一种充电控制方法、装置、整车控制器及电动汽车与流程

本发明属于整车控制技术领域，尤其是涉及一种充电控制方法、装置、整车控制器及电动汽车。

背景技术：

纯电动汽车，即以电池存储电力驱动电动机运行的新能源车辆，由于采用了电池及电动机进行驱动，不同于传统的搭载内燃机作为动力的车辆，需要在电池低电量时进行充电，现有技术，在电动汽车的充电过程中，只根据电池管理系统上报的电流请求信号输出充电电流，而并未对车载设备的消耗电流进行分析和控制。因此，蓄电池得到的电流必定小于或等于电池能力允许的充电电流，导致充电时间变长，如何在有车载设备功率消耗时缩短充电时间，提升充电便利性是当下充电性能研究中面临的主要问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种充电控制方法、装置、整车控制器及电动汽车，从而解决了在电动汽车的充电过程中，由于车载设备的功率消耗导致充电时间过长的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种充电控制方法，包括：

对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗；

当所述车载设备存在功率消耗且当前功率消耗达到设定值时，根据电池管理系统所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值；其中，所述当前请求电流值为所述请求电流值与所述车载设备的当前功率消耗所对应的附加电流值之和；

向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电。

其中，根据电池管理系统所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值的步骤包括：

根据预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系，确定所述当前功率消耗所对应的附加电流值；

计算所确定的附加电流值与所述请求电流值之和，获得所述当前请求电流值。

其中，所述对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗的步骤之前，所述方法还包括：

获取一对应关系表，所述对应关系表中记录预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系。

其中，所述向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电的步骤包括：

向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值或者所述充电设备控制器能够输出电流的上限值；其中当所述当前请求电流值大于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述上限值；当前请求电流值小于或等于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值。

其中，所述向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电的步骤之后，所述方法还包括：

在对所述蓄电池进行充电的预设时长后，获取所述电池管理系统上报的请求电流值和所述电池管理系统上报的对蓄电池进行充电的实测电流值；

根据所述请求电流值和所述实测电流值，采用比例积分微分调节，计算所述当前请求电流值的调节目标值；

将所述当前请求电流值调整为所述调节目标值，并发送至所述充电设备控制器，使所述充电设备控制器根据所述调节目标值对所述蓄电池进行充电，使蓄电池充电的实测电流值与电池管理系统上报的请求电流值一致。

其中，所述对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗的步骤包括：

对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗。

其中，所述对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗的步骤包括：

获取所述车载设备的控制面板发送的请求信号和车内温度、蒸发器温度及车外温度；其中，所述车载设备包括车载压缩机和车载加热器；

根据所述请求信号、车内温度、蒸发器温度及车外温度，判断是否启动所述车载设备；

当所述车内温度、蒸发器温度及车外温度不满足所述请求信号的需求，且未接收到所述车载设备的控制面板发送的取消请求信号时，输出开启请求至所述车载设备的控制器，使所述车载设备启动，所述车载设备存在功率消耗。

本发明还提供一种充电控制装置，应用于电动汽车的整车控制器，其中，所述装置包括：

判断模块，用于对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗；

第一获取模块，用于当所述车载设备存在功率消耗且当前功率消耗达到设定值时，根据电池管理系统所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值；其中，所述当前请求电流值为所述请求电流值与所述车载设备的当前功率消耗所对应的附加电流值之和；

输出模块，用于向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电。

其中，所述第一获取模块包括：

第一确定子模块，用于根据预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系，确定所述当前功率消耗所对应的附加电流值；

第一计算子模块，用于计算所确定的附加电流值与所述请求电流值之和，获得所述当前请求电流值。

进一步的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取一对应关系表，所述对应关系表中记录预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系。

其中，所述输出模块具体用于向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值或者所述充电设备控制器能够输出电流的上限值；其中当所述当前请求电流值大于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述上限值；当前请求电流值小于或等于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值。

