CN210733892U

CN210733892U - 一种电动汽车充电安全保护装置

Info

Publication number: CN210733892U
Application number: CN201920208650.3U
Authority: CN
Inventors: 吴恒
Original assignee: Shanghai Rensenergy Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Rensenergy Technology Co ltd
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2029-02-19

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车充电安全保护装置。该安全保护装置中有一个第三方充电监控系统。在电动汽车充电时，该第三方充电监控装置侦听充电桩与车辆BMS之间传输的通讯国际报文，实时获取充电时电池的温度、充电电压等充电参数并判断是否出现过温、过压等充电异常情况，当出现充电异常情况时，主动终止充电过程，防止充电事故的发生。同时、该充电监控装置还将充电过程中的各种状态参数上传云端，方便用户通过终端APP及时掌握电动汽车的充电过程以及电池健康状态。

Description

一种电动汽车充电安全保护装置

技术领域

本实用新型提供一种电动汽车充电安全保护装置，该充电安全保护装置包括一个独立于充电桩和车载BMS以外的第三方充电监控系统；该第三方充电监控系统用于时刻侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文，以确定充电过程中是否出现异常情况，当确定充电过程中出现异常及时通知用户、主动发送相关报文终止充电过程以确保电动汽车充电过程的安全性，减少充电起火事故的发生。

背景技术

传统汽车采用以石油为主的化石燃料，行驶过程中排放大量的以及硫化物加急全球温度的上升以及环境污染。采用电池组作为源的电动汽车替代的化石燃料作为源的传统汽车以减轻化石能源的紧张、减少污染排放，受到各国政府以及人民青睐。得益于政府的政策扶持以及大众环保意识的日益增强，各地开始大规模兴建充电机，电动汽车加速进入社会大众的生活。作为电动汽车核心部件的电池的安全性以及健康状态，尤其是充电过程中的安全性成为行业以及大众关注的焦点。如何确保电池的安全可靠成为行业急需解决的问题。车载电池管理系统(BMS)的出现部分地解决了该问题。BMS俗称电池保姆或电池管家，主要用于智能化管理及维护电动汽车的各个电池模块，监控电池的状态、防止电池出现过充电和过放电，延长电池的寿命。但是，由于充电桩允许车载电池充电电压、温度等参数与实际车辆的电池充电电压容限、温度耐受值常常存在不一致的情况(例如充电桩允许车载电池充电电压高于实际车辆的电池充电电压容限，此时可能导致充电起火，但充电桩并不会主动终止充电过程)，同时车载BMS和充电桩并不会将充电过程中的状态参数时展现给用户，导致用户无法及时了解电池充电过程的状态，无法在电池充电过程中出现过温、过压或者充电枪口过温等其它不合规范的情况时及时向用户预警，更无法及时阻止电动汽车在充电过程中由于过压、过温导致的充电起火事故。为此，人们在为自己的电动汽车充电时，常处于紧张不安的状态。

实用新型内容

本实用新型提供一种电动汽车充电安全保护装置，该充电安全保护扎估值包括一个独立于充电桩和车载BMS以外的第三方充电监控系统；该系统用于时刻侦听充电过程中车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文，及时获取充电时电池的状态向用户进行反馈。并且在出现过温、过压等不合规范的情形时及时向用户进行预警，极端情况下主动终止充电过程以防止充电起火事故的发生。

本实用新型提供的充电枪的实现方式通过以下内容来体现：

一种电动汽车充电安全保护装置，其中设置有第三方充电监控系统，该第三方充电监控系统用于侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文、实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以判断电池充电时是否过温、过压，并将所述充电状态参数通过无线传输模块及天线地推送到用户终端APP供用户查看，所述充电状态参数至少包括电池温度、充电电压；同时该充电监控系统还检测充电枪口的温度，判断充电过程中充电枪口是否过温；当判断充电过程中电池过温/过压、或者充电枪口过温时，将进行异常处理，实现在电池的温度/充电电压/充电枪口温度到达用户设定的安全保护阈值时，主动终止充电。

其中、所述第三方充电监控系统可以设置在配合充电桩使用的充电枪的适配器中。在物理结构组成上，该充电监控系统包括:MCU、存储器、状态指示模块、无线传输模块及天线、温度传感器、供电电源以及辅助电池。其中、所述MCU用于实时侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文、实时获取电池充电状态参数进行本地存储，判断充电时电池是否过温、过压，将所获取的充电状态参数经由无线传输模块及天线地推送到云端或直接推送到用户终端APP、以便用户及时了解充电过程，所述充电状态参数包括温度、充电电压等。所述温度传感器用于实时检测充电枪口的温度，将检测数据反馈给所述MCU，所述MCU将所述检测数据与预设的充电枪口温度阈值进行比较，判断充电枪口是否过高。当所述MCU判断充电过程中电池过温/过压、或者充电枪口过温时，该系统执行异常处理、主动发送终止报文到车载BMS和充电桩，终止充电。

