本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其是指一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置及保護(hù)方法。

背景技術(shù)：

目前，電動(dòng)汽車以低污染，高環(huán)保的特點(diǎn)成為越來(lái)越多消費(fèi)者的選擇，但是，電動(dòng)汽車現(xiàn)在仍然存在一些安全隱患，例如充電過(guò)程中安全事故頻發(fā)，缺乏有效的保護(hù)手段，成為該制約電動(dòng)汽車行業(yè)發(fā)展最重要的屏障。所以通過(guò)改善充電設(shè)備給電動(dòng)汽車的充電安全性，可以提高消費(fèi)者使用電動(dòng)汽車的安全性和積極性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中充電過(guò)程中安全事故頻發(fā)，缺乏有效的保護(hù)手段的缺陷，提供一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置及保護(hù)方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置，包括控制單元、急停檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、電源模塊組、過(guò)流檢測(cè)單元和過(guò)壓檢測(cè)單元，控制單元同時(shí)與急停檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、過(guò)流檢測(cè)單元、過(guò)壓檢測(cè)單元、電源模塊組相連接，控制單元還通過(guò)CAN BUS1與車輛BMS相連接，控制單元還通過(guò)CANBUS2與控制電源模塊組的空開(kāi)相連接。

一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置的保護(hù)方法，多重保護(hù)裝置通過(guò)三重保護(hù)對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，具體為：

1)第一級(jí)保護(hù)：根據(jù)檢測(cè)到的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)

A、急停保護(hù)：系統(tǒng)檢測(cè)到急停信號(hào)后50ms內(nèi)斷開(kāi)充電設(shè)備與電動(dòng)汽車的物理連接并切斷電源模塊供電，結(jié)束本次充電流程。

B、過(guò)壓保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)電壓保護(hù)閥值Vp，在充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電壓值是否大于Vp，若是則切斷供電，結(jié)束本次充電流程。

C、過(guò)流保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)電流保護(hù)閥值Ip，在充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電流值是否大于Ip，若是則切斷供電，結(jié)束充電流程。

D、過(guò)溫度保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)過(guò)溫度保護(hù)閥值Tp，恢復(fù)閥值Tpr，充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)溫度是否大于Tp，若是則減小1/2充電電流，檢測(cè)到系統(tǒng)溫度小于Tpr時(shí)，恢復(fù)系統(tǒng)需求充電電流。其中Tp大于Tpr。

E、系統(tǒng)絕緣異常保護(hù)和高壓接觸器粘連保護(hù)：在系統(tǒng)準(zhǔn)備啟動(dòng)充電過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自檢，如果檢查出系統(tǒng)絕緣異?；蛘吒邏航佑|器粘連，則結(jié)束本次充電流程。

F、通訊失敗保護(hù)：充電過(guò)程中，各監(jiān)控單元間通訊失敗或者和電池管理系統(tǒng)通訊失敗，則結(jié)束本次充電流程。

2)第二級(jí)保護(hù)：通過(guò)與電池管理系統(tǒng)交互的閥值進(jìn)行保護(hù)

A、電池組最大允許充電電壓保護(hù)：充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電壓值是否大于電池管理系統(tǒng)傳送的電池組最大允許充電電壓值，若是則結(jié)束本次充電流程。

B、電池組最大允許充電電流保護(hù)：充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電流值是否大于電池管理系統(tǒng)傳送的電池組最大允許充電電流值，若是則結(jié)束本次充電流程。

3)第三級(jí)保護(hù)：通過(guò)實(shí)時(shí)充電數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余保護(hù)

A、過(guò)充保護(hù)：根據(jù)握手階段電池管理系統(tǒng)傳送的電池總電量Qm和電池荷電狀態(tài)(SOC)D，計(jì)算得出電池可充電量Qs＝(1-D)*Qm，充電過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取電表電量，判斷已充電量是否大于電池可充電量，若是則結(jié)束本次充電流程。

B、充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)：充電過(guò)程中，已充電量Q＝∫(Vt*It)dt，其中Vt、It分別為t時(shí)刻的充電電壓、充電電流。在T時(shí)刻已充電量Q大于電池可充電量時(shí)，結(jié)束本次充電流程。

作為一種優(yōu)選方案，直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置還包括輔助電源，輔助電源給控制單元供電。

作為一種優(yōu)選方案，直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置還包括車輛BMS，控制單元通過(guò)CANBUS1與車輛BMS相連接。

在第三級(jí)保護(hù)中，還包括：

C、BMS傳輸電池?cái)?shù)據(jù)異常保護(hù)：充電過(guò)程中，電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)的傳送電池的荷電狀態(tài)(SOC)，若已充電量在增加，但荷電狀態(tài)不增加或者減小或者等于100％，則電池管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)異常，結(jié)束本次充電流程。