其中，所述装置还包括：

第三获取模块，用于在对所述蓄电池进行充电的预设时长后，获取所述电池管理系统上报的请求电流值和所述电池管理系统上报的对蓄电池进行充电的实测电流值；

计算模块，用于根据所述请求电流值和所述实测电流值，采用比例积分微分调节，计算所述当前请求电流值的调节目标值；

调节模块，用于将所述当前请求电流值调整为所述调节目标值，并发送至所述充电设备控制器，使所述充电设备控制器根据所述调节目标值对所述蓄电池进行充电，使蓄电池充电的实测电流值与电池管理系统上报的请求电流值一致。

其中，所述判断模块包括：

第二确定子模块，用于对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗。

其中，所述第二确定子模块包括：

第一获取子单元，用于获取所述车载设备的控制面板发送的请求信号和车内温度、蒸发器温度及车外温度；其中，所述车载设备包括车载压缩机和车载加热器；

第二判断子单元，用于根据所述请求信号、车内温度、蒸发器温度及车外温度，判断是否启动所述车载设备；

当所述车内温度、蒸发器温度及车外温度不满足所述请求信号的需求，且未接收到所述车载设备的控制面板发送的取消请求信号时，输出开启请求至所述车载设备的控制器，使所述车载设备启动，所述车载设备存在功率消耗。

本发明还提供一种整车控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如上所述方法中的步骤。

本发明还提供一种电动汽车，包括车载设备、电池管理系统，其中，还包括如上所述的整车控制器，所述整车控制器分别与所述车载设备和所述电池管理系统连接；所述电动汽车充电时，所述整车控制器还与充电设备的控制器连接。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明考虑到在电动汽车充电时，用户会开启车载设备，如压缩机或加热器等，因而会消耗较大的功率，造成充电过慢的问题，在现有硬件的基础上，通过控制策略的调整，实现零成本充电能力最优化，即通过将电池管理系统上报的充电电流的请求和车载设备功率消耗所对应的附加电流之和作为当前的请求电流发送至充电设备的控制器，使输出到蓄电池的电流基本等于电池能力允许的充电电流，从而通过利用外接充电设备对车载设备消耗的电流进行补偿，实现在很大程度上缩短充电时间。

附图说明

图1为本发明的充电控制方法的基本步骤的示意图；

图2为本发明的充电控制装置的组成结构示意图；

图3为本发明实施例中的整车控制器与其他部件的连接示意图；

图4为本发明的充电控制的流程示意图。

附图标记说明：

1-整车控制器，2-电池管理系统，3-车载设备控制面板，4-压缩机控制器，5-加热器控制器，6-充电设备控制器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有技术中在电动汽车的充电过程中，未考虑到在充电过程中开启空调或者加热器等大功率车载设备时的充电电流补充的问题，甚至未考虑到充电过程中使用车载空调的功能，导致用户充电过程中如果不想离开车的话必须忍受车内的高温或者低温的问题以及充电时间过长的问题，提供了一种充电控制方法、装置、整车控制器及电动汽车，实现了在电动汽车充电过程中，增加车内空调使用功能，并且在充电过程中动态控制充电电流，保证充入蓄电池的电流达到电池的需求值，不会因为车载设备的功率消耗而使充入电池的电流变小而导致充电时间过长。

如图1所示，本发明的一实施例提供了一种充电控制方法，应用于电动汽车的整车控制器，所述方法包括：

步骤11，对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗；

具体的，所述车载设备一般包括空调压缩机、空调加热器和直流转换单元，其中，所述空调压缩机和所述空调加热器是通过空调控制面板发送启动请求信号至整车控制器1后，整车控制器1通过电动汽车的当前状态判断是否启动空调压缩机或空调加热器，并发送启动或待机信号至压缩机控制器或加热器控制器；所述直流转化单元是接收到所述整车控制器1发送的充电使能信号后开始工作；因此，所述整车控制器1能够确定所述电动汽车上的所述车载设备是否开启，当所述车载设备开启后，所述车载设备存在功率消耗。

