CN114944680B - 一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统 - Google Patents

一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电动汽车充电设施技术领域，尤其涉及一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统，包括用以检测待充电电池端电压的检测模块、与检测模块相连的中控模块、与中控模块相连以对充电电流进行调节的调节电阻模块；所述中控模块用以根据待充电电池端电压判定是否需要对充电电流进行调节，避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。

Description

一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统
技术领域
本发明涉及电动汽车充电设施技术领域，尤其涉及一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统。
背景技术
随着我国新能源汽车，特别是电动汽车的生产、销售的快速增长，电动汽车充电桩作为充电基础设施，其需求也随之增大。
中国专利公开号：CN211856842U公开了一种交流充电桩电能计量检测电路，其通过充电枪与充电桩之间设置充电枪自锁电路以提高充电桩充电过程中的安全性。
然而，在新能源汽车使用过程中，存在很多电池过放电的现象，若对过放电电池初始充电电流不做调节，可能会出现由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象。
发明内容
为此，本发明提供一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统，用以克服现有技术中对过放电电池的充电过程优化低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统，包括：
检测模块，用以检测待充电电池端电压；
中控模块，其与所述检测模块相连，用以根据检测模块的检测结果判定是否需要对充电电流进行调节并根据调节后的充电电流确定开启的调节电阻的位置，在对待充电电池充电的过程中，中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压并根据检测结果判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，同时根据检测的待充电电池端电压判定是否需要关闭调节电阻或充电是否完成；
调节电阻模块，其与所述中控模块相连，包括第一调节电阻、第二调节电阻和第三调节电阻，用以对充电电流进行调节。
进一步地，所述中控模块设有电池电压预设值U0,当待充电电池接入充电接口时，中控模块控制所述检测模块检测待充电电池端电压U并将U和U0进行比对，
若U≥U0，所述中控模块判定无需对充电电流进行调节；
若U＜U0，所述中控模块判定需对充电电流进行调节、计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，设定△U= U0-U。
进一步地，所述中控模块设有预设充电电流A0、第一预设电压差值△U1、第二预设电压差值△U2、第一预设电流调节系数α1、第二预设电流调节系数α2以及第三预设电流调节系数α3，其中，△U1＜△U2，0.8＜α1＜α2＜α3＜1，当所述中控模块判定U＜U0时，中控模块计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，
若△U≤△U1，所述中控模块使用α3将充电电流调节至对应值；
若△U1＜△U≤△U2，所述中控模块使用α2将充电电流调节至对应值；
若△U2＜△U，所述中控模块使用α1将充电电流调节至对应值；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn将充电电流调节至对应值时，设定n=1，2，3，调节后的充电电流记为A0’，设定A0’=A0×αn。
进一步地，所述中控模块设有第一预设充电电流A1以及第二预设充电电流A2，其中，A1＜A2，当所述中控模块完成对充电电流的调节时，所述中控模块根据调节后的充电电流A0’选择开启的调节电阻，其中，第三调节电阻的电阻值小于第二调节电阻的电阻值，第二调节电阻的电阻值小于第一调节电阻的电阻值，
若A0’≤A1，所述中控模块开启第一调节电阻；
若A1＜A0’≤A2，所述中控模块开启第二调节电阻；
若A2＜A0’，所述中控模块开启第三调节电阻。
进一步地，在对待充电电池充电的过程中，所述中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压U1并将U1和U0进行比对，
若U1≥U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压达到电池电压预设值U0并关闭调节电阻；
若U1＜U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压未达到电池电压预设值U0、计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，设定△U’= U0-U1。
进一步地，当所述中控模块判定U1＜U0时，中控模块计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，
若△U’≤△U1，所述中控模块使用α3计算对应的充电电流；
若△U1＜△U’≤△U2，所述中控模块使用α2计算对应的充电电流；
若△U2＜△U’，所述中控模块使用α1计算对应的充电电流；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn计算对应的充电电流时，设定n=1，2，3，计算的充电电流记为A，设定A=A0×αn。
进一步地，所述中控模块根据计算的当前的充电电流A判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，当调节后的充电电流A0’≤A1且开启的调节电阻为所述第一调节电阻时，
若A≤A1，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第一调节电阻；
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第一调节电阻关闭、第二调节电阻开启；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
进一步地，当A1＜A0’≤A2且开启的调节电阻为所述第二调节电阻时，
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第二调节电阻；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
进一步地，当调节后的充电电流A0’＞A2且开启的调节电阻为所述第三调节电阻时，
若A2＜A，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第三调节电阻；
