CN218343278U - 一种适用于phev车型的拓展充电系统 - Google Patents

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黄吉
张明
严康
熊威
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Abstract

本实用新型涉及PHEV车型的充电技术领域，本实用新型提供一种适用于PHEV车型的拓展充电系统，包括：依次连接的交直流充电插座、OBC、动力电池和MCU，以及，串接于所述动力电池和所述MCU之间并与所述交直流充电插座连接的DC‑BOX控制器；其中：所述DC‑BOX控制器通过整车CAN与BMS通信连接，所述DC‑BOX控制器通过快充CAN与VCU通信连接。本实用新型针对已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型，在将交流充电插座更换为交直流充电插座之后，通过增加DC‑BOX控制器，来实现直流快充功能，以解决传统的PHEV车型没有直流快充的短板问题，给用户更全面、更便捷的充电补能方式，让用户尽可能多用纯电模式驾驶，可节省充电时间和用车成本，可广泛应用于传统的PHEV车型的售后加装改制。

Description

一种适用于PHEV车型的拓展充电系统
技术领域
本实用新型涉及PHEV车型的充电技术领域，特别是涉及一种适用于PHEV车型的拓展充电系统。
背景技术
PHEV车型，属于插电混动车型，是属于纯电车和燃油车之间的一种新能源车型，既有传统汽车的发动机、变速器、传动系统、油路、油箱，也有纯电动汽车的电池、电动机、控制电路，而且电池容量比较大，有充电接口。它综合了纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)的优点，既可实现纯电动、零排放行驶，也能通过混动模式增加车辆的续驶里程。
当前市场上绝大多数PHEV车型仅仅具备交流慢充功能，只能用交流充电桩进行充电。交流充电桩一般安装在家庭车库、公共充电站，或者默写公司园区。对用户而言，考虑到交流慢充时间较长，一般仅在晚上进行家庭充电、或者白天在单位进行交流充电；但对于在户外应急充电，使用交流充电桩充电时间过长，不能满足实际使用需求。因此，从用车成本和充电便捷性考虑，对于PHEV车型，很有必要也具备直流快充功能。
当前市面上部分PHEV车型，只有一个交流充电插座，采用的是在OBC内部增加快充接口电路，外部采用一个直流转交流的转接器，可以从直流桩取电，通过OBC的转换，给电池充电。另外一部分PHEV车型，则是同时具备交直流充电插座，直流充电接口直接通过高压线束连接到动力电池，可以直接使用直流桩充电。以上两种方案均需要在车辆前期设计规划时进行考虑。但面对已经设计定型、只具备交流慢充功能的车辆，需要增加直流快充功能，满足用户实际使用需求。
鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型针对已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型无法实现直流快充功能的技术问题提供一种解决方案。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种适用于PHEV车型的拓展充电系统，包括：
交直流充电插座、OBC、动力电池和MCU，所述交直流充电插座、所述OBC、所述动力电池和所述MCU依次连接；以及，
与所述交直流充电插座连接的DC-BOX控制器，所述DC-BOX控制器串接于所述动力电池和所述MCU之间；其中：
所述DC-BOX控制器通过整车CAN与BMS通信连接，所述DC-BOX控制器通过快充CAN与VCU通信连接。
优选的，所述DC-BOX控制器包括：
快充继电器；以及，
用于驱动所述快充继电器闭合和断开的ECU；
其中，所述ECU连接所述快充CAN线并将所述快充CAN线转接到所述VCU。
优选的，所述DC-BOX控制器还包括：高压连接器和低压连接器，所述高压连接器和所述低压连接器分别与所述ECU连接；其中，所述ECU具有电压检测功能。
优选的，所述ECU设有快充接口电路，所述快充接口电路用于采集快充接口温度、CC2连接状态和A+状态信息。
优选的，所述DC-BOX控制器与所述交直流充电插座通信连接。
优选的，所述OBC、所述VCU和所述BMS三者互通。
优选的，还包括主正继电器和主负继电器，所述主正继电器与所述动力电池正极连接，所述主负继电器与所述动力电池负极连接。
优选的，所述OBC分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接。
优选的，所述DC-BOX控制器分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接。
优选的，所述BMS的功能包括电池状态分析、电池安全保护、电池能量管理和充电故障诊断中的一种或多种。
针对现有技术中的不足，本实用新型所能取得的有益效果为：
