本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電控制方法和控制裝置。

背景技術(shù)：

為了大力推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，于2016.01.01日國(guó)家頒布了“電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015”，隨著新標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，各新能源汽車生產(chǎn)廠商及充電機(jī)生產(chǎn)廠家均采用新通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)新能源汽車及充電機(jī)，“電動(dòng)汽車非車載傳導(dǎo)式充電機(jī)與電池管理系統(tǒng)之間的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015”對(duì)于充電時(shí)的安全保護(hù)要求更加嚴(yán)格。

充電機(jī)與電動(dòng)汽車對(duì)接充電的工作流程為：刷卡開(kāi)始啟動(dòng)充電階段，在完成充電機(jī)與電動(dòng)汽車的對(duì)接時(shí)，充電機(jī)根據(jù)接收到的BMS發(fā)送來(lái)的報(bào)文中的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與實(shí)際采樣到的動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值進(jìn)行電壓正常判斷，若滿足判斷條件，則充電機(jī)可以正常啟動(dòng)輸出電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池的充電；若條件不滿足，系統(tǒng)無(wú)法完成充電工作，提示充電失敗。由于各電動(dòng)汽車廠商在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車時(shí)的一些原因，會(huì)引起起始階段電動(dòng)汽車BMS發(fā)送的關(guān)于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓的報(bào)文信息與實(shí)際采樣的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓實(shí)際值的誤差超出標(biāo)準(zhǔn)要求而導(dǎo)致充電失敗，但是如果除了上述原因之外的其他充電條件均滿足要求，那么這種情況下是應(yīng)當(dāng)為電動(dòng)汽車充電的，所以，這種應(yīng)當(dāng)充電卻充電失敗的情況給廣大電動(dòng)汽車使用者造成了很大的不便與困擾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)汽車充電控制方法，用以解決由于電動(dòng)汽車在生產(chǎn)時(shí)的一些原因，會(huì)引起電動(dòng)汽車BMS發(fā)送的動(dòng)力電池端電壓的報(bào)文信息與實(shí)際采樣的動(dòng)力電池端電壓實(shí)際值的誤差超出標(biāo)準(zhǔn)要求而導(dǎo)致充電失敗的問(wèn)題。本發(fā)明同時(shí)提供一種電動(dòng)汽車充電控制裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種電動(dòng)汽車充電控制方法，包括以下步驟：

(1)確定充電機(jī)與電動(dòng)汽車完成對(duì)接；

(2)延時(shí)設(shè)定的時(shí)間；

(3)采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值，并根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制。

實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制的手段為以下步驟：

1)接收采樣到的動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值U1和BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)U2；

2)計(jì)算U1和U2的誤差值，當(dāng)所述誤差值小于或者等于一個(gè)設(shè)定的誤差閾值時(shí)，且所述實(shí)際值U1位于充電機(jī)的最小輸出電壓和最大輸出電壓之間時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。

所述設(shè)定的時(shí)間為5-10s。

所述采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值之后，首先對(duì)動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值進(jìn)行穩(wěn)定性判別，在確定穩(wěn)定后再進(jìn)行所述根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制的步驟；

所述穩(wěn)定性判別的具體過(guò)程為：在一個(gè)采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集至少兩個(gè)端電壓的實(shí)際值，若任意兩個(gè)實(shí)際值之間的誤差均小于一個(gè)誤差設(shè)定值時(shí)，判定動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值穩(wěn)定；

所述充電控制過(guò)程中的動(dòng)力電池的端電壓的實(shí)際值為在采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集到的所有端電壓的實(shí)際值的平均值。

所述誤差值的計(jì)算公式為|U1-U2|/U2，所述誤差閾值為5％。

一種電動(dòng)汽車充電控制裝置，包括：

判斷模塊，用于確定充電機(jī)與電動(dòng)汽車完成對(duì)接；

延時(shí)模塊，用于延時(shí)設(shè)定的時(shí)間；

控制模塊，用于采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值，并根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制。

實(shí)現(xiàn)所述根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制的手段為以下步驟：

1)接收采樣到的動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值U1和BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)U2；

