、充电开始时间、低压电池SOC状态；
步骤2、检测低压电池SOC是否低于设定值，当低于设定值且充电模式为定时充电模式时，强制将充电模式切换为即时充电模式；
步骤3、判断充电条件是否满足，当充电条件满足时，根据当前的充电模式及充电开始时间，进入对应的充电模式；当充电模式为即时充电时则开始充电；当充电模式为定时充电时，读取用户设定的充电开始时间，时间到达后对车辆进行充电。
所述低压电池是指在车辆高压下电后对车辆的控制系统进行供电的储能装置，并能维持它们运行所需的电能，包括12V蓄电池。
当低压电池SOC过低时，如果充电模式为定时模式，可能会导致在充电时间到达之前电池因亏电而导致充电失效的风险，因此需要判断低压电池SOC的值。
所述充电条件包括：插枪信息、充电设备就绪信息、电池充电请求信息、整车充电条件就绪信息。车载交流充电机控制器根据充电枪充电连接线CC信号判断电子枪是否插入并发出插枪信息，并唤醒各控制器；再根据充电枪充电控制线CP信号判断充电设备是否就绪，通过网络发出插枪信息及充电设备就绪信息；整车控制器根据车辆自身状态，如车速、档位信息，确认整车充电条件就绪。
进一步的，所述方法还包括车辆在即时充电过程中，当车辆被解锁后，充电电子锁打开，整车暂停充电；当车辆落锁后，充电电子锁闭合，整车恢复充电。
所述车辆被解锁包括对车门进行解锁。
进一步的，所述方法还包括车辆在即时充电过程中，当车辆被解锁后，超过设定等待时间后如果车辆没有再次落锁，则强制使充电电子锁闭合，整车恢复充电。
基于客户有可能需要在此过程中解锁车辆，或者客户误操作导致车辆被解锁，因此设置一个等待时间，如果超过此等待时间车辆没有落锁，则强制使充电电子锁闭合，整车恢复充电。
进一步的，所述方法还包括当定时充电或即时充电启动后，设定时长内允许客户通过按下定时充电按钮来切换充电模式，当超过此设定时长系统不再响应充电模式的切换。
基于客户可能存在的改变充电方式或者误按下按钮等操作的考虑，因此允许在即时充电或者定时充电开始时切换充电方式，但同时考虑到频繁操作带来的系统不稳定以及充电过程中人为故意按下按钮造成充电失效等情况，通过设定一个有效时长T1来避免出现以上情况，在此有效时长T1内客户可以改变充电模式，超过此时长将不再响应客户按下按钮信息。
即从定时充电模式或者即时充电模式开始启动时从零开始计时，记为T，在T小于T1的时间段内客户按下定时充电按钮，则可对充电模式进行切换，但相邻两次充电模式的切换的时间间隔不能小于第二设定时长T2；当T大于T1的时间段内，则不再响应客户按下定时充电按钮的信息，以避免频繁操作带来的系统不稳定以及充电过程中人为故意按下按钮造成充电失效等情况。
进一步的，所述方法还包括当充电模式为定时充电时，在设定时长后各控制器将进入休眠低功耗状态，待时间到达客户设定的充电开始时间后，各控制器才会被唤醒。
基于系统一直唤醒消耗低压电池导致低压供电会有定时充电失效风险这一考虑，在设定时间，比如3分钟后，整车控制器在定时充电时要求其他各控制器进入休眠低功耗状态，同时保持唤醒状态。到充电开始时间后，唤醒各控制器，并切换充电方式为即时充电。
实现本发明目的之二的一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，包括，整车控制模块：用于控制车辆充电流程；电池监控模块：用于监测并发送电池电量SOC；定时充电设置模块：用于获取充电开始时间以及充电模式；车载交流充电机控制模块：用于判断电子枪是否插入及充电设备是否就绪；充电模式选择模块：用于用户选择充电模式。
整车控制模块用于控制车辆充电流程，包括判断充电条件是否满足、当前车辆状态是否许可充电、控制充电电子锁的打开和关闭。
进一步的，所述系统还包括车门锁控制器，用于判断车门处于打开或锁闭状态。
进一步的，所述电池监控模块包括低压电池监控模块：用于监测并发送低压电池电量SOC以判断是否需要切换充电模式；
所述低压电池是指在车辆高压下电后对车辆的控制系统进行供电的储能装置，并能维持它们运行所需的电能，包括12V蓄电池。
进一步的，所述电池监控模块包括动力电池监控模块：用于监测动力电池的当前电量SOC以判断电池是否有充电请求。
进一步的，所述系统还包括提示模块，用于告知当前充电状态。
当前充电流程所处的状态包括：即时充电正在进行、正在定时充电、电池已充满、充电停止，用来告知充电状态。