本發(fā)明的有益效果是，通過(guò)三重保護(hù)機(jī)制，使電動(dòng)汽車充電過(guò)程的安全性大大提高，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種電路原理框圖。

其中：1、控制單元，2、急停檢測(cè)單元，3、溫度檢測(cè)單元，4、電源模塊組，5、過(guò)流檢測(cè)單元，6、過(guò)壓檢測(cè)單元，7、空開(kāi)，8、輔助電源，9、車輛BMS。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述。

實(shí)施例：一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置，如圖1所示，包括控制單元1、急停檢測(cè)單元2、溫度檢測(cè)單元3、電源模塊組4、車輛BMS9、過(guò)流檢測(cè)單元5和過(guò)壓檢測(cè)單元6，控制單元同時(shí)與急停檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元、過(guò)流檢測(cè)單元、過(guò)壓檢測(cè)單元、電源模塊組相連接，控制單元還通過(guò)CAN BUS1與車輛BMS相連接，控制單元還通過(guò)CANBUS2與控制電源模塊組的空開(kāi)7相連接。控制單元通過(guò)CANBUS1與車輛BMS相連接。多重保護(hù)裝置還包括輔助電源8，輔助電源給控制單元供電。

一種直流充電設(shè)備安全充電的多重保護(hù)裝置的保護(hù)方法，多重保護(hù)裝置通過(guò)三重保護(hù)對(duì)充電設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，具體為：

1)第一級(jí)保護(hù)：根據(jù)檢測(cè)到的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行保護(hù)

A、急停保護(hù)：系統(tǒng)檢測(cè)到急停信號(hào)后50ms內(nèi)斷開(kāi)充電設(shè)備與電動(dòng)汽車的物理連接并切斷電源模塊供電，結(jié)束本次充電流程。

B、過(guò)壓保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)電壓保護(hù)閥值Vp，在充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電壓值是否大于Vp，若是則切斷供電，結(jié)束本次充電流程。

C、過(guò)流保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)電流保護(hù)閥值Ip，在充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電流值是否大于Ip，若是則切斷供電，結(jié)束充電流程。

D、過(guò)溫度保護(hù)：設(shè)置系統(tǒng)過(guò)溫度保護(hù)閥值Tp，恢復(fù)閥值Tpr，充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)溫度是否大于Tp，若是則減小1/2充電電流，檢測(cè)到系統(tǒng)溫度小于Tpr時(shí)，恢復(fù)系統(tǒng)需求充電電流。其中Tp大于Tpr。

E、系統(tǒng)絕緣異常保護(hù)和高壓接觸器粘連保護(hù)：在系統(tǒng)準(zhǔn)備啟動(dòng)充電過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自檢，如果檢查出系統(tǒng)絕緣異?；蛘吒邏航佑|器粘連，則結(jié)束本次充電流程。

F、通訊失敗保護(hù)：充電過(guò)程中，各監(jiān)控單元間通訊失敗或者和電池管理系統(tǒng)通訊失敗，則結(jié)束本次充電流程。

2)第二級(jí)保護(hù)：通過(guò)與電池管理系統(tǒng)交互的閥值進(jìn)行保護(hù)

A、電池組最大允許充電電壓保護(hù)：充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電壓值是否大于電池管理系統(tǒng)傳送的電池組最大允許充電電壓值，若是則結(jié)束本次充電流程。

B、電池組最大允許充電電流保護(hù)：充電過(guò)程中，持續(xù)檢測(cè)充電電流值是否大于電池管理系統(tǒng)傳送的電池組最大允許充電電流值，若是則結(jié)束本次充電流程。

3)第三級(jí)保護(hù)：通過(guò)實(shí)時(shí)充電數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余保護(hù)

A、過(guò)充保護(hù)：根據(jù)握手階段電池管理系統(tǒng)傳送的電池總電量Qm和電池荷電狀態(tài)(SOC)D，計(jì)算得出電池可充電量Qs＝(1-D)*Qm，充電過(guò)程中實(shí)時(shí)獲取電表電量，判斷已充電量是否大于電池可充電量，若是則結(jié)束本次充電流程。

B、充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)：充電過(guò)程中，已充電量Q＝∫(Vt*It)dt，其中Vt、It分別為t時(shí)刻的充電電壓、充電電流。在T時(shí)刻已充電量Q大于電池可充電量時(shí)，結(jié)束本次充電流程。

C、BMS傳輸電池?cái)?shù)據(jù)異常保護(hù)：充電過(guò)程中，電池管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)的傳送電池的荷電狀態(tài)(SOC)，若已充電量在增加，但荷電狀態(tài)不增加或者減小或者等于100％，則電池管理系統(tǒng)傳送數(shù)據(jù)異常，結(jié)束本次充電流程。