2)計(jì)算U1和U2的誤差值，當(dāng)所述誤差值小于或者等于一個(gè)設(shè)定的誤差閾值時(shí)，且所述實(shí)際值U1位于充電機(jī)的最小輸出電壓和最大輸出電壓之間時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。

所述設(shè)定的時(shí)間為5-10s。

所述采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值之后，首先對(duì)動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值進(jìn)行穩(wěn)定性判別，在確定穩(wěn)定后再進(jìn)行所述根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與所述實(shí)際值進(jìn)行充電控制的步驟；

所述穩(wěn)定性判別的具體過(guò)程為：在一個(gè)采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集至少兩個(gè)端電壓的實(shí)際值，若任意兩個(gè)實(shí)際值之間的誤差均小于一個(gè)誤差設(shè)定值時(shí)，判定動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值穩(wěn)定；

所述充電控制過(guò)程中的動(dòng)力電池的端電壓的實(shí)際值為在采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集到的所有端電壓的實(shí)際值的平均值。

所述誤差值的計(jì)算公式為|U1-U2|/U2，所述誤差閾值為5％。

發(fā)明人對(duì)電動(dòng)汽車BMS發(fā)送的關(guān)于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓的報(bào)文信息與充電機(jī)系統(tǒng)實(shí)際采樣的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓誤差超出標(biāo)準(zhǔn)要求的原因進(jìn)行分析得到，當(dāng)充電機(jī)與動(dòng)力電池對(duì)接時(shí)，由于生產(chǎn)時(shí)的某些原因或者設(shè)計(jì)因素，動(dòng)力電池端電壓會(huì)發(fā)生一定時(shí)間的變化或者抖動(dòng)，所以，在充電機(jī)與動(dòng)力電池對(duì)接之后，延時(shí)一定的時(shí)間，待動(dòng)力電池端電壓穩(wěn)定后再采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值。采用延時(shí)采樣的策略，能夠基本避開(kāi)動(dòng)力電池端電壓發(fā)生抖動(dòng)或者不穩(wěn)定的階段，保證采樣到的動(dòng)力電池的端電壓信息為動(dòng)力電池的準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠的實(shí)際電壓值，然后根據(jù)采樣到的實(shí)際值與BMS發(fā)送的動(dòng)力電池端電壓的報(bào)文信息進(jìn)行后續(xù)的充電控制。所以，該控制方法能夠避免因電壓不穩(wěn)定或者抖動(dòng)造成的應(yīng)當(dāng)充電時(shí)卻充電失敗的情況發(fā)生，提升了電動(dòng)汽車充電的可靠性。另外，該控制方法兼容性強(qiáng)，實(shí)施穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中的充電控制總體流程圖；

圖2是通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中的充電機(jī)與動(dòng)力電池的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明提供的充電控制方法整體流程示意圖；

圖4是充電控制方法的一種具體的實(shí)施方式的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中給出了充電控制的流程圖，如圖1所示，在充電之前，需要首先進(jìn)行刷卡開(kāi)始啟動(dòng)充電階段，然后進(jìn)行充電握手，絕緣檢測(cè)，系統(tǒng)辨識(shí)和充電參數(shù)配置。

本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的充電控制方法是通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中的充電控制策略中的充電階段。本實(shí)施例只是利用通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015來(lái)引出本發(fā)明提供的充電控制方法，當(dāng)然，本發(fā)明提供的充電控制方法并不局限于該通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其也可以獨(dú)立使用，或者在其他充電策略下使用。

圖2是通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中的充電機(jī)與動(dòng)力電池的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。