本实用新型针对已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型，在将交流充电插座更换为交直流充电插座之后，通过增加DC-BOX控制器，来实现直流快充功能，以解决传统的PHEV车型没有直流快充的短板问题，给用户更全面、更便捷的充电补能方式，让用户尽可能多用纯电模式驾驶，可节省充电时间和用车成本，可广泛应用于传统的PHEV车型的售后加装改制。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统的带有交流慢充功能的PHEV车型的系统原理图；
图2是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统原理图；
图3是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统局部图；
图4是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统实现过程图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本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。
在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，为传统的已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型的系统原理图，包括交流充电插座、OBC、动力电池和MCU，所述交直流充电插座、所述OBC、所述动力电池和所述MCU依次连接，其中，所述OBC(On Board Charger，车载充电机)、所述VCU(VehicleControl Unit，整车控制器)和所述BMS(Battery Management System，电池管理系统)三者互通，经与交流充电插座连接后，电网电压经由地面交流充电桩或交流充电口，传输至所述OBC，并给所述动力电池进行充电；其中：所述VCU是纯电动汽车的电控系统，该系统是纯电动汽车的核心部件，所述VCU可以控制纯电动车电机的运行，也可以控制纯电动车上其他电子设备的运行，所述VCU相当于纯电动车的大脑；所述BMS，相当于是新能源汽车的“电池管家”，它能够实时监管电池状态、管理车载动力电池、增强电池使用效率、防止电池出现过充过放以及提高电池的使用寿命，具体的，所述BMS的主要功能包括电池状态分析、电池安全保护、电池能量管理、充电故障诊断等等，其中，所述电池状态分析最常见的一种就是动力电池的SOC(State Of Charge，荷电状态)估算。
为了解决传统的已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型无法实现直流快充功能的技术问题，本实施例提供一种适用于PHEV车型的拓展充电系统，如图2所示，是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统原理图，包括：交直流充电插座、OBC、动力电池和MCU，所述交直流充电插座、所述OBC、所述动力电池和所述MCU依次连接；以及，与所述交直流充电插座连接的DC-BOX控制器，所述DC-BOX控制器串接于所述动力电池和所述MCU之间；其中：所述DC-BOX控制器通过整车CAN与BMS通信连接，所述DC-BOX控制器通过快充CAN与VCU通信连接，所述DC-BOX控制器与所述交直流充电插座通信连接，通过将交流充电插座替换为交直流充电插座，将交流慢充和直流快充集成在一起，既能在交流慢充电桩上充电，也能在直流快充电桩上充电，使得传统的PHEV车型实现直流快充成为可能，进而拓展了传统的PHEV车型的充电方式。
在一种可选的实现方式中，如图3所示，是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统局部图，所述DC-BOX控制器包括：快充继电器；以及，用于驱动所述快充继电器闭合和断开的ECU；其中，所述ECU连接所述快充CAN线并将所述快充CAN线转接到所述VCU，在本实施中，所述快充继电器，是新能源电动汽车高压电路上的受控开关器件，同时也在系统中扮演主动保护器件的角色，所述ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)又称“行车电脑”、“车载电脑”等，由微控制器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成，在所述DC-BOX控制器通过整车CAN与BMS通信连接，所述DC-BOX控制器通过快充CAN与VCU通信连接时，具体的：通过所述ECU连接所述快充CAN线并将所述快充CAN线转接到所述VCU，所述ECU设有快充接口电路，所述快充接口电路用于采集快充接口温度、CC2连接状态和A+状态信息；进一步的，如图3所示，所述DC-BOX控制器还包括：高压连接器和低压连接器，所述高压连接器和所述低压连接器分别与所述ECU连接；其中，所述ECU具有电压检测功能。
在一种可选的实现方式中，如图3所示，还包括主正继电器和主负继电器，所述主正继电器与所述动力电池正极连接，所述主负继电器与所述动力电池负极连接，并且，所述OBC分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接，所述DC-BOX控制器分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接，具体实现，所述主正继电器一端与所述动力电池正极连接，所述主正继电器另一端分别与所述DC-BOX控制器和所述OBC连接，与此同时，所述主负继电器一端与所述动力电池负极连接，所述主负继电器另一端也分别与所述DC-BOX控制器和所述OBC连接，具体应用时，高压上电状态时，所述主正继电器和所述主负继电器是闭合状态，高压下电状态时，则依次断开所述主正继电器和所述主负继电器，从而断开所述动力电池与所述BOC的高压回路。