利用本发明所述的方法，通过判断低压电池SOC可及时向低压电池补电以降低系统功耗，有效避免低压电池因亏电而导致充电失效的风险；通过判断车门锁状态信息有效避免车门解锁客户要拔枪可能有接触高压的安全风险；通过有效避免人为误操作造成的即时充电或定时充电失效的风险。
附图说明
图1为本发明所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制结构示意图。
具体实施方式
下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
请参阅图1，图1为本发明所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制结构示意图。该系统包括：
整车控制器050、高压电池控制器010、车载交流充电机控制器060车门锁控制器080、充电定时设置单元070、低压电池监控单元020，它们之间通过CAN网连接；定时充电按钮与充电定时设置单元070之间通过硬线连接；充电状态指示灯与整车控制器050通过硬线连接。
在一种具体实施方式中，本发明提供的车辆定时充电和即时充电的控制方法包括以下步骤，其中获取充电条件的步骤无特定的先后顺序，在本实施方式中只列举其中一种。
S1、车载交流充电机控制器060根据充电枪充电连接线CC信号判断电子枪是否插入，发出插枪信息，并唤醒各控制器；再根据充电枪充电控制线CP信号判断充电设备是否就绪，通过网络发出插枪信息及充电设备就绪信息；
S2、高压电池控制器010监测动力电池的当前电量SOC以判断电池是否有充电请求，通过网络发出电池充电请求信息；在本实施例中，当电池电量SOC低于97％(不限于此值)，电池才有充电请求。
S3、充电定时设置单元070根据客户设置的充电开始时间及客户定时充电按钮按下的信息，通过网络发出充电开始时间信息以及按钮按下信息；
S4、整车控制器050根据车辆自身状态，如车速、档位信息，确认整车充电条件就绪；
基于整车车辆移动会导致充电枪断开有拉弧及触电的安全风险的考虑，在本实施例中，当整车车速为0或者整车档位在P档时，整车控制器050才判断整车条件已就绪。
S5、整车控制器050根据插枪信息、充电设备就绪信息、电池充电请求信息、整车充电条件就绪信息，综合判断是否许可充电；
在本实施例中，当车辆已插枪、充电设备已就绪、电池有充电请求、整车充电条件已就绪时，整车控制器050才许可充电。
S6、整车控制器050根据定时充电按钮信息、许可充电信息、充电开始时间信息，判断充电方式为即时充电还是为定时充电；
整车控制器050在许可充电下才会响应客户定时充电按钮按下信息；当客户未按下充电按钮，默认为即时充电的充电方式，并要求充电电子锁闭合；当客户按下充电按钮，则切换为定时充电；
基于客户可能存在的改变充电方式或者误按下按钮等操作的考虑，整车控制器050允许切换充电方式。当充电方式为定时充电时，如果客户按下定时充电按钮，则切换为即时充电；如果客户再次按下定时充电按钮，则切换为定时充电；考虑到频繁操作带来的系统不稳定，前后相邻两次切换充电模式的时间间隔不能小于第二有效时长T1。
考虑到频繁操作以及充电过程中人为故意按下按钮造成充电失效等情况，整车控制器050设定一个最长等待时间T，超过此最长等待时间T以后将不再响应客户按下按钮信息。
在此实施例中，设定此最长等待时间T为一分钟，但不限于此值。
当充电模式为定时充电模式时，那么定时充电模式启动一分钟内，如果客户按下切换充电模式的按钮，此时系统将响应此操作，将充电模式切换为即时充电，并检查各充电条件是否满足，满足后将对车辆进行充电；
优选的，基于低压电池SOC低导致低压供电不稳会有定时充电失效风险这一考虑，整车控制器050需要检测低压电池的SOC状态。因此当充电模式为定时充电模式时，低压电池监控单元020监测低压电池电量SOC，通过网络发出低压电池电量SOC信息。当整车控制器050检测到低压电池SOC低于限定值，比如低于65％(不限于此值)时，则无论是否到达充电开始时间，整车控制器050将充电模式切换为即时充电模式，同时唤醒各控制器。
当充电模式为即时充电模式时，设定此最长等待时间T为一分钟，但不限于此值。那么即时充电模式启动后一分钟内，如果客户按下切换充电模式的按钮，此时系统将响应此操作，将充电模式切换为定时充电模式。
