CN117341503A - 一种电动汽车的充放电控制系统及控制方法、电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的充放电控制系统及控制方法、电动汽车，包括：第一开关单元和第二开关单元串联设置在第一充放电接口和动力电池之间；车载双向交流充电机的一端通过第三开关单元与第二充放电接口电连接，车载双向交流充电机的另一端通过第二开关单元与动力电池电连接；第一充放电接口与第二充放电接口之间设置有第四开关单元；控制单元用于获取充放电模式，并根据充放电模式控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。以上技术方案，满足任意模式下的充电或放电需求，提升电动汽车的充、放电智能化和多样化。

Description

一种电动汽车的充放电控制系统及控制方法、电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车的充放电控制系统及控制方法、电动汽车。

背景技术

随着电动车辆的普及，给车辆充电以及车辆对外放电已成为电动车主的日常活动。电动车辆普遍搭载有一个交流充电口、一个直流充电口，分别可以实现交流充电(即慢充)和直流充电(即快充)，用户根据外接充电设备的类型以及充电快慢需求选择采用交流充电还是直流充电。

然而，交流充电和直流充电是独立运行的，要么直流充电、要么交流充电，二者无法同时进行具有排他性，这对车辆配置来说是一种隐形浪费，并且无法满足不同需求下的充电或放电需求。

发明内容

本发明提供一种电动汽车的充放电控制系统及控制方法、电动汽车，以满足任意模式下的充电或放电需求，提升电动汽车的充、放电智能化和多样化。

第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车的充放电控制系统，包括：第一充放电接口、第二充放电接口、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、车载双向交流充电机、动力电池和控制单元；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联设置在所述第一充放电接口和所述动力电池之间；

所述车载双向交流充电机的一端通过所述第三开关单元与所述第二充放电接口电连接，所述车载双向交流充电机的另一端通过所述第二开关单元与所述动力电池电连接；

所述第一充放电接口与所述第二充放电接口之间设置有所述第四开关单元；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元和所述车载双向交流充电机均与所述控制单元电连接；

所述控制单元用于获取充放电模式，并根据所述充放电模式控制所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元的导通或断开，以使所述电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

第二方面，一种电动汽车的充放电控制方法，其特征在于，由第一方面所述的电动汽车的充放电控制系统执行；所述电动汽车的充放电控制方法包括：

获取用户操作指令；

根据用户操作指令确定所述电动汽车的充放电模式；

根据所述充放电模式控制所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元的导通或断开，以使所述电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

第三方面，本发明实施例提供了电动汽车，包括第一方面所述的电动汽车的充放电控制系统。

本发明提供的方案，通过设置第一开关单元和第二开关单元串联设置在第一充放电接口和动力电池之间，以控制第一充分放电接口与动力电池之间的直流电传输路径的导通或断开；车载双向交流充电机的一端通过第三开关单元与第二充放电接口电连接，车载双向交流充电机的另一端通过第二开关单元与动力电池电连接，可实现将交流电转换成直流电提供至动力电池，或者将动力电池的直流电转换成交流电输出至第二充放电接口；第一充放电接口与第二充放电接口之间设置有第四开关单元，可使得车载双向交流充电机输出的交流电提供至第一充放电接口；第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和车载双向交流充电机均与控制单元电连接；控制单元用于获取充放电模式，并根据充放电模式控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电，如此可以使电动汽车进行不同充放电模式下的充电或放电，提升电动汽车的充放电控制系统的智能化和多样性，满足不同用户的需求，提升用户体验，且该控制结构简单、成本低。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图虽然是本发明的一些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，可以根据本发明的各种实施例所揭示和提示的器件结构，驱动方法和制造方法的基本概念，拓展和延伸到其它的结构和附图，毋庸置疑这些都应该是在本发明的权利要求范围之内。