如圖3所示，該充電控制方法的第一步是正式控制的前序，為確定充電機(jī)與電動(dòng)汽車完成對(duì)接，只有在充電機(jī)與電動(dòng)汽車對(duì)接完成的基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)行后續(xù)的充電控制。基于通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中的充電整體流程，如圖1所示，依次完成刷卡開(kāi)始啟動(dòng)充電階段，充電握手階段，絕緣檢測(cè)階段，系統(tǒng)辨識(shí)階段和充電參數(shù)配置階段，在完成了充電參數(shù)配置階段的時(shí)候就表示充電機(jī)與電動(dòng)汽車充電準(zhǔn)備就緒，然后在車輛端直流接觸器K5和K6閉合時(shí)，表明充電機(jī)與電動(dòng)汽車的對(duì)接完成。在本實(shí)施例中，起控制作用的設(shè)備是充電機(jī)中的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并實(shí)現(xiàn)充電控制，由于該控制系統(tǒng)屬于常規(guī)技術(shù)，這里就不再具體說(shuō)明。另外，充電機(jī)與電動(dòng)汽車對(duì)接完成之后，充電機(jī)與電動(dòng)汽車就實(shí)現(xiàn)了信息的通訊交互。

在完成充電機(jī)與電動(dòng)汽車的對(duì)接之后，延時(shí)設(shè)定的時(shí)間，在延時(shí)該設(shè)定的時(shí)間之后電動(dòng)汽車動(dòng)力電池上的電壓檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值U1傳輸給充電機(jī)的控制系統(tǒng)，并且，該控制系統(tǒng)還接收電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的BMS發(fā)來(lái)的動(dòng)力電池端電壓的報(bào)文信息，該報(bào)文信息中包含有動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)U2。

延時(shí)設(shè)定的時(shí)間的意義在于：在充電機(jī)與動(dòng)力電池剛對(duì)接時(shí)，由于某些原因或者設(shè)計(jì)因素，比如各電動(dòng)汽車廠商在設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車時(shí)出于一些原因，動(dòng)力電池端電壓會(huì)發(fā)生一定時(shí)間的變化或者抖動(dòng)，如果利用這時(shí)采樣的端電壓進(jìn)行充電控制的話，很容易造成誤判。所以，在充電機(jī)與動(dòng)力電池對(duì)接之后，需要延時(shí)設(shè)定的時(shí)間，待動(dòng)力電池端電壓穩(wěn)定后再采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值。該設(shè)定的時(shí)間是根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定的，以滿足基本避開(kāi)動(dòng)力電池端電壓發(fā)生抖動(dòng)或者不穩(wěn)定的階段為準(zhǔn)。采用延時(shí)采樣的策略，能夠保證采樣到的動(dòng)力電池的端電壓信息為動(dòng)力電池的準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠的實(shí)際電壓值，而非不穩(wěn)定值或者抖動(dòng)值。延時(shí)的設(shè)定時(shí)間一般設(shè)定為5-10s，當(dāng)然，也不排除該范圍之外的其他可取的時(shí)間。

充電機(jī)的控制系統(tǒng)根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與動(dòng)力電池的端電壓的實(shí)際值做出充電的判斷。

本實(shí)施例給出一種充電判斷的具體過(guò)程，如下：

充電機(jī)的控制系統(tǒng)根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)U2和采樣到的動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值U1計(jì)算U1和U2的誤差值，當(dāng)該誤差值小于或者等于一個(gè)設(shè)定的誤差閾值時(shí)，且實(shí)際值U1位于充電機(jī)的最小輸出電壓和最大輸出電壓之間時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。即只有同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件，充電機(jī)的控制系統(tǒng)才控制充電機(jī)向電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池輸出電流，進(jìn)行充電工作；若其中有至少一個(gè)條件不滿足，系統(tǒng)無(wú)法完成充電工作，提示充電失敗。其中，本實(shí)施例中，誤差值的計(jì)算公式為|U1-U2|/U2，誤差閾值為5％。

所以，假設(shè)在正常情況下，上述誤差值小于或者等于誤差閾值，在滿足其他條件的情況下，充電機(jī)應(yīng)當(dāng)為動(dòng)力電池充電，但是，當(dāng)端電壓實(shí)際值出現(xiàn)波動(dòng)或者抖動(dòng)時(shí)，采樣到的電壓值就會(huì)發(fā)生較大的變化，那么計(jì)算出的誤差值就可能大于誤差閾值，這樣就無(wú)法實(shí)現(xiàn)充電，就會(huì)造成應(yīng)當(dāng)充電的時(shí)候卻無(wú)法充電的情況發(fā)生。因此，在充電控制時(shí)，延時(shí)一定的時(shí)間后再采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值能夠避免上述情況發(fā)生。