步骤12，当所述车载设备存在功率消耗且当前功率消耗达到设定值时，根据电池管理系2所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值；其中，所述当前请求电流值为所述请求电流值与所述车载设备的当前功率消耗所对应的附加电流值之和；

需要说明的是，所述车载设备的当前功率消耗所对应的附加电流值为根据实验计算的电流值，且该计算的电流值已存储在所述整车控制器1中。

当所述整车控制器1确定至少某一所述车载设备存在功率消耗后，所述整车控制器1从其存储器中获取与启动的所述车载设备的功率消耗所对应的附加电流值，并将所述附加电流值与一预设值进行比较，当所述附加电流值大于所述预设值时，则输出至充电设备控制器6的当前请求电流值为所述电池管理系统2上报的电流值和所述车载设备功率消耗所对应的附加电流值之和，当所述附加电流值小于或等于所述预设值时，则输出至充电设备控制器6的当前请求电流值为所述电池管理系统2上报的请求电流值；当然，所述附加电流值小于或等于所述预设值的情况也包括所述车载设备没有功率消耗的情况。

步骤13，向充电设备控制6发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器6根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电。

进一步的，根据电池管理系统2所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值的步骤12包括：

步骤121，根据预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系，确定所述当前功率消耗所对应的附加电流值；

步骤122，计算所确定的附加电流值与所述请求电流值之和，获得所述当前请求电流值。

具体的，在所述车载设备为大功率消耗的车载设备时，首先在输出至所述充电设备控制器6的当前请求电流值中增加所述附加电流值，是为了避免在大功率的所述车载设备开启后仅用比例积分微分等调节手段进行调节而造成的较大幅度的电流波动。

进一步的，所述对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗的步骤之前，所述方法还包括：

获取一对应关系表，所述对应关系表中记录预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系。

其中，所述多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系为根据大量实验数据所确定的，并预先存储在所述整车控制器1中；所述车载设备的附加电流值为一计算结果，并非所述车载设备的当前消耗电流，即所述计算结果与当前消耗电流之间存在很小的差异，可以通过调节进行校准。

进一步的，所述向充电设备控制器6发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器6根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电的步骤包括：

向充电设备控制器6发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值或者所述充电设备控制器能够输出电流的上限值；其中当所述当前请求电流值大于所述上限值时，所述充电设备控制器6输出的充电电流值为所述上限值；当前请求电流值小于或等于所述上限值时，所述充电设备控制器6输出的充电电流值为所述当前请求电流值。

通过将所述当前请求电流值与所述充电设备控制器6的输出电流的上限值进行比较，使所述充电设备控制器6根据其自身硬件判断供电的最大能力，当所述整车控制器1发送的当前请求电流值未超过其供电能力，则按照所述整车控制器1发送的所述当前请求电流值进行供电，以防供电电流过大，超过所述蓄电池的承受能力，对所述蓄电池造成损伤；当所述整车控制器1发送的当前请求电流值超过所述充电设备控制器6的自身供电的最大能力时，则按所述充电设备控制器6的最大输出能力进行供电，实现在供电设备的能力允许范围内，尽量缩短充电时间。

进一步的，所述向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电的步骤13之后，所述方法还包括：

在对所述蓄电池进行充电的预设时长后，获取所述电池管理系统上报的请求电流值和所述电池管理系统上报的对蓄电池进行充电的实测电流值；

根据所述请求电流值和所述实测电流值，采用比例积分微分调节，计算所述当前请求电流值的调节目标值；

将所述当前请求电流值调整为所述调节目标值，并发送至所述充电设备控制器，使所述充电设备控制器根据所述调节目标值对所述蓄电池进行充电，使蓄电池充电的实测电流值与电池管理系统上报的请求电流值一致。

