一种充电桩预充电控制方法和装置与流程

本发明涉及电动汽车充电技术领域，具体涉及一种充电桩预充电控制方法和装置。

背景技术：

目前，传统燃油汽车的能源主要依靠于石油，而石油短缺及燃油排放的尾气对环境造成严重污染已使得人类越来越迫切研究出新的绿色交通工具。作为绿色交通工具，电动车辆不仅节能效果显著，能源综合利用率大幅度提高，而且尾气零排放，环境效益明显，因此电动车辆的使用越来越广泛。

电动车辆的动力来自于动力电池，当动力电池的电能耗尽时，需要在采用充电桩进行充电。充电桩为待充电车辆动力电池充电时，其硬件连接方式如图1所示，包括直流充电桩控制装置、电阻R1、R2、R3、R4、R5、开关S、充电桩输出接触器K1和K2、低压辅助供电回路接触器K3和K4、车辆充电接触器K5和K6以及车辆控制装置，其中车辆控制装置可以集成在电池管理系统中。电阻R2和R3安装在车辆插头上，电阻R4安装在车辆插座上。开关S为车辆插头的内部常闭开关，当车辆插头与车辆插座完全连接后，开关S闭合。在整个充电过程中，直流充电桩控制装置能够监测接触器K1、K2，接触器K3、K4。电动汽车车辆控制装置能够监测充电接触器K5和K6状态并控制其接通及关断。当充电桩连接待充电车辆时，先闭合待充电车辆的充电接触器，然后闭合充电桩的输出接触器，最后控制充电模块输出电压，从而为待充电车辆充电。这种充电方法，在待充电车辆的充电接触器闭合之后，充电模块输出电压之前，待充电车辆动力电池两端的电压大于充电桩的输出电压，待充电车辆的动力电池会向充电桩输出电压，对充电桩形成较大的电流冲击，甚至烧毁充电桩和待充电车辆，因此这种充电方法存在较大的安全隐患。

为了解决上述安全隐患，目前一般的解决方法是在待充电车辆的动力电池连接充电桩输出接触器的线路上设置防反二极管，防止电流反流。但是防反二极管可能被击穿，二极管被击穿之后依然存在上述的安全隐患，因此采用防反二极管防止反流的方法可靠性较差。

技术实现要素：

本发明提供一种充电桩预充电控制方法和装置，用于解决上述充电方法，在充电启动时存在安全隐患的问题。

一种充电桩预充电控制方法，包括如下步骤：

(1)检测待充电车辆动力电池的当前电压；

(2)调节充电桩的充电电压，当充电桩的充电电压与待充电车辆动力电池的当前电压之间的差值小于设定值时，闭合充电桩的输出接触器；所述设定值是指不对充电桩形成冲击电流的电压值。

本发明提供的一种充电桩预充电控制方法，当检测到待充电车辆的充电接触器闭合之后，先调节充电桩的输出电压，当充电桩的输出电压与待充电车辆动力电池的当前电压接近时再闭合充电桩的输出接触器。在充电桩的输出接触器闭合之前，待充电车辆的动力电池与充电桩的线路不能形成回路，所以待充电车辆动力电池所提供的电流不会反流入充电桩；当充电桩的输出接触器闭合时，其两端的电压比较接近，所以不会形成较大的冲击电流，从而解决充电启动时所存在的安全问题。

进一步的，所述步骤(2)包括：

(1)初始化：将充电桩的输出电压调为其最低输出电压，输出电流调为其最小输出电流，持续充电桩启动的预设时间；

(2)快速调节：根据充电桩的实际响应速度，在快速调节的指定时间内，将充电桩的充电电压调至第一预设电压值；所述第一预设电压值与待充电车辆动力电池的输出电压值之间的差值不会对充电桩形成冲击电流；

(3)慢速调节：根据充电桩的实际响应速度，在慢速调节的指定时间内，将充电桩的充电电压调至第二预设电压值，并在此期间闭合充电桩的输出接触器；

(4)调压调流：根据充电桩的实际响应速度，在调压调流的指定时间内，将充电桩的输出电压调节至电池充电需求的最大电压，输出电流调制电池充电需求的最大电流。

将步骤(2)中的对充电桩充电电压的调节分为四个步骤，在每个步骤中都对充电电压和充电电流进行了调节，从而加强了对预充电过程中充电电压和充电电流的控制。

进一步的，所述充电桩启动的预设时间为250ms，快速调节的指定时间为2s，慢速调节的指定时间为8s，调压调流的指定时间为2s；快速调节时调节周期为20ms；慢速调节时，调节周期为200ms；调压调流时调节周期为20ms。

各步骤中所用的时间都是根据充电桩的硬件实际响应时间确定，是个完成步骤控制所需的最少时间。

进一步的，所述第一预设值与待充电车辆动力电池的当前电压值之间的差值为10V，所述第二预设值与待充电车辆动力电池的当前电压值之间的差值为1V。

当充电桩的充电电压调至与待充电车辆动力电池的当前电压相差为10V以内时闭合充电桩的输出接触器，10V以内的电压不会对充电桩形成能够出现安全事故的电流冲击。

一种充电桩预充电控制装置，包括如下模块：

(1)检测待充电车辆动力电池的当前电压的模块；

(2)调节充电桩的充电电压，当充电桩的充电电压与待充电车辆动力电池的当前电压之间的差值小于设定值时，闭合充电桩的输出接触器；所述设定值是指不对充电桩形成冲击电流的电压值的模块。

