一种移动充电宝控制系统的制作方法

本发明涉及电路领域，特别涉及一种移动充电宝控制系统。

背景技术：

随着新能源电动车的快速发展，在有些老城区、景区等地由于种种限制，在其附近往往缺少充电站和配套的充电桩。由于电动车的续航里程仍然较短，驾驶电动车在马路上行驶或者外出旅游时，难免会出现电量不足无法启动或者由于电量不够而来不及到达最近的充电站和充电桩进行补电，因此需要一种移动充电宝，能够对为电量不足的电动汽车进行补电。

由于电池的能量密度有限，需要在有限的空间尽量放置电池，而且需要在电能转换的过程中尽量减少电能的损失。而且电池属于易燃的危险物品，因此需要稳定的电能转换。

为此，需要一种便捷、高效、稳定的移动充电宝控制系统，用于对电动汽车进行快速充电。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供了一种便捷、高效、稳定的移动充电宝控制系统。本发明提供的一种移动充电宝控制系统，包括：

三相/单相输入模块，与AC-DC/DC-DC(Alternating Current to Direct Current AND Direct Current to Direct Current，交流转直流和直流转直流)一体化模块连接，用于输入外部的三相电或单相电；

AC-DC/DC-DC一体化模块，分别与三相/单相输入模块和电池组连接，用于将所述三相电或单相电通过AC-DC(Alternating Current to Direct Current，交流转直流)转换为直流电对电池组充电，还分别与高压控制盒和直流枪连接，用于将从高压控制盒输出的电流进行DC-DC(Direct Current to Direct Current，直流转直流)转换后通过直流枪对电动车进行充电；

电池组，用于存储电能，与高压控制盒连接，用于控制直流输出的电压，还与逆变设备连接，用于将直流电转换为交流电进行输出，还与辅助电源连接，用于给辅助电源供电；

辅助电源，与主控模块和BMS(Battery Management System，电池管理系统)连接，用于给主控模块和BMS供电；

主控模块，与BMS进行通信，用于通过BMS来控制电池组的输出；

BMS，与电池组通信，用于采集电池组的状态，并对电池组进行控制；

高压控制盒，与电池组和AC-DC/DC-DC一体化模块连接，用于将电池组的电压转换为适合AC-DC/DC-DC一体化模块的电压；

逆变设备，与电池组连接，用于将电池组的直流电转换为交流电后通过交流枪对电动车进行充电。

优选的，所述系统，还包括：

触摸显示屏，与所主控模块连接，并与辅助电源连接，由辅助电源供电后，通过触摸操作向主控模块发送控制指令，并显示主控模块的控制数据和充电数据，所述充电数据包括剩余电量、充电电压、充电电流。

优选的，

所述主控模块，还与AC-DC/DC-DC一体化模块进行通信，用于控制DC-DC的输出功率。

优选的，所述系统，还包括：

温度传感器和加速度传感器；

所述温度传感器用于测量环境温度；

所述加速度传感器用于测量电池组的振动数据，并写入主控模块；

主控模块读取当前的环境温度，以及所述振动数据，当所述温度和所述振动数据均处于正常范围时，主控模块控制电池组进行电量输出，否则，主控模块通过触摸显示屏显示警告信息，所述警告信息包括当前电池组的电量较低需要升温/静置一段时间后再进行充电，所述正常范围为预设的温度范围和振动范围。

优选的，所述系统，还包括：

电量测量单元、电量修正单元和提醒单元；

电量测量单元，用于测量电池组当前的电量；

电量修正单元，用于根据电池组当前的电量和由温度传感器所得到的当前电池组所处的环境温度，得到当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量，所述当前所使用的最低工作温度为预先设定的，且不高于25摄氏度；所述当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量是预先设定的，或者是根据当前电池组的电量、当前电池组所处的环境温度、最低工作温度通过电量与温度的关系确定出的；

提醒单元，用于根据当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量计算电池组能支持电动车的行驶里程，并将所述电池组能支持电动车的行驶里程显示给用户，所述电池组能支持电动车的行驶里程，为当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量与电动汽车的电池容量之比与电动汽车的续行里程的乘积。