若A≥A0，所述中控模块判定充电电流达到预设充电电流并关闭第三调节电阻。
进一步地，当所述检测模块检测的待充电电池端电压预设时间内不在发生变化时，所述中控模块判定充电完成、自动切换至保护电路以避免带充电电池出现过充电现象。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在中控模块中预设电池电压预设值U0以判定在充电初期是否需要对充电电流进行调节，避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
进一步地，所述中控模块在充电初期根据待充电电池电压确定初始充电电流，进一步避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
进一步地，所述中控模块根据初始充电电流确定调节电阻的开启位置，进一步避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
进一步地，所述中控模块根据待充电电池端电压的变化计算对应的充电电流，并根据计算结果判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，进一步提高了充电效率，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
进一步地，所述中控模块根据检测的电池端电压判定是否需要关闭调节电阻，进一步提高了充电效率，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
附图说明
图1为本发明所述电动汽车用交流充电桩计量检测系统的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1所示，其为本发明所述电动汽车用交流充电桩计量检测系统的结构框图，本发明所述电动汽车用交流充电桩计量检测系统包括：
检测模块，用以检测待充电电池端电压；
中控模块，其与所述检测模块相连，用以根据检测模块的检测结果判定是否需要对充电电流进行调节并根据调节后的充电电流确定开启的调节电阻的位置，在对待充电电池充电的过程中，中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压并根据检测结果判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，同时根据检测的待充电电池端电压判定是否需要关闭调节电阻或充电是否完成；
调节电阻模块，其与所述中控模块相连，包括第一调节电阻、第二调节电阻和第三调节电阻，用以对充电电流进行调节。
具体而言，所述中控模块设有电池电压预设值U0,当待充电电池接入充电接口时，中控模块控制所述检测模块检测待充电电池端电压U并将U和U0进行比对，
若U≥U0，所述中控模块判定无需对充电电流进行调节；
若U＜U0，所述中控模块判定需对充电电流进行调节、计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，设定△U= U0-U。
本发明通过在中控模块中预设电池电压预设值U0以判定在充电初期是否需要对充电电流进行调节，避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
具体而言，所述中控模块设有预设充电电流A0、第一预设电压差值△U1、第二预设电压差值△U2、第一预设电流调节系数α1、第二预设电流调节系数α2以及第三预设电流调节系数α3，其中，△U1＜△U2，0.8＜α1＜α2＜α3＜1，当所述中控模块判定U＜U0时，中控模块计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，
若△U≤△U1，所述中控模块使用α3将充电电流调节至对应值；
若△U1＜△U≤△U2，所述中控模块使用α2将充电电流调节至对应值；
若△U2＜△U，所述中控模块使用α1将充电电流调节至对应值；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn将充电电流调节至对应值时，设定n=1，2，3，调节后的充电电流记为A0’，设定A0’=A0×αn。
所述中控模块在充电初期根据待充电电池电压确定初始充电电流，进一步避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
具体而言，所述中控模块设有第一预设充电电流A1以及第二预设充电电流A2，其中，A1＜A2，当所述中控模块完成对充电电流的调节时，所述中控模块根据调节后的充电电流A0’选择开启的调节电阻，其中，第三调节电阻的电阻值小于第二调节电阻的电阻值，第二调节电阻的电阻值小于第一调节电阻的电阻值，
若A0’≤A1，所述中控模块开启第一调节电阻；
若A1＜A0’≤A2，所述中控模块开启第二调节电阻；
若A2＜A0’，所述中控模块开启第三调节电阻。
所述中控模块根据初始充电电流确定调节电阻的开启位置，进一步避免了对放电深度过大的待充电电池，由于初始充电电流过大而造成的电池过流或充电设备损坏的现象，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
具体而言，在对待充电电池充电的过程中，所述中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压U1并将U1和U0进行比对，
若U1≥U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压达到电池电压预设值U0并关闭调节电阻；
若U1＜U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压未达到电池电压预设值U0、计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，设定△U’= U0-U1。
所述中控模块根据检测的电池端电压判定是否需要关闭调节电阻，进一步提高了充电效率，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
具体而言，当所述中控模块判定U1＜U0时，中控模块计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，
若△U’≤△U1，所述中控模块使用α3计算对应的充电电流；
若△U1＜△U’≤△U2，所述中控模块使用α2计算对应的充电电流；
若△U2＜△U’，所述中控模块使用α1计算对应的充电电流；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn计算对应的充电电流时，设定n=1，2，3，计算的充电电流记为A，设定A=A0×αn。
具体而言，所述中控模块根据计算的当前的充电电流A判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，当调节后的充电电流A0’≤A1且开启的调节电阻为所述第一调节电阻时，
若A≤A1，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第一调节电阻；
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第一调节电阻关闭、第二调节电阻开启；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