进一步地，所述第三方充电监控系统的供电电源用于从充电枪中BMS供电的供电线获取12V或24V电压进行供电。所述第三方充电监控系统在充电机与BMS开始握手前与用户手机/云端进行通信连接，获取监控指令以及用于后续比较的相关参数的安全保护阈值。

附图说明

图1为本实用新型提供的电动汽车充电安全保护装置中的第三方充电监控系统的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供一种电动汽车充电安全保护装置，其特点是在该充电安全保护装置中设置有用于侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文的第三方充电监控系统。图1示意了所述第三方充电监控系统与充电桩系统和车载BMS之间的关系。如图1所示，该第三方充电监控系统包括：MCU、状态指示模块、无线传输模块及天线、温度传感器、供电电源以及辅助电池(存储器未示意)。该第三方充电监控系统独立于充电机和车载BMS之外，可以设置安装于充电枪的适配器中。其中、所述供电电源从充电枪中的BMS供电线获取12V或24V电压对整个系统供电。辅助电池用于在供电电源无法正常地从BMS供电线获取电能供电的情况下，辅助性地对整个系统进行供电。所述温度传感器用于实时检测充电枪口的温度、将检测数据反馈给所述MCU，以便MCU及时发现充电枪口过温的异常情况。

电动汽车在充电过程中、车载BMS通过充电枪中的CAN总线与充电机进行连接，并按照GB-T27930-2015或GB-T27930-2011协议进行通信，车载BMS和充电桩之间通过标准报文来实时获取对方的状态信息。其中、BMS发送的状态信息包括电池充电状态信息，包括电池的充电电压、充电电流、充电温度、电池的剩余容量等。本发明提供的充电安全保护装置中，所述第三方充电监控系统通过侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文，实时获取电池充电状态参数。所述第三方充电监控系统将获取的充电状态参数进行本地存储后；一方面、根据预设的电池电压阈值和电池温度阈值、判断充电过程中电池是否过温、过压；另一方面、将所述充电状态参数通过无线传输模块及天线地推送到云端供用户查询或直接推送到用户终端APP、以便用户及时了解充电过程。当所述充电监控系统判断充电过程中电池过温/过压、或者充电枪口过温时，该充电监控系统将及时进行异常处理，实现在电池的温度/充电电压/充电枪口温度到达用户设定的安全保护阈值时，主动终止充电。该充电监控系统执行的异常处理主要实现：当所述充电监控系统的MCU判断电池过温/过压、或者充电枪口温度过高时、触发状态指示模块发出警报，并通过无线传输模块及天线经由云端向用户手机端APP发送充电状态信息和告警信息，同时主动发送BST报文给充电机、CST报文给BMS终止充电过程；所述状态指示模块可以是显示模块、声音输出模块或者声光混合模块。如图1所示，云端收集所述充电监控系统发送的数据并进行处理，及时向用户手机端APP发送充电状态信息以及告警信息。可替代地，所述充电监控系统可以通过无线传输模块及天线直接将告警信息以及充电状态信息发送到用户手机端APP，便于用户及时了解充电过程。

优选地，设置用于比较的相关参数的安全保护阈值包括：第一电压阈值V1、第二电压阈值V2，第一温度阈值T1、第二温度阈值T2以及充电枪口温度阈值，V1<V2、T1<T2。其中、所述第一电压阈值V1、第二电压阈值V2以及第一温度阈值T1、第二温度阈值T2可以根据具体的车辆的识别结果自动设置，也可以由用户通过手机端APP自行设置并在当次充电完成后将自动清除。所述异常处理具体为：根据实时获取时刻i的电池温度、电池充电电压，当确定或或充电枪口温度高于所述充电枪口温度阈值时，主动发送BST报文给充电机、CST报文给BMS以终止充电过程(即实现在电池的温度/充电电压/充电枪口温度到达用户设定的安全保护阈值时，主动终止充电)，并通过手机APP告知用户终止充电的原因；当确定T1<<T2或者V1<<V2指示状态模块发出警报，并通过无线传输模块及天线向用户手机APP发送充电状态信息以及告警信息，延迟一定时间后、如果充电机或BMS未发送充电终止报文，则主动发送BST报文给充电机、CST报文给BMS终止充电过程。