优选地，所述系统还包括：

温度重设单元，用于在上一次设定最低工作温度完成时开始计时，并持续监测电池组所处的环境温度，所述上一次设定的最低工作温度即为当前所使用的最低工作温度；当计时时长达到本次判定时长时，判断在本次判定时长内，电池组所处的环境温度与上一次设定的最低工作温度之差是否始终大于预设温差，其中，所述预设温差为正值，本次判定时长大于上一次判定时长；如果判断结果为是，则将按照以下公式计算出的最低工作温度作为本次设定的最低工作温度，所述计算公式为：

Ti＝T0+(ΔT*Pi)

其中，所述Ti为本次设定的最低工作温度，所述T0为初始设置的最低工作温度，所述ΔT为预设温差，所述P为本次对应的提高比例；所述本次对应的提高比例大于上一次对应的提高比例；所述i表示最低工作温度的设定次第数，初始设置时，i＝0；第一次设定时，i＝1；第二次设定时，i＝2；以此类推；

其中，当按照上述公式计算出的最低工作温度高于25摄氏度时，将本次设定的最低工作温度设定为25摄氏度；

将当前所使用的最低工作温度变更为所述本次设定的最低工作温度；

所述电量修正单元，还用于根据所述变更后的当前所使用的最低工作温度确定所述变更后的当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量；

所述提醒单元，还用于根据所述变更后的当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量，来重新计算电池组能支持电动车的行驶里程；并将重新计算出的所述电池组能支持电动车的行驶里程显示给用户。

本发明的一些有益效果可以包括：

本发明提供的一种移动充电宝控制系统，能够便捷、高效、稳定的对电动汽车进行充电。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的示意图；

图2为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的直流充电逻辑图；

图3为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的交流充电逻辑图；

图4为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的交流补电逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的示意图。如图1所示，包括：

三相/单相输入模块，与AC-DC/DC-DC一体化模块连接，用于输入外部的三相电或单相电；

AC-DC/DC-DC一体化模块，分别与三相/单相输入模块和电池组连接，用于将所述三相电或单相电通过AC-DC转换为直流电对电池组充电，还分别与高压控制盒和直流枪连接，用于将从高压控制盒输出的电流进行DC-DC转换后通过直流枪对电动车进行充电；

电池组，用于存储电能，与高压控制盒连接，用于控制直流输出的电压，还与逆变设备连接，用于将直流电转换为交流电进行输出，还与辅助电源连接，用于给辅助电源供电；

辅助电源，与主控模块和BMS连接，用于给主控模块和BMS供电；

主控模块，与BMS进行通信，用于通过BMS来控制电池组的输出；

BMS，与电池组通信，用于采集电池组的状态，并对电池组进行控制；

高压控制盒，与电池组和AC-DC/DC-DC一体化模块连接，用于将电池组的电压转换为适合AC-DC/DC-DC一体化模块的电压；

逆变设备，与电池组连接，用于将电池组的直流电转换为交流电后通过交流枪对电动车进行充电。

主控模块通过CAN(Controller Area Network，控制器区域网络)通信来控制电池组输出，高压控制盒将电池电压转换成适合DC-DC模块工作的直流输入电压，优选的，主控模块还能通过CAN通信控制DC-DC模块输出功率，通过直流枪给电动汽车进行直流充电。而进行交流充电时，电池输出直流电经过逆变设备，转换为交流电，通过交流枪给电动汽车进行交流充电。辅助电源，由蓄电池启动输出，为辅助电源提供直流输入，然后转换为低压供电电源，为主控模块、BMS等低压设备供电。AC-DC/DC-DC一体化模块作为一个整体，可通过电气设计灵活切换AC输入或DC输入，为车辆提供满足要求的直流电源。系统内部可控开关组件可以是继电器、半导体开关管或微型接触器，通信方式也可以灵活的选择。