图1为现有的电动汽车的充放电控制系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的一种电动汽车的充放电控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一充放电接口和第二充放电接口的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种电动汽车的充放电控制系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电动汽车的充放电控制方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，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所揭示和提示的基本概念，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为现有的电动汽车的充放电控制系统的结构图，如图1所示，该控制系统包括直流充电口10’、交流充电口20’、开关单元30’、车载双向交流充电机40’和动力电池50’，第一开关单元31’和第二开关单元32’依次设置在直流充电口10’和动力电池50’之间，车载双向交流充电机40’的第一端与交流充电口20’电连接，车载双向交流充电机40’第二端通过第二开关单元32’与动力电池50’电连接之间。当进行直流充电时，第一开关单元31’和第二开关单元32’导通，直流充电口10’可将接收到的直接电传输至动力电池50’，而当进行交流充电时，第一开关单元31’断开，第二开关单元32’导通，交流充电口20’可将接收到的交流电传输至车载双向交流充电机40’，由车载双向交流充电机40’将交流电转换成直流电，然后继续传输至动力电池50’。然而，该充放电控制系统中的交流充电和直流充电是独立运行的，要么直流充电、要么交流充电，二者无法同时进行具有排他性，这对车辆配置来说是一种隐形浪费。进一步的，当需要动力电池50’向外进行放电时，只能通过控制第一开关单元31’和第二开关单元32’导通，使得直流充电口10’进行直流放电，或者，控制第二开关单元32’导通，使得交流充电口20’进行交流放电，不能根据用户需求选择性提供直流电和/或交流电，降低用户体验。

针对上述问题，图2为本发明实施例提供的一种电动汽车的充放电控制系统的结构示意图，如图2所示，电动汽车的充放电控制系统包括：第一充放电接口10、第二充放电接口20、第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33、第四开关单元34、车载双向交流充电机40、动力电池50和控制单元60；第一开关单元31和第二开关单元32串联设置在第一充放电接口10和动力电池50之间；车载双向交流充电机40的一端通过第三开关单元33与第二充放电接口20电连接，车载双向交流充电机40的另一端通过第二开关单元32与动力电池50电连接；第一充放电接口10与第二充放电接口20之间设置有第四开关单元34；第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33、第四开关单元34和车载双向交流充电机40均与控制单元60电连接；控制单元60用于获取充放电模式，并根据充放电模式控制第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

其中，控制单元可以是指电动汽车的整车控制器。

动力电池50包括正极性端(+)和负极性端(-)，因此，第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34均包括两个子开关。

图3为本发明实施例提供的第一充放电接口和第二充放电接口的结构示意图，参考图3所示，第一充放电接口10和第二充放电接口20的具体结构和尺寸并不相同，以防止用户会分不清，充电时插错枪容易导致无法使用，甚至可能损坏车辆。其中，第一充放电接口10和第二充放电接口20都是外部为绝缘材料，内部是由铜端子和铜导线构成的电连接接口，采用该充电接口，既能实现通直流电，也能实现通交流电，充电接口并不会损坏。

可选的，继续参考图2和图3，本实施例中的第一充放电接口10用于传输交流电或直流电；第二充放电接口20用于传输交流电。

具体的，车载双向交流充电机40可以将直流电逆变转换成交流电，也可以将交流电整流成直流电。控制单元60会根据当前的充放电模式，控制第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34的导通或断开，其中，充放电模块式包括充电模式和放电模式，通常两种模式不能同时进行，充电模式例如可以包括直流充电模式、交流充电模式和交直流双充模式，放电模式包括直流放电模式、交流放电模式、交直流双放模式和交流双放模式等，根据不同的模式，控制单元60可控制第一开关单元31、第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式下的充电或放电，提升电动汽车的充放电控制系统的智能化和多样性，满足不同用户的需求，提升用户体验，且该控制结构简单、成本低。

