CN115122959A - 一种新能源汽车交流充电方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车交流充电方法及系统；其中所述方法，包括：响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。本发明合理控制充电性能，能提升部件性能，提高使用寿命，提升充电效率，提升车辆使用安全性，对促进新能源汽车的推广与发展具有重要意义。

Description

一种新能源汽车交流充电方法及系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车交流充电技术领域，特别是涉及一种新能源汽车交流充电方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提到了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

近几年，新能源汽车在国家、地方政策的支持下，取得了较为快速的而发展。大部分类型的新能源都需要外接充电，目前充电技术也有了很大进步，充电设施也完善了很多。

在汽车行业中，新能源汽车的技术进步与发展，解决了部分环境和能源问题，但是仍存在着一定的技术缺陷。外接充电主要有两种：交流充电、直流充电。任何一种充电方式，都要考虑电池、甚至系统的可靠性、安全性等。

目前大部分私家车用户多数时间采用的是交流充电，主流的车载充电机是6.6kW，因为车辆使用环境的不同，必然会导致充电机、动力电池等系统温升，绝大多数工况冷却系统必然会启动工作。系统温升会降低部件的性能，影响使用寿命和车辆安全性，充电机、动力电池的温度对其工作时的效率有一定的影响，加之冷却系统工作会导致系统充电效率的降低。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种新能源汽车交流充电方法及系统；合理控制充电性能，能提升部件性能，提高使用寿命，提升充电效率，提升车辆使用安全性，对促进新能源汽车的推广与发展具有重要意义。

第一方面，本发明提供了一种新能源汽车交流充电方法；

一种新能源汽车交流充电方法，包括：

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

第二方面，本发明提供了一种新能源汽车交流充电系统；

一种新能源汽车交流充电系统，包括：整车控制器；

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

对新能源汽车的交流充电方案进行合理化设计，能够提升系统性能，提高系统可靠性和寿命，提升充电效率。通过整车控制器(VCU)、动力电池管理系统、充电机、冷却系统、影音娱乐系统(DVD)等对交流充电系统进行控制管理。实现提升用户使用体验、提高系统性能和可靠性，提高车辆安全性能，提高充电效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为实施例一的硬件连接关系示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例所有数据的获取都在符合法律法规和用户同意的基础上，对数据的合法应用。

本发明的交流充电管理方案通过DVD选择充电模式：“标准充电”、“健康充电”；本发明的交流充电管理方案通过DVD选择“预约充电”，设置充电开始时间和停止时间。本发明的交流充电管理方案通过DVD设置充电截止SOC。本发明的交流充电管理方案，选择“健康充电”模式时，系统会根据环境温度、动力电池温度、充电机温度等主动控制充电电流。本发明主要涉及整车控制器(VCU)、娱乐系统彩色大屏(DVD)、电池管理系统、充电机、冷却系统等。其中充电机额定输出功率为P。用户在充电前、充电过程中均可以通过DVD选择充电模式：“标准充电”、“健康充电”。

实施例一

本实施例提供了一种新能源汽车交流充电方法；

一种新能源汽车交流充电方法，包括：

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

进一步地，当所选择的充电模式是标准充电模式时，判断电池管理系统输出的电池最大允许充电功率与充电机的额定输出功率的大小；

如果电池最大允许充电功率大于充电机的额定输出功率，则整车控制器控制充电机按照充电机的额定输出功率为输出目标进行充电；

如果电池最大允许充电功率小于充电机的额定输出功率，则整车控制器控制充电机按照电池最大允许充电功率为输出目标进行充电。

进一步地，当所选择的充电模式是标准充电模式时，冷却系统根据汽车关键零部件的温度进行开启或关闭。

进一步地，如图1所示，整车控制器分别与充电机、冷却系统、环境温度传感器、低压供电系统、电池管理系统和DVD连接；所述冷却系统，包括：冷却水泵或冷却风扇。

进一步地，所述汽车关键零部件，包括：充电机、低压供电系统和电池等。

所述低压供电系统，是指DC-DC转换器，例如，高压转12V低压的系统。

进一步地，当所选择的充电模式是健康充电模式且环境温度在设定范围(比如低于25℃的范围)内时，整车控制器首先在充电机的额定输出功率范围内，根据环境温度设定充电功率的第一阈值(例如6kW)；第一阈值小于充电机的额定功率；

