CN113928156A - 一种新能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源汽车的直流双枪快充系统，包括：电池包、主直流快充结构、副直流快充结构。主直流快充结构设置在车体上，与第一充电枪电连接，主直流快充结构的正极与电池包的正极输出总线电连接，主直流快充结构的负极与电池包的负极输出总线电连接。副直流快充结构设置在车体上，与第二充电枪电连接，副直流快充结构的正极与电池包的正极输出总线电连接，副直流快充结构的负极与电池包的负极输出总线电连接。第一充电枪与第二充电枪通过对应的充电桩进行充电输出控制。本发明的技术方案可以大大缩短车辆充电的时长，满足人们长距离出行的需求。并且本发明提供的直流双枪快充系统，稳定性好，安全可靠，势必会在未来产生深远的影响。

Description

一种新能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法
技术领域
本发明实施例涉及新能源汽车领域，具体涉及一种新能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法。
背景技术
随着新能源电动汽车的快速发展，汽车的储能系统和快充系统变成了需要日益改善的目标。目前汽车充电时间长，且只有一个直流快充口，一个交流慢充口，严重阻碍了人们对于快速充电的需求。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种新能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法，以解决现有技术中充电速度慢、充电时间长的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式的一个方面中，提供了一种新能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法，其中，所述直流双枪快充系统包括：
电池包；
主直流快充结构，设置在车体上，与第一充电枪电连接，所述主直流快充结构的正极与所述电池包的正极输出总线电连接，所述主直流快充结构的负极与所述电池包的负极输出总线电连接；
副直流快充结构，设置在所述车体上，与第二充电枪电连接，所述副直流快充结构的正极与所述电池包的正极输出总线电连接，所述副直流快充结构的负极与所述电池包的负极输出总线电连接；
其中，所述第一充电枪与所述第二充电枪通过对应的充电桩进行充电输出控制。
进一步地，所述第一充电枪为所述主直流快充结构提供250A的直流电；
所述第二充电枪为所述副直流充电结构提供250A的直流电。
进一步地，所述电池包包括：
多个电池模块、电池管理系统、冷却系统、高压BDU模块。
进一步地，所述电池包采用140S2P模式，所述多个电池模块类型为圆柱钛酸锂电池；
所述多个电池模块通过串联增加电压平台，使所述电池包整包电压能够达到设定值；
所述多个电池模块通过并联的形式来增加容量，同时通过并联形式增加所述电池包的功率特性。
进一步地，所述电池管理系统为BMS电池管理系统；
所述电池与所述BMS电池管理系统电连接，所述BMS电池管理系统用于对所述电池充放电进行管理。
进一步地，所述冷却系统包括风扇电路，所述风扇电路包括风扇，所述风扇设置在所述多个电池模块的中间部位；
所述风扇电路与所述BMS电池管理系统电连接。
进一步地，所述高压BDU模块包括继电器和预充电阻；
所述高压BDU模块与所述BMS电池管理系统电连接。
本发明实施例还提供一种电动汽车，其包括：上文所述的新能源汽车的直流双枪快充系统。
本发明实施例还提供一种充电管理方法，包括：
周期性发送BMS信息至充电控制板；
解析所述充电控制板信息；
判断第一充电枪和/或第二充电枪插入主直流快充结构和/或副直流快充结构；
开启充电操作。
本发明的实施方式具有如下优点：