通过本发明提供的系统进行直流充电、交流充电以及对移动充电宝进行补电时，其工作逻辑如图2、图3和图4所示，图2为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的直流充电逻辑图，闭合整机电源开关后，系统进入待机状态，然后检查直流枪是否插入车辆，当直流枪插入车辆时，检查交流输出开关是否断开以及交流补电开关是否断开，没有断开且未在充电或补电过程中则断开交流输出开关以及断开交流补电输入开关，当交流输出开关断开以及交流补电开关断开后，刷卡启动充电系统并与移动充电宝的BMS交互，闭合电池输出开关，启动DC/DC模块，闭合BMS辅助电源，与外部车辆的BMS交互，并进行充电前的绝缘检测，完成后开始预充电，预充成功后闭合直流输出接触器，使充电宝释放电能直到充满或充电出现故障，之后结束充电、刷卡扣费，系统进入待机状态，同时，当充电失败或预充失败时，也会进入结束充电、刷卡扣费阶段。

图3为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的交流充电逻辑图，闭合整机电源开关后，系统进入待机状态，然后检查交流枪是否插入车辆，当直流枪插入车辆时，检查直流输出开关是否断开以及交流补电开关是否断开，没有断开且未在充电或补电过程中则断开直流输出开关以及断开交流补电输入开关，当直流输出开关断开以及交流补电开关断开后，刷卡启动充电系统并与移动充电宝的BMS交互，闭合电池输出开关，启动逆变模块，主控输入PWM波形，与车辆交互，闭合交流输出开关，开始输出交流电，使车载电池(充电宝)释放电能直到充满或充电出现故障，之后结束充电、刷卡扣费，系统进入待机状态。

图4为本发明实施例中一种移动充电宝控制系统的交流补电逻辑图，闭合整机电源开关后，系统进入待机状态，外部单相或三相交流电插入移动充电宝借口，检查连接后，检查直流输出开关是否断开以及交流输出开关是否断开，没有断开且未在充电过程中则断开直流输出开关以及断开交流输出开关，当直流输出开关断开以及交流输出开关断开后，刷卡启动补电系统并与移动充电宝的BMS交互，闭合电池输入开关，启动AC/DC模块，输出直流电给移动充电宝补电，直到补电完成或补电出现故障，之后结束充电、刷卡扣费，系统进入待机状态。

本发明对直流、交流两种充电口的电动汽车均可以进行充电，还能利用交流电进行高效补电，通过这种控制即可以便捷、高效、稳定的对电动汽车进行充电。

为了更方便的对移动充电宝的充电过程进行控制，并显示移动充电宝的充电状态，在本发明的一个实施例中，所述系统，还包括：

触摸显示屏，与所主控模块连接，并与辅助电源连接，由辅助电源供电后，通过触摸操作向主控模块发送控制指令，并显示主控模块的控制数据和充电数据，所述充电数据包括剩余电量、充电电压、充电电流。

为了更方便的对充电功率进行控制，在本发明的一个实施例中，

所述主控模块，还与AC-DC/DC-DC一体化模块进行通信，用于控制DC-DC的输出功率。

为了避免在低温或强烈振动后电池组的放电容量降低，避免在这种情况下充电而造成电量浪费，所述系统，还包括：

温度传感器和加速度传感器；

所述温度传感器用于测量环境温度；

所述加速度传感器用于测量电池组的振动数据，并写入主控模块；

主控模块读取当前的环境温度，以及所述振动数据，当所述温度和所述振动数据均处于正常范围时，主控模块控制电池组进行电量输出，否则，主控模块通过触摸显示屏显示警告信息，所述警告信息包括当前电池组的电量较低需要升温/静置一段时间后再进行充电，所述正常范围为预设的温度范围和振动范围。在本发明的一个实施例中，所述主控模块存储8小时的振动数据，所述振动范围为连续27分钟或累计3.5小时，水平方向不超过0.75g[RMS(Root Mean Square，均方根)值]，竖直方向不超过0.95g(减去重力加速度后的RMS值)，所述温度范围为0-40℃。