本实施例中，通过设置第一开关单元和第二开关单元串联设置在第一充放电接口和动力电池之间，以控制第一充分放电接口与动力电池之间的直流电传输路径的导通或断开；车载双向交流充电机的一端通过第三开关单元与第二充放电接口电连接，车载双向交流充电机的另一端通过第二开关单元与动力电池电连接，可实现将交流电转换成直流电提供至动力电池，或者将动力电池的直流电转换成交流电输出至第二充放电接口；第一充放电接口与第二充放电接口之间设置有第四开关单元，可使得车载双向交流充电机输出的交流电提供至第一充放电接口；第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元和车载双向交流充电机均与控制单元电连接；控制单元用于获取充放电模式，并根据充放电模式控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电，如此可以使电动汽车进行不同充放电模式下的充电或放电，提升电动汽车的充放电控制系统的智能化和多样性，满足不同用户的需求，提升用户体验，且该控制结构简单、成本低。

可选的，继续参考图2，充放电模式包括直流充电模式或直流放电模式；控制单元60用于在直流充电模式或直流放电模式下，控制第一开关单元31和第二开关单元32导通，第三开关单元33和第四开关单元34断开。

具体的，无论在直流充电模式下，还是在直流放电模式下，控制单元60此时控制第一开关单元31和第二开关单元32导通，使得第一充放电接口10接收到的直流电通过导通的第一开关单元31和第二开关单元32传输至动力电池50，对动力电池50进行直流充电，或者使得动力电池50的直流电通过导通的第二开关单元32和第一开关单元31传输至第一充放电接口10，进行直流放电。在此过程中，控制单元60会控制第三开关单元33和第四开关单元34断开，以避免动力电池50在放电过程中，其提供的直流电通过第二充放电接口20输出，提高系统的安全性。

可选的，继续参考图2，充放电模式包括交流充电模式；控制单元60用于在交流充电模式下，控制第一开关单元31和第四开关单元34断开，第二开关单元32和第三开关单元33导通，并控制车载双向交流充电机40将第二充放电接口20接收的交流电转换成直流电，提供至动力电池50。

具体的，在交流充电模式下，控制单元60会控制第三开关单元33导通，使得第二充放电接口20接收的交流电提供至车载双向交流充电机40，此时控制单元60会控制车载双向交流充电机40将交流电转换成直流电，以及控制第二开关单元32导通，使得直流电通过导通的第二开关单元32传输至动力电池50。在此过程中，控制单元60会控制第一开关单元31和第四开关单元34断开，避免第二充放电接口20接收的交流电传输至第一充放电接口10，或者动力电池50，提高系统的安全性。

可选的，继续参考图2，充放电模式包括交流放电模式；控制单元60用于在交流放电模式下，控制第一开关单元31和第四开关单元34断开，第二开关单元32和第三开关单元33导通，并控制车载双向交流充电机40将动力电池50提供的直流电转换成交流电，提供至第二充放电接口20。

具体的，交流放电模式下，控制单元60控制第一开关单元31和第四开关单元34断开，第二开关单元32和第三开关单元33导通，使得动力电池50提供的直流电提供至车载双向交流充电机40，同时控制单元60控制车载双向交流充电机40将接收到的直流电逆变成交流电，并通过导通的第三开关单元33传输至第二充放电接口20。在此过程中，控制单元60可以控制第一开关单元31和第四开关单元34断开，提高系统安全性。

或者，在另外一个实施例中，由于第一充放电接口10可以通直流或交流，还可以由控制单元60控制第二开关单元32和第四开关单元34导通，使得动力电池50提供的直流电提供至车载双向交流充电机40，同时控制单元60控制车载双向交流充电机40将接收到的直流电逆变成交流电，使得该交流电通过导通的第一充放电接口10输出。在此过程中，控制单元60可以控制第一开关单元31和第三开关单元33断开，提高系统安全性。

需要注意的是，在交流放电模式下，可根据用户的需求选择交流电通过第一充放电接口10输出或第二充放电接口20输出，当通过其中一个接口进行放电时，另一个接口可以断开放电路径，提高整个系统的安全性。

