專利名稱：一種用于電動汽車車載充電和快速充電的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電動汽車的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電動汽車車載充電和快速充
電的控制方法。
背景技術(shù)：
目前，由于能源和環(huán)境的問題，世界各地都在積極研究新能源汽車。目前，電動汽 車(特別是純電動汽車)作為一種新能源汽車，在國家的政策和財政的支持及技術(shù)的推動 下，得到了迅速的發(fā)展。因此從能源、環(huán)境的要求和國家政策的扶植來看，電動汽車產(chǎn)業(yè)化 正逐漸形成，因而，世界上很多國家都在建設(shè)電動汽車充電站。 而由于電動汽車的類型和用途存在多樣化，因此車輛電池的配置及電池管理系統(tǒng) 可能不一樣，電池的電壓等級包括72V、144V、288V、336V和384V等，電池容量包括10Ah 以下、10-40Ah、40-80Ah、80-150Ah以及150Ah以上。充電機作為電池組充電的能量補給裝 置，是充電過程的執(zhí)行機構(gòu)，充電機需要根據(jù)不同的電池組調(diào)整不同的充電電流、電壓甚至 充電方式，給統(tǒng)一的電動汽車充電站帶來的困難。因此需要一種電動汽車充電的控制方式 去解決電池的容量、電壓都不一樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種用于電動汽車車載充電和快速充電的控 制方法。用于解決電池的容量、電壓都不一樣所帶來的充電控制問題，以便能使充電機能滿 足不同的電動汽車充電的需求。 本發(fā)明所述一種用于電動汽車車載充電和快速充電的控制方法，把整個充電過程 分為四個階段握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段，在充電的四個階段中，電池
管理系統(tǒng)及充電機相互檢測是否超時，當出現(xiàn)超時后充電機通過指示裝置給出錯誤提醒； 在配置階段中，充電機向電池管理系統(tǒng)發(fā)送充電機的最大輸出級別，包括充電機能夠輸出 的最大電壓、電流及功率，電池管理系統(tǒng)根據(jù)這些信息來判斷充電是否能正常進行，并估算 預(yù)計的充電時間；在充電階段，電池管理系統(tǒng)向充電機實時發(fā)送包括充電模式、電池所需求 的電壓、電流和功率值在內(nèi)的電池充電級別需求以及包括充電電流和充電電壓的測量值、 電池組最高溫度、電池組最低溫度、電池荷電狀態(tài)和剩余充電時間在內(nèi)的電池充電狀態(tài)，充 電機根據(jù)電池充電級別需求調(diào)整充電電壓和電流并監(jiān)控充電過程。 作為優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的控制方法，電池管理系統(tǒng)和充電機利用CAN總線進 行信息交換；在握手階段中，當電池管理系統(tǒng)和充電機物理連接完成并上電后，充電機和電 池管理系統(tǒng)相互發(fā)送辨識報文，電池管理系統(tǒng)發(fā)送的辨識報文包括電池的充電次數(shù)、電池 的ID號和通信協(xié)議版本號；充電機的辨識報文包括充電機的ID號、充電接頭編號和功率等 級，同時在握手階段，電池管理系統(tǒng)向充電機發(fā)送汽車的相關(guān)信息一車輛識別代碼，以便充 電機管理中心確定正在充電車輛的信息；當電池管理系統(tǒng)和充電機有任何一方滿足充電結(jié) 束的條件時，便進入充電結(jié)束階段，電池管理系統(tǒng)結(jié)束充電的條件包括電池管理系統(tǒng)本身的故障，電池單體或總電壓達到自身設(shè)定值，收到充電機發(fā)送的充電中止報文，充電電壓、 電流或功率的測量值超過充電階段中電池管理系統(tǒng)的充電控制值；充電機結(jié)束充電的條件 包括充電機本身的故障，電池的荷電狀態(tài)達到設(shè)定值，充電電量或時間達到設(shè)定值，用戶 手動中止，收到BMS發(fā)送的充電中止報文；在充電結(jié)束階段中，電池管理系統(tǒng)和充電機相互 發(fā)送整個充電過程中各自的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，BMS統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括初始S0C、終了 S0C、電池單體最 高電壓、電池單體最低電壓；充電機統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括充電過程中輸出的電量、能量和累計充 電時間。 本發(fā)明通過在電動汽車的電池管理系統(tǒng)和充電機之間建立報文聯(lián)系，實現(xiàn)電池充 電的自動配置、監(jiān)控和管理，從而實現(xiàn)對不同容量、電壓和類型電池的快速充電管理。