本发明实施例公开了一种能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法，可以大大缩短车辆充电的时长，满足人们长距离出行的需求。并且本发明提供的直流双枪快充系统，稳定性好，安全可靠，势必会在未来产生深远的影响。相比于现有的单枪受限于充电桩功率，最大电流只有250A，无法达到更大电流的充电需求，本发明的直流双枪快充系统则可以将充电电流上限提高一倍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明的实施例提供的一种新能源汽车的直流双枪快充系统的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的图像信息识别方法的流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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做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。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例
参考图1、2所示，本发明的实施例公开了一种新能源汽车的直流双枪快充系统，其包括：电池包、主直流快充结构和副直流快充结构。
主直流快充结构设置在车体上，与第一充电枪电连接，主直流快充结构的正极与电池包的正极输出总线电连接，主直流快充结构的负极与电池包的负极输出总线电连接。
副直流快充结构设置在车体上，与第二充电枪电连接，副直流快充结构的正极与电池包的正极输出总线电连接，副直流快充结构的负极与电池包的负极输出总线电连接。
其中，第一充电枪与第二充电枪通过对应的充电桩进行充电输出控制。
进一步的，第一充电枪为主直流快充结构提供250A的直流电，第二充电枪为副直流充电结构提供250A的直流电。
在本发明的实施例中，电池包包括：多个电池模块、电池管理系统、冷却系统、高压BDU模块。
具体的，电池包采用140S2P模式，多个电池模块类型为圆柱钛酸锂电池。多个电池模块通过串联增加电压平台，使电池包整包电压能够达到设定值。多个电池模块通过并联的形式来增加容量，同时通过并联形式增加电池包的功率特性。其中，电池模块主要负责为整个系统提供能量。
进一步的，电池管理系统为BMS电池管理系统。电池与BMS电池管理系统电连接，BMS电池管理系统用于对电池充放电进行管理。具体的，电池包由大量电池模块通过一定的形式排布而成，由于每节单体电池模块需要工作在合适的电压与温度下，所以需要对单个电池模块电压、温度等信息进行采集。与此同时电池管理系统还需根据采集回来的信息进行处理，得出电视剩余容量等信息。最后，电池管理系统还应具有通讯功能，与外部VCU、充电桩等进行通讯。
其中，冷却系统包括风扇电路，风扇电路包括风扇，风扇设置在多个电池模块的中间部位。风扇电路与BMS电池管理系统电连接。具体的，电池包在大倍率充电状态下，电流较大，生热量较大，需要具备合理的冷却系统。由于电池包最终集成到电动汽车上，因此尽可能的与车上现有的系统相结合，提升其冷却能力。车载空调具有较强的压缩系统，能够将整车内的温度降低，而电池包的整体体积小于车舱内的体积，因此车载空调压缩机的冷却能力能够满足电池包内电池模组的冷却。钛酸锂电池包内冷却系统采用部分汽车空调系统，将电池包热管理系统与空调热管理系统结合。
风扇电路：车载12V电平-风扇接触器(继电器)-电池包内蒸发器配套风扇。风扇在快充开启前供电。
根据电池包结构，将蒸发器及风扇固定在电池包内电池模组的中间部位，风扇固定在蒸发器上，风扇开启时，冷风从每两块电池间间隙流过，从电池包上端及两个侧端流回，形成循环，冷风会增强电池表面的对流换热系数，以达到冷却效果。
在本发明的实施例中，高压BDU模块包括继电器和预充电阻。高压BDU模块与BMS电池管理系统电连接。具体的，高压BDU模块负责整个电池包的能量分配，主要包含各种继电器、预充电阻等部件，电池管理系统通过控制该模块的继电器来实现整包的上下点电、预充电等动作。
如图2所示，本发明的实施例还提供了一种充电管理方法，其包括：
周期性发送BMS信息至充电控制板；
解析充电控制板信息；
判断第一充电枪和/或第二充电枪插入主直流快充结构和/或副直流快充结构；
开启充电操作。
进一步的，监测对电池包的充电是否完成，完成的话，结束充电操作。
如图2所示，BMS电池管理西永功能主要包含三部分，包括与VCU通讯、信息采集处理功能及充电管理功能。其中，与VCU通讯是为了将电池包信息传递给整车VCU，同时电池包还要相应整车VCU的控制。信息采集处理功能是将电池包内的单体电压、温度以及电流信息采集回来，然后通过相应的处理计算出SOC值等参数。充电管理功能负责电池包的直流充电功能，实现与充电桩建立通讯连接，检测充电枪插入情况，控制充电继电器等功能。