如图4所示，是本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统实现过程图，具体的：
用户插枪刷卡后，DC-BOX检测CC2、A+状态，并将状态信号通过整出CAN上报给BMS；BMS收到DC-BOX发送的CC2、A+以及快充口温度信号，并转发给VCU；VCU收到BMS发送的CC2、A+以及快充口温度信号，以及来自快充CAN的快充报文，判断是否满足快充条件；VCU判断满足快充条件后，请求BMS建立高压；BMS接收到VCU的上高压指令，闭合主正/主负继电器并反馈状态给VCU；VCU接收到BMS发送的上高压状态后，请求BMS进入DC Charge状态；BMS收到VCU的DC Charge指令后，请求DC-BOX闭合快充继电器；DC-BOX接收到BMS的闭合快充继电器指令后，开始快充继电器连接检测；DC-BOX对快充继电器连接检测通过后，闭合快充继电器，并反馈状态给BMS；BMS收到DC-BOX反馈的快充继电器闭合状态后，向VCU发送BMS DCCharge状态；VCU接收到BMS发送的BMS DC Charge状态后，开始电能传输；VCU在快充过程中实时判断充电结束条件(如SOC、充电故障等)，在满足快充停止条件后，VCU请求充电桩端停止输出，然后给BMS发送充电结束指令；BMS收到VCU的结束充电指令后，请求DC-BOX断开快充继电器；DC-BOX接收到BMS的断开快充继电器指令后，断开快充继电器并进行快充继电器连接检测。
综上所述，本实用新型提供的一种适用于PHEV车型的拓展充电系统，针对已经设计定型、只具备交流慢充功能的PHEV车型，在将交流充电插座更换为交直流充电插座之后，通过增加DC-BOX控制器，来实现直流快充功能，以解决传统的PHEV车型没有直流快充的短板问题，给用户更全面、更便捷的充电补能方式，让用户尽可能多用纯电模式驾驶，可节省充电时间和用车成本，可广泛应用于传统的PHEV车型的售后加装改制。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，包括：
交直流充电插座、OBC、动力电池和MCU，所述交直流充电插座、所述OBC、所述动力电池和所述MCU依次连接；以及，
与所述交直流充电插座连接的DC-BOX控制器，所述DC-BOX控制器串接于所述动力电池和所述MCU之间；其中：
所述DC-BOX控制器通过整车CAN与BMS通信连接，所述DC-BOX控制器通过快充CAN与VCU通信连接。
2.根据权利要求1所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述DC-BOX控制器包括：
快充继电器；以及，
用于驱动所述快充继电器闭合和断开的ECU；
其中，所述ECU连接所述快充CAN线并将所述快充CAN线转接到所述VCU。
3.根据权利要求2所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述DC-BOX控制器还包括：高压连接器和低压连接器，所述高压连接器和所述低压连接器分别与所述ECU连接；其中，所述ECU具有电压检测功能。
4.根据权利要求3所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述ECU设有快充接口电路，所述快充接口电路用于采集快充接口温度、CC2连接状态和A+状态信息。
5.根据权利要求1所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述DC-BOX控制器与所述交直流充电插座通信连接。
6.根据权利要求1所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述OBC、所述VCU和所述BMS三者互通。
7.根据权利要求1-6任一所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，还包括主正继电器和主负继电器，所述主正继电器与所述动力电池正极连接，所述主负继电器与所述动力电池负极连接。
8.根据权利要求7所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述OBC分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接。
9.根据权利要求8所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述DC-BOX控制器分别与所述主正继电器和所述主负继电器连接。
10.根据权利要求1所述的适用于PHEV车型的拓展充电系统，其特征在于，所述BMS的功能包括电池状态分析、电池安全保护、电池能量管理和充电故障诊断中的一种或多种。
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