圖1為整個充電過程的流程圖； 圖2為充電機和電池管理系統(tǒng)物理連接關(guān)系圖； 圖3為充電機與電池管理系統(tǒng)握手階段流程圖； 圖4為充電機與電池管理系統(tǒng)配置階段流程圖； 圖5為充電機與電池管理系統(tǒng)充電階段流程圖； 圖6為充電機與電池管理系統(tǒng)充電結(jié)束階段流程圖。
具體實施例方式
以下參照附圖1-圖5并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 當充電機與電池管理系統(tǒng)物理連接完成并上電后，充電機與電池管理系統(tǒng)的物理
連接包括CAN總線和電池充電線路的連接。充電機7與電池管理系統(tǒng)6依次進入握手階段、
配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段。當出現(xiàn)超時后，充電機通過指示裝置給出錯誤提醒，
此時需要重新進行物理連接后才能正常充電。 在握手階段中，當物理連接完成并上電后，充電機向BMS發(fā)送充電機辨識報文 S31，充電機的辨識報文包括充電機的ID號、充電接頭編號和功率等級。BMS收到充電機辨 識報文后向充電機發(fā)送BMS辨識報文S32，電池管理系統(tǒng)發(fā)送的辨識報文包括電池的充電 次數(shù)、電池的ID號和通信協(xié)議版本號。此時充電機判斷是否收到BMS辨識報文S33，長時間 沒有收到此信息超時后進入錯誤處理，當充電機收到BMS的辨識報文后，充電機向BMS發(fā)送 充電機辨識完成報文S34， BMS判斷是否收到充電機辨識完成報文S35，長時間沒有收到此 信息，超時后進入錯誤處理，如果BMS收到此信息后，BMS向充電機發(fā)送車輛識別代碼S36。 充電機判斷是否收到車輛識別代碼S37，當收到此報文后進入配置階段。
進入配置階段后，充電機向BMS發(fā)送充電機的最大傳輸級別S41，充電機的最大傳 輸級別包括最大的輸出電壓、電流和功率值。BMS此時判斷是否收到充電機的最大傳輸級 別S42，如果沒有收到此報文則循環(huán)向充電機發(fā)送車輛識別代碼S36，當長時間沒有收到此 信息，超時后進入錯誤處理；如果BMS收到此信息后，BMS根據(jù)這些信息來判斷能否進行充 電S43，如果不能進行充電，則BMS向充電機發(fā)送不能充電報文S45 ;如果可以進行充電，BMS 向充電機發(fā)送充電整備報文S44。充電機判斷是否收到充電整備報文S46，當收到此報文后 充電機向BMS發(fā)送充電機輸出整備報文S47， BMS判斷是否收到充電機輸出整備報文S48，
4當收到此信息后進入充電階段。 進入充電階段后，在充電的過程中，BMS向充電機循環(huán)發(fā)送電池充電級別需求和充 電狀態(tài)S51，電池充電級別需求包括電池所需的充電模式、功率需求、電壓和電流，電池充 電狀態(tài)包括電流和電壓的測量值、電池組的最高溫度、電池組的最低溫度、當前的荷電狀 態(tài)和估計的充滿時間。并且BMS實時接收充電機充電狀態(tài)和充電機中止報文S52，當出現(xiàn)超 時后，進入錯誤處理5，并結(jié)束充電。同時BMS —直判斷充電是否能結(jié)束S53，電池管理系統(tǒng) 結(jié)束充電的條件包括電池管理系統(tǒng)本身的故障，電池單體或總電壓達到自身設(shè)定值，收到 充電機發(fā)送的充電中止報文，充電電壓、電流或功率的測量值超過充電階段中電池管理系 統(tǒng)的充電控制值。當條件滿足時，BMS向充電機發(fā)送BMS中止充電報文S54，同時電池管理 系統(tǒng)判斷是否收到充電機中止報文S55，如果收到則進入充電結(jié)束階段，否則繼續(xù)向充電機 發(fā)送BMS中止報文S54。充電機在充電過程中實時檢測是否收到電池充電級別需求和充電 狀態(tài)或BMS中止充電報文S56，長時間沒有收到此信息，超時后進入錯誤處理，如果可以正 常收到此信息，充電機按照電池充電級別需求控制輸出的電壓、電流值自動給電池組充電， 并向BMS發(fā)送充電機充電狀態(tài)S57，充電機的充電狀態(tài)包括充電電壓、電流的輸出值和累 計的充電時間。同時充電機在充電過程中實時判斷充電是否結(jié)束S58，充電機結(jié)束充電的條 件包括充電機本身的故障，電池的荷電狀態(tài)達到設(shè)定值，充電電量或時間達到設(shè)定值，用 戶手動中止，收到BMS發(fā)送的充電中止報文。當條件滿足時，充電機向BMS發(fā)送充電機中止 充電報文S59，同時充電機判斷是否收到BMS中止充電報文S60，如果收到則進入充電結(jié)束 階段，否則繼續(xù)向BMS發(fā)送充電機中止充電報文S59。 進入充電結(jié)束階段后，BMS向充電機發(fā)送BMS統(tǒng)計數(shù)據(jù)S61，BMS統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括初 始及結(jié)束時的電池荷電狀態(tài)、電池單體最高電壓和最低電壓。充電機判斷是否收到BMS統(tǒng) 計數(shù)據(jù)S62，如果沒有收到，充電機仍然想BMS發(fā)送充電機中止充電報文S59，當收到此信息 后，充電機發(fā)送充電機充電統(tǒng)計數(shù)據(jù)S63，充電機的統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括輸出電量、最大充電功 率和累計充電時間，整個充電過程結(jié)束。