进一步地，所述第三方充电监控系统在充电握手协议开始后，还记录CAN总线上传输的报文以获取的车辆以及充电桩的状态参数，辅助判断该充电桩和对应的车辆之间是否满足充电条件，若不满足，则主动发送BST、CST两种报文，停止充电并发送通知消息到云端或用户手机端APP；并且在充电过程中记录电池充电时的状态信息、并计算电池内阻，在确定充电过程正常结束后统计本次充电过程中各时刻电池的状态数据、并将该数据制作成电池状态报表后发送到云端数据库以供用户手机APP进行查询,或者直接将电池状态报表直接发送到用户手机APP上进行显示。

通过本实用新型提供的电动汽车充电安全保护装置能够使用户及时掌握电动汽车充电过程，当出现充电异常情况时，及时告知用户并采取适当的措施来防止充电起火事故的反生，减少用户在电动汽车充电时的焦虑感。

本实用新型不限于实施例，而是涵盖落入所附权利要求的范围内的各种明显的修改和等同布置。尽管本实用新型的特征在权利要求书中以某些组合来表达，但是预期这些特征以任何组合和顺序来布置。

Claims

1.一种电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，该安全保护装置中设置有第三方充电监控系统，所述第三方充电监控系统用于侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文、实时获取电池的充电状态参数进行本地存储以判断电池充电时是否过温、过压，并将所述充电状态参数通过无线传输模块及天线地推送到用户终端APP供用户查看；同时所述第三方充电监控系统还检测充电枪口的温度，判断充电过程中充电枪口是否过温；当判断充电过程中电池过温/过压、或者充电枪口过温时，将进行处理，实现在电池的温度/充电电压/充电枪口温度到达用户设定的安全保护阈值时，主动终止充电；

所述的第三方充电监控系统包括：MCU、存储器、状态指示模块、温度传感器、无线传输模块及天线、供电电源以及辅助电池；其中、所述MCU用于侦听车载BMS和充电桩之间通过CAN总线传输的标准报文、实时获取电池的充电状态参数存储到所述存储器中，并将所述充电状态参数通过无线传输模块及天线地推送到用户终端APP供用户查看，所述充电状态参数至少包括电池温度、充电电压；所述温度传感器用于检测充电枪口的温度，并将检测数据反馈给所述MCU；所述MCU根据所述实时获取电池的充电状态参数、所述温度传感器的检测数据判断电池充电时是否过温、过压以及充电枪口是否过温，当判断充电过程中电池过温/过压、或者充电枪口过温时，执行异常处理；所述供电电源用于从充电枪中BMS供电的供电线获取12V或24V电压对整个充电监控系统供电。

2.如权利要求1所述的电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，所述第三方充电监控系统还用于充电机与BMS开始握手前与用户手机/云端进行通信连接，获取监控指令以及用于后续比较的相关参数的安全保护阈值；所述相关参数的安全保护阈值可以根据具体的车辆的识别结果自动设置，可以由用户通过手机端APP自行设置。

3.如权利要求1所述的电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，所述无线传输模块及天线用于将MCU获取的所述充电状态参数上传到云端使用户能通过终端APP及时了解充电过程。

4.如权利要求1或3所述的电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，所述第三方充电监控系统在充电握手协议开始后，还记录CAN总线上传输的报文以获取的车辆以及充电桩的状态参数，辅助判断该充电桩和对应的车辆之间是否满足充电条件，若不满足，则主动发送BST、CST两种报文，停止充电并发送通知消息到云端或用户手机端APP；并且在充电过程中记录电池充电时的状态信息、并计算电池内阻，在确定充电过程正常结束后统计本次充电过程中各时刻电池的状态数据、并将该数据制作成电池状态报表后发送到云端数据库以供用户手机APP进行查询，或者直接将电池状态报表直接发送到用户手机APP上进行显示。

5.如权利要求1所述的电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，所述第三方充电监控系统执行的异常处理包括：当所述充电监控系统的MCU判断电池过温/过压、或者充电枪口温度过高时、触发状态指示模块发出警报，并通过无线传输模块及天线经由云端向用户手机端APP发送充电状态信息和告警信息，同时主动发送BST报文给充电机、CST报文给车载BMS以终止充电过程。

6.如权利要求4所述的电动汽车充电安全保护装置，其特征在于，所述第三方充电监控系统设置在配合充电桩使用的充电枪的适配器中。