具体的，在对蓄电池进行充电的预设时长后，认为充电电流的变化已经基本区域稳定值，所以，此时的电流变化是诸如环境温度、系统工作状态变化而导致的，且幅度均不会太大，因此，采用比例积分微分调节或者是仅采用比例积分调节的方式对电流进行动态的调节，实现在所述充电设备控制器6的能力范围内尽量通过调节手段满足所述电池管理系统2的电流请求值。

进一步的，所述对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗的步骤11包括：

对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗。

具体的，所述对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗的步骤包括：

获取所述车载设备的控制面板发送的请求信号和车内温度、蒸发器温度及车外温度；其中，所述车载设备包括车载压缩机和车载加热器；

根据所述请求信号、车内温度、蒸发器温度及车外温度，判断是否启动所述车载设备；

当所述车内温度、蒸发器温度及车外温度不满足所述请求信号的需求，且未接收到所述车载设备的控制面板发送的取消请求信号时，输出开启请求至所述车载设备的控制器，使所述车载设备启动，所述车载设备存在功率消耗。

如图3所示，所述整车控制器1分别与所述电池管理系统2、所述车载设备控制面板3、所述压缩机控制器4和所述加热器控制器5连接；在充电过程中，所述整车控制器1还与充电设备控制器6连接。

如图4所示，以车载空调为例，所述车载设备控制面板3用于负责判断驾驶员(或者车内乘员)发出的启动请求，与所述车载设备控制面板3连接或一体的空调面板控制器(图中未显示)将该请求信号解析为空调制冷/制热温控信号发送给所述整车控制器1，同时控制车内的鼓风机开启，并一并负责检测当前车内温度、蒸发器温度和车外温度等控制信号并上报给所述整车控制器1；其中，所述启动请求包括环境温度控制需求。

步骤41，所述整车控制器1接收所述空调面板控制器发送的环境温度控制需求；

步骤42，所述整车控制器1根据接收到的所述环境温度控制需求以及车内温度、蒸发器温度、车外温度等测量信号，判断是否启动空调压缩机或空调加热器；

步骤43，如果启动所述空调压缩机或空调加热器，则所述整车控制器1发送启动指令至所述空调压缩机或空调加热器；

步骤44，根据预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系的对应关系表获取所述空调压缩机或所述空调加热器预先设定的附加电流值，并将所述车载设备的附加电流值与所述电池管理系统2上报的请求电流值之和作为当前请求电流值发送至所述充电设备控制器6。

需要注意的是，所述当前请求电流值的变化需要和所述空调压缩机/空调加热器的动作时间相吻合，即：所述步骤43和所述步骤44的执行时间应相吻合，因此建议此变化量及变化率均设定为标定量。

步骤45，如果不启动所述空调压缩机或空调加热器，则所述整车控制器1处于空调控制待机状态，直到接收到空调控制器上报的所述电动汽车的当前参数满足所述整车控制器1设定的空调开启判断逻辑时才控制空调压缩机/空调加热器开启，且在此过程中如果接收到空调控制面板发送的取消请求(即驾驶员关闭空调控制按钮)，则所述整车控制器1的空调控制模块进入休眠状态，等待空调控制面板下一次发出请求信号。

步骤46，在加入所述附加电流值之后，所述蓄电池充电预设时长后，基本认为充电电流变化已经基本趋于稳定值，通过采用比例积分微分调节或比例积分调节的方式对电流进行动态调节，使所述蓄电池的实测电流值与所述电池管理系统2上报的请求电流值一致，实现在充电设备的能力范围内尽量通过调节手段满足所述电池管理系统2的电流请求值，最终实现在很大程度上缩短充电时间。

以直流转换单元作为车载设备时，由于直流转换单元的功率消耗所对应的附加电流值较小，因此无需将其加入到当前充电请求值中；只需要在所述蓄电池充电预设时长后，通过比例积分微分调节的方式对当前请求电流值进行调整，使输入所述蓄电池的实测电流值与所述电池管理系统2的请求电流值一致。