其中，信息采集具体为：本电池包共有需采集140路电压信息、48路温度信息以及总电流信息。信息采集主要由采集板完成，采集板采集完成后通过CAN接口发送给主控板。
SOC估计具体为：SOC估计采用安时积分法，利用采集到的电流值与电池容量便可计算得到电池SOC。
CAN通讯具体为：该BMS主控板BMS共具有三路CAN接口，分别为内部CAN、外部CAN、充电CAN。其中内部CAN采用标准帧格式，通讯速率500k/bit，外部CAN采用标准帧格式，通讯速率500k/bit，充电CAN采用扩展帧格式，通讯速率250k/bit。
周期中断具体为：电池管理系统需要精确的时间基准，利用MPC5744的周期中断定时器来产生精确的定时功能。
充电管理具体为：本电池包利用国标直流充电桩进行充电，因此满足国标协议。充电时电池管理系统要和充电桩通过充电CAN通讯接口建立通讯连接，并且在充电过程中负责二者之间的信息交互，充电完成后，断开通讯连接。
与VCU通讯具体为：电池管理系统将电池包基本信息通过外部CAN发送给VCU，VCU通过外部CAN来对电池包进行控制。外部CAN采用标准帧格式，通讯速率500k/bit。
ADC充电枪的插入与否需要通过检测充电座的信号检测线电压来判断，电压采集利用主控板上的ADC通道完成，通过周期检测ADC值来判断充电枪是否插入。
本发明实施例公开的一种能源汽车的直流双枪快充系统及充电管理方法，可以大大缩短车辆充电的时长，满足人们长距离出行的需求。并且本发明提供的直流双枪快充系统，稳定性好，安全可靠，势必会在未来产生深远的影响。相比于现有的单枪受限于充电桩功率，最大电流只有250A，无法达到更大电流的充电需求，本发明的直流双枪快充系统则可以将充电电流上限提高一倍。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，包括：
电池包；
主直流快充结构，设置在车体上，与第一充电枪电连接，所述主直流快充结构的正极与所述电池包的正极输出总线电连接，所述主直流快充结构的负极与所述电池包的负极输出总线电连接；
副直流快充结构，设置在所述车体上，与第二充电枪电连接，所述副直流快充结构的正极与所述电池包的正极输出总线电连接，所述副直流快充结构的负极与所述电池包的负极输出总线电连接；
其中，所述第一充电枪与所述第二充电枪通过对应的充电桩进行充电输出控制。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，
所述第一充电枪为所述主直流快充结构提供250A的直流电；
所述第二充电枪为所述副直流充电结构提供250A的直流电。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，所述电池包包括：
多个电池模块、电池管理系统、冷却系统、高压BDU模块。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，
所述电池包采用140S2P模式，所述多个电池模块类型为圆柱钛酸锂电池；
所述多个电池模块通过串联增加电压平台，使所述电池包整包电压能够达到设定值；
所述多个电池模块通过并联的形式来增加容量，同时通过并联形式增加所述电池包的功率特性。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，
所述电池管理系统为BMS电池管理系统；
所述电池与所述BMS电池管理系统电连接，所述BMS电池管理系统用于对所述电池充放电进行管理。
6.根据权利要求5所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，
所述冷却系统包括风扇电路，所述风扇电路包括风扇，所述风扇设置在所述多个电池模块的中间部位；
所述风扇电路与所述BMS电池管理系统电连接。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车的直流双枪快充系统，其特征在于，
所述高压BDU模块包括继电器和预充电阻；
所述高压BDU模块与所述BMS电池管理系统电连接。
8.一种电动汽车，其特征在于，包括：
权利要求1-7任一项所述的新能源汽车的直流双枪快充系统。
9.一种充电管理方法，其特征在于，包括：
周期性发送BMS信息至充电控制板；
解析所述充电控制板信息；
判断第一充电枪和/或第二充电枪插入主直流快充结构和/或副直流快充结构；
开启充电操作。
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