根据环境温度和汽车关键零部件的温度，计算不同温度下充电机、动力电池、低压供电系统、冷却风扇、冷却水泵的功率损耗，将所有的功率损耗求和；根据最小求和结果找出对应的充电功率；将找出的充电功率作为充电功率的第二阈值；

从第一阈值和第二阈值中选取最小阈值；

将最小阈值与设定的最低充电功率相比较，选取二者中的最大值；

将选取的最大值作为请求的充电功率；

按照请求的充电功率，计算请求的充电电流，按照请求的充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

应理解地，环境温度较高的环境，如果充电功率较大，充电机的温度、电池的温度温升都比较快，充电机温升快很容易导致冷却系统高负荷工作，增加低压系统的能耗，电池温升快，会降低安全性。

进一步地，当所选择的充电模式是健康充电模式且环境温度高于第三设定阈值(比如35℃)时，监控充电机和动力电池的温度升高速度，如果温度升高速度高于第四设定阈值(比如0.5℃/s)，则在当前充电功率的基础上乘以小于1的系数(比如0.8、0.7、0.6)，得到优化后的充电功率，并按照优化后的充电功率进行充电。

进一步地，当用户选择健康充电模式时，系统将在电池的最大允许充电功率、充电机的额定输出功率范围内(二者取小)，依据环境温度、关键零部件温度(充电机温度、低压供电系统温度、电池温度等)、关键零部件温升速度控制充电电机输出功率，通过控制充电功率，尽量降低充电机、动力电池等系统温升，防止关键零部件温度过高，减少或避免冷却系统参与工作(此模式下，冷却系统仍然依据关键零部件的温度开启或者关闭，只是通过主动控制充电功率，减少关键部件发热量，防止关键零部件达到开启冷却系统的温度阈值，或者防止关键零部件达到开启水泵、风扇开启更高转速的温度阈值)。

整车控制器负责采集环境温度，同时接收动力电池系统、低压供电系统、充电机系统的实时温度，根据各系统零部件的温度控制风风却系统工作；同时根据环境条件及系统各零部件的状态计算请求的充电电流，并发送给充电机，充电机按照整车控制器的请求执行，并将实际实际执行状态反馈给整车控制器。

健康充电模式下，整车控制器首先在充电机的额定输出功率范围内，根据环境温度设定充电功率的第一个阀值，防止环境温度较高时仍请求较大的充电功率，导致系统温升过快，引起冷却风扇和冷却水泵高速运转而增加系统能耗。环境温度小于某一温度时，按照充电机的额定功率进行请求，温度较高时，逐渐减小请求的充电功率，如表1所示。(T1＜T2＜……＜Tn，P额定＞P1＞……＞Pn)。

表1

整车控制器内部预设充电机、动力电池、低压供电系统不同温度点的工作效率(横坐标为温度、纵坐标为负载功率的二维表)，以及冷却风扇和冷却水泵不同转速的下的功率。根据输入的实时温度，依据功率损耗(充电机、动力电池、低压供电系统的功率损失+冷却风扇、冷却水泵的功率消耗)最低的原则，计算最优的充电功率作为充电功率的第二阈值。

充电功率的第一阀值与第二阈值取小后与设定的最低充电功率取大，作为请求的充电功率，并根据请求的充电功率计算出请求的充电电流发送给充电机。

环境温度高于某一温度值时，监控充电机、动力电池的温升速度，并根据温升高于预设阀值后，在当前的充电功率基础上乘以小于1的系数，温升越快，系数越小，直至预设的最低充电功率。

进一步地，当所选择的充电模式是预约充电模式时，根据预约的充电开始时间，整车控制器控制充电机对动力电池进行充电，根据预约的充点电结束时间，整车控制器控制充电机对动力电池停止充电。

进一步地，所述预约充电模式，包括单次预约充电模式和循环预约充电模式；单次预约仅一次充电有效，循环预约长期有效。

用户可在DVD中选择启用、禁用“预约充电”，预约充电可选择“单次预约”或者“循环预约”，单次预约仅一次充电有效，循环预约长期有效，预约充电界面可设置充电开始时间、充电结束时间，充电开始时间与结束时间可跨一天，用户选择开启预约充电后，充电将在达到预约充电开始时间时开启充电，充电完成或达到充电结束时间停止。预约充电时，所选择的充电模式有效。