可选的，图4为本发明实施例提供的另一种电动汽车的充放电控制系统的结构示意图，如图4所示，电动汽车的充放电控制系统还包括电压传感器70，电压传感器70设置在第一充放电接口10和第一开关单元31之间，用于将采集的第一电压传输至控制单元60；充放电模式包括交直流双充模式；控制单元60用于在交直流双充模式下，控制第一开关单元31、第二开关单元32和第三开关单元33均导通，并根据第一电压为参考，控制车载双向交流充电机40将第二充放电接口20接收的交流电转化成直流电，以使直流电的电压值等于第一电压。

具体的，在交直流双充模式下，第一充放电接口10接收直流电，第二充放电接口20接收交流电，控制单元60控制第一开关单元31、第二开关单元32和第三开关单元33均导通，使得第一充放电接口10接收的直流电通过导通的第一开关单元31和第二开关单元32传输至动力电池50，同时使得二充放电接口20接收的交流电传输至车载双向交流充电机40，控制单元40控制车载双向交流充电机40将交流电转换成直流电，并通过导通的第二开关单元32传输至动力电池50，实现第一充放电接口10和第二充放电接口20对动力电池50进行同时充电。进一步的，控制单元60在控制车载双向交流充电机40将交流电转化成直流电的过程中，可将电压传感器70采集的第一电压作为参考，控制车载双向交流充电机40输出的直流电的电压值等于第一电压，如此可保证利用第一充放电接口10和第二充放电接口20同时对动力电池50充电的电压相同，避免一个电压高，一个电压低将影响动力电池50的充电稳定性。

可选的，继续参考图2所示，充放电模式包括交直流双放模式；控制单元60用于在交直流双放模式下，控制第一开关单元31、第二开关单元32和第三开关单元33导通，第四开关单元34断开，以及控制车载双向交流充电机40将动力电池50提供的直流电转换成交流电，提供至第二充放电接口20。

具体的，在交直流双放模式，控制单元60控制第一开关单元31、第二开关单元32和第三开关单元33导通，使得动力电池50提供的直流电可以通过导通的第一开关单元31和第二开关单元32传输至第一充放电接口10进行直流放电，同时，控制控制车载双向交流充电机40将直流电转换成交流电，并通过导通的第三开关单元33传输至第二充放电接口20进行交流放电。

可选的，继续参考图2所示，充放电模式包括交流双放模式；控制单元60用于在交流双放模式下，控制第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34导通，第一开关单元31断开，以及控制车载双向交流充电机40将动力电池50提供的直流电转换成交流电，分别提供至第一充放电接口10和第二充放电接口20。

具体的，在交流双放模式下，可利用第一放电接口10能够传输交流电进行放电，如此控制单元60可控制第二开关单元32、第三开关单元33和第四开关单元34导通，使得动力电池60提供的直流电提供至车载双向交流充电机40，并控制车载双向交流充电机40将直流电转换成交流电，然后通过导通的第三开关单元33传输至第二充放电接口20，以及通过导通的第四开关单元34传输至第一充放电接口10，实现两个充分放电接口能够同时进行交流放电。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电动汽车的充放电控制方法，由上述任一实施例提供的电动汽车的充放电控制系统执行。图5为本发明实施例提供的一种电动汽车的充放电控制方法的流程图，如图5所示电动汽车的充放电控制方法包括：

S10、获取用户操作指令。

具体的，用户可以是通过触控面板、按键或者远程设备等生成的操作指令。

S20、根据用户操作指令确定电动汽车的充放电模式。

其中，用户操作指令不同对应的电动汽车的充放电模式也会不同。

S30、根据充放电模式控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

本实施例中，通过获取用户操作指令，并根据用户操作指令确定电动汽车的充放电模式，然后再根据确定的充放电模式控制第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元的导通或断开，以使电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电，如此可以使电动汽车进行不同充放电模式下的充电或放电，提升电动汽车的充放电控制系统的智能化和多样性，满足不同用户的需求，提升用户体验，且该控制结构简单、成本低。