在很多时候，没有足够的时间给移动充电宝进行充电，而用户往往需要知道现在充的电能否支撑一次行程，而由于移动充电宝的电量受环境温度影响很大，所以不能直接通过当前的电量估计电动车的行驶距离，需要根据外部环境的温度来估计电动车的行驶距离，同时，由于中途没电停车会有很大的影响，如在高速上没电，因此需要保守的对距离进行估计，在本发明的一个实施例中，所述系统，还包括：

电量测量单元、电量修正单元和提醒单元；

电量测量单元，用于测量电池组当前的电量；

电量修正单元，用于根据电池组当前的电量和由温度传感器所得到的当前电池组所处的环境温度，得到当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量，所述当前所使用的最低工作温度为预先设定的，且不高于25摄氏度；所述当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量是预先设定的(例如由经验值估计分析出)，或者是根据当前电池组的电量、当前电池组所处的环境温度、最低工作温度通过电量与温度的关系确定出的；最低工作温度下的电池组可用电量可由一下公式得到，该公式为：

其中，Cy为最低工作温度下的电池组可用电量；k为预设的温度系数，单位为1/℃，一般取0.006；Tx为当前电池组所处的环境温度，单位为℃；Ty为最低工作温度，单位为℃；Cx为当前电池组的电量。

提醒单元，用于根据当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量计算电池组能支持电动车的行驶里程，并将所述电池组能支持电动车的行驶里程显示给用户，所述电池组能支持电动车的行驶里程，为当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量与电动汽车的电池容量之比与电动汽车的续行里程的乘积，续航里程表示电池组充满电量时能支持电动车连续行驶的路程长度。

在另一个实施例中，如果电池组所处的环境温度大于最低工作温度，则还可以根据温度差距状态以及保持这一温度差距状态的时间长短来调整修正电池组能支持电动车的行驶里程，从而提高结果的准确度，可以给用户更加准确的参考价值，此时，还可以实施为如下方案：

所述系统还包括：

温度重设单元，用于在上一次设定最低工作温度完成时开始计时，并持续监测电池组所处的环境温度，所述上一次设定的最低工作温度即为当前所使用的最低工作温度；当计时时长达到本次判定时长时，判断在本次判定时长内，电池组所处的环境温度与上一次设定的最低工作温度之差是否始终大于预设温差，其中，所述预设温差为正值，本次判定时长大于上一次判定时长；如果判断结果为是，则将按照以下公式计算出的最低工作温度作为本次设定的最低工作温度，所述计算公式为：

Ti＝T0+(ΔT*Pi)

其中，所述Ti为本次设定的最低工作温度，所述T0为初始设置的最低工作温度，所述ΔT为预设温差，所述P为本次对应的提高比例；所述本次对应的提高比例大于上一次对应的提高比例；所述i表示最低工作温度的设定次第数，初始设置时，i＝0；第一次设定时，i＝1；第二次设定时，i＝2；以此类推；

其中，当按照上述公式计算出的最低工作温度高于25摄氏度时，将本次设定的最低工作温度设定为25摄氏度；

将当前所使用的最低工作温度变更为所述本次设定的最低工作温度；

所述电量修正单元，还用于根据所述变更后的当前所使用的最低工作温度确定所述变更后的当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量；

所述提醒单元，还用于根据所述变更后的当前所使用的最低工作温度下的电池组可用电量，来重新计算电池组能支持电动车的行驶里程；并将重新计算出的所述电池组能支持电动车的行驶里程显示给用户。

上述技术方案，在连续多次判断出电池组所处的环境温度大于当前所使用的最低工作温度，并且持续时间较长时，说明电池组所处的环境温度稳定并且比当前所使用的最低工作温度高，可以将当前所使用的最低工作温度调高，从而使得最终计算出的电池组能支持电动车的行驶里程更加准确，给用户更加可靠的参考价值。

本发明提供的一种移动充电宝控制系统，能够便捷、高效、稳定的对电动汽车进行充电。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。