權(quán)利要求
一種用于電動汽車車載充電和快速充電的控制方法，該方法把整個充電過程分為四個階段握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段，在充電的四個階段中，電池管理系統(tǒng)及充電機相互檢測是否超時，當出現(xiàn)超時后充電機通過指示裝置給出錯誤提醒；在配置階段中，充電機向電池管理系統(tǒng)發(fā)送充電機的最大輸出級別，包括充電機能夠輸出的最大電壓、電流及功率，電池管理系統(tǒng)根據(jù)這些信息來判斷充電是否能正常進行，并估算預(yù)計的充電時間；在充電階段，電池管理系統(tǒng)向充電機實時發(fā)送包括充電模式、電池所需求的電壓、電流和功率值在內(nèi)的電池充電級別需求以及包括充電電流和充電電壓的測量值、電池組最高溫度、電池組最低溫度、電池荷電狀態(tài)和剩余充電時間在內(nèi)的電池充電狀態(tài)，充電機根據(jù)電池充電級別需求調(diào)整充電電壓和電流并監(jiān)控充電過程。
2. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于電池管理系統(tǒng)和充電機利用CAN總線進行信息交換。
3. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在握手階段中，當電池管理系統(tǒng)和充電機物理連接完成并上電后，充電機和電池管理系統(tǒng)相互發(fā)送辨識報文，電池管理系統(tǒng)發(fā)送的辨識報文包括電池的充電次數(shù)、電池的ID號和通信協(xié)議版本號；充電機的辨識報文包括充電機的ID號、充電接頭編號和功率等級，同時在握手階段，電池管理系統(tǒng)向充電機發(fā)送汽車的相關(guān)信息 一 車輛識別代碼，以便充電機管理中心確定正在充電車輛的信息。
4. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于當電池管理系統(tǒng)和充電機有任何一方滿足充電結(jié)束的條件時，便進入充電結(jié)束階段；電池管理系統(tǒng)結(jié)束充電的條件包括電池管理系統(tǒng)本身的故障，電池單體或總電壓達到自身設(shè)定值，收到充電機發(fā)送的充電中止報文，充電電壓、電流或功率的測量值超過充電階段中電池管理系統(tǒng)的充電控制值；充電機結(jié)束充電的條件包括充電機本身的故障，電池的荷電狀態(tài)達到設(shè)定值，充電電量或時間達到設(shè)定值，用戶手動中止，收到BMS發(fā)送的充電中止報文。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于在充電結(jié)束階段中，電池管理系統(tǒng)和充電機相互發(fā)送整個充電過程中各自的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，BMS統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括初始S0C、終了 S0C、電池單體最高電壓、電池單體最低電壓；充電機統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括充電過程中輸出的電量、能量和累計充電時間。
全文摘要
本發(fā)明屬于電動汽車充電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于電動汽車車載充電和快速充電的控制方法，把整個充電過程分為四個階段握手階段、配置階段、充電階段和充電結(jié)束階段。在整個充電過程中，電池管理系統(tǒng)和充電機監(jiān)測電壓、電流和溫度等參數(shù)，同時電池管理系統(tǒng)根據(jù)充電控制算法管理整個充電過程。該控制方法能適用于電動汽車車載及快速充電。
文檔編號B60R16/033GK101740837SQ200910245100
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者周能輝, 張廣秀, 李磊, 杜志彬, 溫泉, 趙春明, 馬宇坤 申請人:天津清源電動車輛有限責任公司