此外，本发明还提供了一种电动汽车，包括上述任一实施例提供的电动汽车的充放电控制系统。

具体的，该电动汽车可以是纯电动汽车，也可以油电混合的电动汽车。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，包括：第一充放电接口、第二充放电接口、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元、第四开关单元、车载双向交流充电机、动力电池和控制单元；

所述第一开关单元和所述第二开关单元串联设置在所述第一充放电接口和所述动力电池之间；

所述车载双向交流充电机的一端通过所述第三开关单元与所述第二充放电接口电连接，所述车载双向交流充电机的另一端通过所述第二开关单元与所述动力电池电连接；

所述第一充放电接口与所述第二充放电接口之间设置有所述第四开关单元；

所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元、所述第四开关单元和所述车载双向交流充电机均与所述控制单元电连接；

所述控制单元用于获取充放电模式，并根据所述充放电模式控制所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元的导通或断开，以使所述电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括直流充电模式或直流放电模式；

所述控制单元用于在直流充电模式或直流放电模式下，控制所述第一开关单元和所述第二开关单元导通，所述第三开关单元和所述第四开关单元断开。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括交流充电模式；

所述控制单元用于在交流充电模式下，控制所述第一开关单元和所述第四开关单元断开，所述第二开关单元和所述第三开关单元导通，并控制所述车载双向交流充电机将所述第二充放电接口接收的交流电转换成直流电，提供至所述动力电池。

4.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括交流放电模式；

所述控制单元用于在交流放电模式下，控制所述第一开关单元和所述第四开关单元断开，所述第二开关单元和所述第三开关单元导通，并控制所述车载双向交流充电机将所述动力电池提供的直流电转换成交流电，提供至所述第二充放电接口；或者，

所述控制单元用于在交流放电模式下，控制所述第一开关单元和所述第三开关单元断开，所述第二开关单元和所述第四开关单元导通，并控制所述车载双向交流充电机将所述动力电池提供的直流电转换成交流电，提供至所述第一充放电接口。

5.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括交直流双充模式；

所述电动汽车的充放电控制系统还包括电压传感器，所述电压传感器设置在所述第一充放电接口和所述第一开关单元之间，用于将采集的第一电压传输至控制单元；

所述控制单元用于在交直流双充模式下，控制所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元均导通，并根据所述第一电压为参考，控制所述车载双向交流充电机将所述第二充放电接口接收的交流电转化成直流电，以使所述直流电的电压值等于所述第一电压。

6.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括交直流双放模式；

所述控制单元用于在所述交直流双放模式下，控制所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元导通，所述第四开关单元断开，以及控制所述车载双向交流充电机将所述动力电池提供的直流电转换成交流电，提供至所述第二充放电接口。

7.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述充放电模式包括交流双放模式；

所述控制单元用于在所述交流双放模式下，控制所述第二开关单元、第三开关单元和所述第四开关单元导通，所述第一开关单元断开，以及控制所述车载双向交流充电机将所述动力电池提供的直流电转换成交流电，分别提供至所述第一充放电接口和所述第二充放电接口。

8.根据权利要求1所述的电动汽车的充放电控制系统，其特征在于，所述第一充放电接口用于传输交流电或直流电；

所述第二充放电接口用于传输交流电。

9.一种电动汽车的充放电控制方法，其特征在于，由权利要求1-8任一项所述的电动汽车的充放电控制系统执行；所述电动汽车的充放电控制方法包括：

获取用户操作指令；

根据用户操作指令确定所述电动汽车的充放电模式；

根据所述充放电模式控制所述第一开关单元、所述第二开关单元、所述第三开关单元和所述第四开关单元的导通或断开，以使所述电动汽车进行不同充放电模式的充电或放电。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电动汽车的充放电控制系统。