进一步的，所述模块(2)包括：

(1)初始化：将充电桩的输出电压调为其最低输出电压，输出电流调为其最小输出电流，持续充电桩启动的预设时间的单元；

(2)快速调节：根据充电桩的实际响应速度，在快速调节的指定时间内，将充电桩的充电电压调至第一预设电压值；所述第一预设电压值与待充电车辆动力电池的输出电压值之间的差值不会对充电桩形成冲击电流的单元；

(3)慢速调节：根据充电桩的实际响应速度，在慢速调节的指定时间内，将充电桩的充电电压调至第二预设电压值，并在此期间闭合充电桩的输出接触器的单元；

(4)调压调流：根据充电桩的实际响应速度，在调压调流的指定时间内，将充电桩的输出电压调节至电池充电需求的最大电压，输出电流调至电池充电需求的最大电流的单元。

进一步的，所述充电桩启动的预设时间为250ms，快速调节的指定时间为2s，慢速调节的指定时间为8s，调压调流的指定时间为2s；快速调节时调节周期为20ms；慢速调节时，调节周期为200ms；调压调流时调节周期为20ms。

进一步的，所述第一预设值与待充电车辆动力电池的当前电压值之间的差值为10V，所述第二预设值与待充电车辆动力电池的输出电压值之间的差值为1V。

附图说明

图1为充电桩充电系统的示意图；

图2为实施例所提供的预充电控制方法示意图。

具体实施方式

本发明提供一种充电桩预充电控制方法和装置，用于解决上述充电方法，在充电启动时存在安全隐患的问题。

一种充电桩预充电控制方法，包括如下步骤：

(1)检测待充电车辆动力电池的当前电压；

(2)调节充电桩的充电电压，当充电桩的充电电压与待充电车辆动力电池的当前电压之间的差值小于设定值时，闭合充电桩的输出接触器；所述设定值是指不对充电桩形成冲击电流的电压值。

本发明提供的一种充电桩预充电控制方法，当检测到待充电车辆的充电接触器闭合之后，先调节充电桩的输出电压，当充电桩的输出电压与待充电车辆动力电池的当前电压接近时再闭合充电桩的输出接触器。在充电桩的输出接触器闭合之前，待充电车辆的动力电池与充电桩的线路不能形成回路，所以待充电车辆动力电池的所提供的电流不会反流入充电桩；当充电桩的输出接触器闭合时，其两端的电压比较接近，所以不会形成较大的冲击电流，从而解决充电启动时所存在的安全问题。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

方法实施例：

本实施例提供一种充电桩预充电控制方法，适用于图1所示的充电桩的充电系统，具体的预充电过程中，充电桩的输出电压和输出电流的变化示意图如图2所示，其中I0为充电桩的最小输出电流；I1为待充电电池充电需求的电流；V0为充电桩的最小输出电压；V1为待充电电池的端电压；V2为待充电电池需求的电压，具体步骤如下：

1、当待充电车辆的充电接触器闭合后，检测待充电车辆动力电池的当前电压；

2、采用下述步骤调节充电桩的充电电压：

(1)初始化：将充电电压设为V0，充电电流设置为I0，持续250ms；

(2)快速调节：在2s内将充电电压调节至V1-10V，调节充电电压的周期为20ms；

(3)慢速调节：在8s内将充电电压调节至V1-1V，调节充电电压的周期为200ms，在此期间闭合充电桩输出接触器；

(4)调压调流：在2s内将充电电压调至电池的额定充电电压，将充电电流调至额定充电电流，调节周期为20ms，为待充电车辆的动力电池进行充电。

本实施例所提供的一种充电桩预充电控制方法，充电桩启动的预设时间为250ms，快速调节的指定时间为2s，慢速调节的指定时间为8s，调压调流的指定时间为2s；作为其他实施方式，可以按照充电桩的实际响应速度确定上述参数。

在本实施例中，第一预设电压值与待充电车辆动力电池当前电压之间的差值为10V，第二预设电压值与待充电车辆动力电池当前电压之间的差值为1V。作为其他实施方式，第一预设电压值与待充电车辆动力电池当前电压之间的差值可以为小于10V的任意值，第二预设电压值与待充电车辆动力电池当前电压之间的差小于第一预设电压值与待充电车辆动力电池当前电压之间的差值即可。

本实施例所提供的一种充电桩预充电控制方法，将调节充电桩的充电电压分为四个步骤，每个步骤都对充电桩的充电电压和充电电流进行了控制；作为其他实施方式，只需在充电桩输出接触器闭合之前，将充电桩的充电电压值调节至接近待充电车辆动力电池的当前电压值即可。

装置实施例：

本实施例所提供的一种充电桩预充电控制装置，包括如下模块：

(1)检测待充电车辆动力电池的当前电压的模块；

(2)调节充电桩的充电电压，当充电桩的充电电压与待充电车辆动力电池的当前电压之间的差值小于设定值时，闭合充电桩的输出接触器；所述设定值是指不对充电桩形成冲击电流的电压值的模块。

本实施例所提供的一种充电桩预充电控制装置，其中各模块并不是硬件模块，而是按照上述方法进行编程所得到的软件模块，运行在充电桩相应的硬件装置中，实现充电桩预充电的控制。

以上给出了本发明涉及的具体实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。在本发明给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本发明中的相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本发明的保护范围内。