具体而言，当A1＜A0’≤A2且开启的调节电阻为所述第二调节电阻时，
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第二调节电阻；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
具体而言，当调节后的充电电流A0’＞A2且开启的调节电阻为所述第三调节电阻时，
若A2＜A，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第三调节电阻；
若A≥A0，所述中控模块判定充电电流达到预设充电电流并关闭第三调节电阻。
所述中控模块根据待充电电池端电压的变化计算对应的充电电流，并根据计算结果判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，进一步提高了充电效率，优化了充电过程，从而保护了电池的使用性能。
具体而言，当所述检测模块检测的待充电电池端电压预设时间内不在发生变化时，所述中控模块判定充电完成、自动切换至保护电路以避免带充电电池出现过充电现象。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，包括：
检测模块，用以检测待充电电池端电压；
中控模块，其与所述检测模块相连，用以根据检测模块的检测结果判定是否需要对充电电流进行调节并根据调节后的充电电流确定开启的调节电阻的位置，在对待充电电池充电的过程中，中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压并根据检测结果判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，同时根据检测的待充电电池端电压判定是否需要关闭调节电阻或充电是否完成；
调节电阻模块，其与所述中控模块相连，包括第一调节电阻、第二调节电阻和第三调节电阻，用以对充电电流进行调节；
所述中控模块设有电池电压预设值U0,当待充电电池接入充电接口时，中控模块控制所述检测模块检测待充电电池端电压U并将U和U0进行比对，
若U≥U0，所述中控模块判定无需对充电电流进行调节；
若U＜U0，所述中控模块判定需对充电电流进行调节、计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，设定△U＝U0-U；
所述中控模块设有预设充电电流A0、第一预设电压差值△U1、第二预设电压差值△U2、第一预设电流调节系数α1、第二预设电流调节系数α2以及第三预设电流调节系数α3，其中，△U1＜△U2，0.8＜α1＜α2＜α3＜1，当所述中控模块判定U＜U0时，中控模块计算U与U0的差值△U并根据△U将充电电流调节至对应值，
若△U≤△U1，所述中控模块使用α3将充电电流调节至对应值；
若△U1＜△U≤△U2，所述中控模块使用α2将充电电流调节至对应值；
若△U2＜△U，所述中控模块使用α1将充电电流调节至对应值；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn将充电电流调节至对应值时，设定n＝1，2，3，调节后的充电电流记为A0’，设定A0’＝A0×αn。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，所述中控模块设有第一预设充电电流A1以及第二预设充电电流A2，其中，A1＜A2，当所述中控模块完成对充电电流的调节时，所述中控模块根据调节后的充电电流A0’选择开启的调节电阻，其中，第三调节电阻的电阻值小于第二调节电阻的电阻值，第二调节电阻的电阻值小于第一调节电阻的电阻值，
若A0’≤A1，所述中控模块开启第一调节电阻；
若A1＜A0’≤A2，所述中控模块开启第二调节电阻；
若A2＜A0’，所述中控模块开启第三调节电阻。
3.根据权利要求2所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，在对待充电电池充电的过程中，所述中控模块控制所述检测模块实时检测待充电电池端电压U1并将U1和U0进行比对，
若U1≥U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压达到电池电压预设值U0并关闭调节电阻；
若U1＜U0，所述中控模块判定待充电电池的端电压未达到电池电压预设值U0、计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，设定△U’＝U0-U1。
4.根据权利要求3所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，当所述中控模块判定U1＜U0时，中控模块计算U1与U0的差值△U’并根据△U’计算对应的充电电流，
若△U’≤△U1，所述中控模块使用α3计算对应的充电电流；
若△U1＜△U’≤△U2，所述中控模块使用α2计算对应的充电电流；
若△U2＜△U’，所述中控模块使用α1计算对应的充电电流；
当所述中控模块通过第n预设电流调节系数αn计算对应的充电电流时，设定n＝1，2，3，计算的充电电流记为A，设定A＝A0×αn。
5.根据权利要求4所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，所述中控模块根据计算的当前的充电电流A判定是否需要对调节电阻的开启位置进行变更，当调节后的充电电流A0’≤A1且开启的调节电阻为所述第一调节电阻时，
若A≤A1，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第一调节电阻；
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第一调节电阻关闭、第二调节电阻开启；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
6.根据权利要求5所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，当A1＜A0’≤A2且开启的调节电阻为所述第二调节电阻时，
若A1＜A≤A2，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第二调节电阻；
若A2＜A，所述中控模块判定需要对调节电阻的开启位置进行变更并控制第二调节电阻关闭、第三调节电阻开启。
7.根据权利要求6所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，当调节后的充电电流A0’＞A2且开启的调节电阻为所述第三调节电阻时，
若A2＜A，所述中控模块判定不需要对调节电阻的开启位置进行变更，将调节电阻的开启位置设置为第三调节电阻；
若A≥A0，所述中控模块判定充电电流达到预设充电电流并关闭第三调节电阻。
8.根据权利要求7所述的电动汽车用交流充电桩计量检测系统，其特征在于，当所述检测模块检测的待充电电池端电压预设时间内不在发生变化时，所述中控模块判定充电完成、自动切换至保护电路以避免带充电电池出现过充电现象。
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