基于系统一直唤醒消耗低压电池导致低压供电会有定时充电失效风险这一考虑，当充电模式为定时充电模式时，在等待设定时间后整车控制器050控制其他各控制器进入休眠低功耗状态，同时保持唤醒状态，待到达充电开始时间后唤醒各控制器，并切换充电方式为即时充电。
整车控制器050根据充电方式控制充电状态指示灯颜色，绿色灯闪烁即表示即时充电正在进行，蓝色灯常亮即表示正在定时充电；绿色灯常亮即表示电池已充满；白色灯常亮即表示充电停止，用来告知客户充电状态。
S7、基于车门解锁客户要拔枪用车的需求，同时也基于客户充电中误拔枪可能有接触高压的安全风险的考虑，车辆在充电过程中，当客户解锁车辆后，车门锁控制器080判断车门锁闭状态，通过网络发出车门解锁的信息。整车控制器050要求充电电子锁打开，整车暂停充电；当客户再次锁车后，整车控制器050要求充电电子锁闭合，整车恢复充电；
基于客户误解锁操作而又必须恢复充电的考虑，设定一个等待时间，超过此等待时间以后，整车控制器050控制充电电子锁闭合，整车恢复充电。
基于车辆自带充电枪有可能被盗的安全风险的考虑，当车门锁闭状态下，整车控制器050无论是否许可充电，都要求充电电子锁闭合。

Claims (10)

1.一种车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、获取用户选择的充电模式、充电开始时间、低压电池SOC状态；
步骤2、检测低压电池SOC是否低于设定值，当低于设定值且充电模式为定时充电模式时，强制将充电模式切换为即时充电模式；
步骤3、判断充电条件是否满足，当充电条件满足时，根据当前的充电模式及充电开始时间，进入对应的充电模式；当充电模式为即时充电时则开始充电；当充电模式为定时充电时，读取用户设定的充电开始时间，时间到达后对车辆进行充电。
2.如权利要求1所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，其特征在于，还包括，车辆在即时充电过程中，当车辆被解锁后，充电电子锁打开，整车暂停充电；当车辆落锁后，充电电子锁闭合，整车恢复充电。
3.如权利要求1或2所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，其特征在于，还包括，车辆在即时充电过程中，当车辆被解锁后，超过设定等待时间后如果车辆没有再次落锁，则强制使充电电子锁闭合，整车恢复充电。
4.如权利要求1所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，其特征在于，还包括，当定时充电或即时充电启动后，设定时长内允许客户通过按下定时充电按钮来切换充电模式，当超过此设定时长系统不再响应充电模式的切换。
5.如权利要求1所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制的方法，其特征在于，还包括，当充电模式为定时充电时，在设定时长后各控制器将进入休眠低功耗状态，待时间到达客户设定的充电开始时间后，各控制器才会被唤醒。
6.一种车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，包括：
整车控制模块：用于控制车辆充电流程；
电池监控模块：用于监测并发送电池电量SOC；
定时充电设置模块：用于获取充电开始时间以及充电模式；
车载交流充电机控制模块：用于判断电子枪是否插入及充电设备是否就绪；
充电模式选择模块：用于用户选择充电模式。
7.如权利要求6所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，还包括车门锁控制器，用于判断车门处于打开或锁闭状态。
8.如权利要求6所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，所述电池监控模块包括低压电池监控模块：用于监测并发送低压电池电量SOC以判断是否需要切换充电模式。
9.如权利要求6所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，所述电池监控模块包括动力电池监控模块：用于监测动力电池的当前电量SOC以判断电池是否有充电请求。
10.如权利要求7所述的车辆定时充电和即时充电的协调控制系统，其特征在于，还包括提示模块，用于告知当前充电状态。
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