如图2所示，本发明还提供一种充电控制装置，应用于电动汽车的整车控制器，其中，所述装置包括：

判断模块21，用于对蓄电池进行充电时，判断所述电动汽车上的车载设备是否存在功率消耗；

第一获取模块22，用于当所述车载设备存在功率消耗且当前功率消耗达到设定值时，根据电池管理系统所上报的对所述蓄电池进行充电的请求电流值，获取当前请求电流值；其中，所述当前请求电流值为所述请求电流值与所述车载设备的当前功率消耗所对应的附加电流值之和；

输出模块23，用于向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器根据所述当前请求电流值对所述蓄电池进行充电。

具体的，所述第一获取模块22包括：

第一确定子模块，用于根据预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系，确定所述当前功率消耗所对应的附加电流值；

第一计算子模块，用于计算所确定的附加电流值与所述请求电流值之和，获得所述当前请求电流值。

进一步的，所述装置还包括：

第二获取模块，用于获取一对应关系表，所述对应关系表中记录预先设定的所述车载设备的多个功率消耗分别与对应的附加电流值之间的对应关系。

具体的，所述输出模块具体用于向充电设备控制器发送所述当前请求电流值，使所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值或者所述充电设备控制器能够输出电流的上限值；其中当所述当前请求电流值大于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述上限值；当前请求电流值小于或等于所述上限值时，所述充电设备控制器输出的充电电流值为所述当前请求电流值。

进一步的，所述装置还包括：

第三获取模块，用于在对所述蓄电池进行充电的预设时长后，获取所述电池管理系统上报的请求电流值和所述电池管理系统上报的对蓄电池进行充电的实测电流值；

计算模块，用于根据所述请求电流值和所述实测电流值，采用比例积分微分调节，计算所述当前请求电流值的调节目标值；

调节模块，用于将所述当前请求电流值调整为所述调节目标值，并发送至所述充电设备控制器，使所述充电设备控制器根据所述调节目标值对所述蓄电池进行充电，使蓄电池充电的实测电流值与电池管理系统上报的请求电流值一致。

具体的，所述判断模块包括：

第二确定子模块，用于对蓄电池进行充电时，当判断所述车载设备启动时，确定所述车载设备存在功率消耗。

具体的，所述第二确定子模块包括：

第一获取子单元，用于获取所述车载设备的控制面板发送的请求信号和车内温度、蒸发器温度及车外温度；其中，所述车载设备包括车载压缩机和车载加热器；

第二判断子单元，用于根据所述请求信号、车内温度、蒸发器温度及车外温度，判断是否启动所述车载设备；

当所述车内温度、蒸发器温度及车外温度不满足所述请求信号的需求，且未接收到所述车载设备的控制面板发送的取消请求信号时，输出开启请求至所述车载设备的控制器，使所述车载设备启动，所述车载设备存在功率消耗。

本发明的实施例中，通过有效利用充电桩及蓄电池两零部件的充电能力，实现了在所述电动汽车充电过程中开启空调等大功率电耗车载设备时的充电电流补充问题，不会因为大功率车载设备的功率消耗而使充入电池的电流变小；通过在充电过程中动态控制充电电流，保证充入蓄电池的电流达到蓄电池的需求值，从而在很大程度上缩短充电时间。

需要说明的是，现有大部分快充设备的动态调节范围非常宽泛，而慢充设备受限于电网的供电规格以及自身的成本、开发周期等等因素，调节范围有限。所以，本发明实施例未讨论供电能力外的充电时间优化的方法，而是仅在各个供电设备的能力允许范围内，尽量缩短充电时间。

本发明还提供一种整车控制器1，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器读取所述存储器中的程序，执行如上所述方法中的步骤。

本发明还提供一种电动汽车，包括车载设备、电池管理系统2，其中，还包括如上所述的整车控制器1，所述整车控制器1分别与所述车载设备和所述电池管理系统2连接；所述电动汽车充电时，所述整车控制器1还与充电设备控制器6连接。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。