进一步地，当所选择的充电模式是充电截止点设置模式时，判断充电截止点被启用或被禁用；

如果充电截止点被禁用，则默认充电到100％的时候结束充电过程；

如果充电截止点被启用，则充电到充电截止SOC(动力电池的荷电状态，State OfCharge)时，停止充电；

其中，充电截止点，可以按照5％的梯度进行调整。

用户可在DVD中启用、禁用充电截止点设置。选择禁用时，默认充电至100％结束(预约充电时，如果先达到充电结束时间条件也停止)；选择启用时，达到设置的充电截止SOC时停止充电(预约充电时，如果先达到充电结束时间也停止)；截止点设置可以以5％为梯度变化，在当前电量至100％之间设置(设置的最小值为60％，设置的最大值为100％)，充电截止点界面显示剩余续驶里程增加量(整车控制器根据当前SOC、设置的充电截止SOC进行计算增加的剩余续航)。充电截止点设置对“标准充电”模式、“健康充电”模式、预约充电均有效。

实施例二

本实施例提供了一种新能源汽车交流充电系统；

一种新能源汽车交流充电系统，包括：整车控制器；

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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 (10)

1.一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，包括：

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

2.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是标准充电模式时，判断电池管理系统输出的电池最大允许充电功率与充电机的额定输出功率的大小；

如果电池最大允许充电功率大于充电机的额定输出功率，则整车控制器控制充电机按照充电机的额定输出功率为输出目标进行充电；

如果电池最大允许充电功率小于充电机的额定输出功率，则整车控制器控制充电机按照电池最大允许充电功率为输出目标进行充电。

3.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是健康充电模式且环境温度在设定范围内时，整车控制器首先在充电机的额定输出功率范围内，根据环境温度设定充电功率的第一阈值；第一阈值小于充电机的额定功率；

根据环境温度和汽车关键零部件的温度，计算不同温度下充电机、动力电池、低压供电系统、冷却风扇、冷却水泵的功率损耗，将所有的功率损耗求和；根据最小求和结果找出对应的充电功率；将找出的充电功率作为充电功率的第二阈值；

从第一阈值和第二阈值中选取最小阈值；

将最小阈值与设定的最低充电功率相比较，选取二者中的最大值；

将选取的最大值作为请求的充电功率；

按照请求的充电功率，计算请求的充电电流，按照请求的充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

4.如权利要求3所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是健康充电模式且环境温度高于第三设定阈值时，监控充电机和动力电池的温度升高速度，如果温度升高速度高于第四设定阈值，则在当前充电功率的基础上乘以小于1的系数，得到优化后的充电功率，并按照优化后的充电功率进行充电。

5.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是预约充电模式时，根据预约的充电开始时间，整车控制器控制充电机对动力电池进行充电，根据预约的充点电结束时间，整车控制器控制充电机对动力电池停止充电。

6.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，所述预约充电模式，包括单次预约充电模式和循环预约充电模式；单次预约仅一次充电有效，循环预约长期有效。

7.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是充电截止点设置模式时，判断充电截止点被启用或被禁用；

如果充电截止点被禁用，则默认充电到100％的时候结束充电过程；

如果充电截止点被启用，则充电到充电截止动力电池的荷电状态时，停止充电；其中，充电截止点，按照梯度进行调整。

8.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，当所选择的充电模式是标准充电模式时，冷却系统根据汽车关键零部件的温度进行开启或关闭。

9.如权利要求1所述的一种新能源汽车交流充电方法，其特征是，所述汽车关键零部件，包括：充电机、低压供电系统和电池。

10.一种新能源汽车交流充电系统，其特征是，包括：整车控制器；

响应于所选择的充电模式，整车控制器控制充电机向电池进行充电；

所述充电模式，包括：标准充电模式、健康充电模式、预约充电模式和/或充电截止点设置模式；

其中，所述健康充电模式，是指整车控制器综合考虑环境温度和汽车关键零部件的温度计算出充电电流，按照充电电流控制充电机对动力电池进行充电。

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