另外，為了進(jìn)一步提升控制精度，控制系統(tǒng)在采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值之后，首先對(duì)動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值進(jìn)行穩(wěn)定性判別，在確定穩(wěn)定后再根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與端電壓的實(shí)際值進(jìn)行充電控制。其中，穩(wěn)定性判別的具體過(guò)程為：設(shè)定一個(gè)采樣設(shè)定時(shí)間，在該采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集至少兩個(gè)端電壓的實(shí)際值，若任意兩個(gè)實(shí)際值之間的誤差均小于一個(gè)誤差設(shè)定值時(shí)，判定動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值穩(wěn)定。由于采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集到多個(gè)實(shí)際值，那么，在上述本實(shí)施例給出的充電判斷的具體過(guò)程中，參與控制的動(dòng)力電池的端電壓的實(shí)際值U1取在該采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集到的所有端電壓的實(shí)際值的平均值。另外，采樣設(shè)定時(shí)間和誤差設(shè)定值根據(jù)實(shí)際控制精度進(jìn)行設(shè)定。

基于通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)GB/T 27930-2015中提供的充電拓?fù)鋱D，本實(shí)施例給出一種充電控制方法的具體應(yīng)用實(shí)例，如圖4所示。

充電機(jī)接收到BMS發(fā)送的準(zhǔn)備就緒報(bào)文和電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端直流接觸器K5、K6閉合后，延時(shí)設(shè)定的時(shí)間，然后，周期采樣直流接觸器K1、K2外側(cè)的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓U1，對(duì)采集到的端電壓進(jìn)行穩(wěn)定性判別，具體為：在采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)(比如2s)采集到至少兩個(gè)端電壓實(shí)際值，若任意兩個(gè)實(shí)際值之間的誤差均小于一個(gè)誤差設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明該段時(shí)間內(nèi)的端電壓實(shí)際值比較穩(wěn)定，判定電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓穩(wěn)定。而且，為了便于控制，后續(xù)控制過(guò)程中的端電壓U1為上述在采樣設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集到的所有的端電壓實(shí)際值的平均值。對(duì)采集到的端電壓進(jìn)行穩(wěn)定性判別能夠進(jìn)一步提高控制精度。

待采樣到的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池端電壓穩(wěn)定后開(kāi)始解析充電機(jī)接收到的BMS發(fā)送的BCP報(bào)文中的車輛動(dòng)力電池當(dāng)前端電壓值U2，充電機(jī)對(duì)U1(即平均值)和U2進(jìn)行處理，若|U1-U2|/U2≤5％，則參照GB/T 27930-2015進(jìn)入充電階段；若|U1-U2|/U2＞5％則參照GB/T 27930-2015充電時(shí)序結(jié)束，報(bào)充電故障級(jí)別(2)。另外，程序設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)封裝，方便程序移植。

控制裝置實(shí)施例

該充電控制裝置包括以下三個(gè)模塊：

判斷模塊，用于確定充電機(jī)與電動(dòng)汽車完成對(duì)接；

延時(shí)模塊，用于延時(shí)設(shè)定的時(shí)間；

控制模塊，用于采樣動(dòng)力電池端電壓的實(shí)際值，并根據(jù)BMS發(fā)送的動(dòng)力電池的端電壓數(shù)據(jù)與上述實(shí)際值做出充電的判斷。

通過(guò)分析可知，上述三個(gè)模塊與充電控制方法的三個(gè)步驟是一一對(duì)應(yīng)的，所以，該控制裝置是以軟件模塊的形式表征控制方法的各步驟，其本質(zhì)上保護(hù)的仍是控制方法，由于上述控制方法實(shí)施例中已經(jīng)對(duì)充電控制方法做出了詳細(xì)地描述，這里就不再贅述。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。