充电转接装置、车辆及直流充电控制方法与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种充电转接装置、一种车辆及一种直流充电控制方法。


背景技术：

2.现有phev(插电式混合动力汽车，plug-in hybrid electric vehicle)车型只有一个交流充电口，仅支持交流充电功能，但交流充电的时间较长，且交流充电场站多为无人看管的公共场地，多具备停车属性，常有油车占位的现象，导致用户的充电体验较差。
3.与之相反的是，直流充电场站常常单独建设，充电属性强，很少有油车占位现象，且充电速度快，时间短，约1h左右，用户体验较好，因此现有混动车辆对于使用直流快速充电的期望较大，但目前并没有相关技术可以实现直流快速充电，所以为实现直流充电功能，通常是对车辆增加直流充电功能，即车身增加直流充电口，车身内布置相关线路、直流充电逻辑以实现直流充电功能，但是，对于新增直流充电功能，需要对车型进行重新设计，对未上市车型可以增加，而对已上市车型，由于车身已经定型，无法变更的基础上，无法实现直流充电功能。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种充电转接装置，该装置既可以实现车辆的直流充电功能，又可以进行实时通讯，确保充电过程中的安全管控。
5.本发明的目的之二在于提出一种车辆。
6.本发明的目的之三在于提出一种直流充电控制方法。
7.为了解决上述问题，本发明第一方面实施例的充电转接装置，包括：直流插座，所述直流插座适于与直流充电设备匹配连接，所述直流插座至少包括直流电源连接端子、直流通信端子，所述直流通信端子适于与所述直流充电设备的充电控制端子连接；交流插头，所述交流插头适于与车载交流充电插座匹配连接，所述交流插头至少包括直流电源转接端子，所述直流电源转接端子与所述直流电源连接端子电连接；无线通讯单元，用于与车载无线通信单元无线通信连接，以传输直流充电数据；控制单元，所述控制单元与所述无线通讯单元、所述直流通信端子分别连接，用于在直流充电时处理所述直流通信端子与所述无线通讯单元之间的直流充电数据。
8.根据本发明实施例的充电转接装置，基于直流插座与直流充电设备连接，以及交流插头与车载交流充电插座连接，通过充电转接装置中转的方式，来实现车辆侧与直流充电设备侧的物理连接，从而将直流充电设备的直流电源信号经充电转接装置转接至车辆内部，实现车辆的直流充电功能，以及，本发明实施例的充电转接装置设置有无线通讯单元，在进行直流充电时，通过无线通讯单元与车辆侧的车载无线通信单元无线通信连接，建立实时通讯信道，以传输直流通信端子与无线通讯单元之间的直流充电数据，实现直流充电
过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
9.在一些实施例中，所述直流插座还包括：辅助电源端子，所述辅助电源端子适于与所述直流充电设备的辅助电源连接，用于在直流充电时为所述控制单元供电。
10.在一些实施例中，所述直流插座还包括第一连接确认端子和第一连接控制确认端子，所述第一连接确认端子与所述控制单元连接，所述第一连接控制确认端子与所述控制单元连接；所述交流插头还包括第二连接确认端子和第二连接控制确认端子，所述第二连接确认端子与所述控制单元连接，所述第二连接控制确认端子与所述控制单元连接；所述控制单元还用于上电后启动所述第一连接确认端子和所述第二连接确认端子的连接电路，以及启动所述第二连接控制确认端子与所述第二连接控制确认端子的连接电路。
11.在一些实施例中，所述直流电源端子包括直流电源正极端子和直流电源负极端子；所述直流电源转接端子包括直流电源正极转接端子和直流电源负极转接端子；所述直流电源正极端子与所述直流电源正极转接端子电连接，所述直流电源负极端子与所述直流电源负极转接端子电连接。
12.在一些实施例中，所述充电转接装置还包括：第一开关，所述第一开关设置在所述直流电源正极端子与所述直流电源正极转接端子的连接线上；第二开关，所述第二开关设置在所述直流电源负极端子与所述直流电源负极转接端子的连接线上。
13.在一些实施例中，所述直流插座还包括第一接地端子，所述第一接地端子适于与所述直流充电设备的接地端连接；所述交流插头还包括第二接地端子，所述第二接地端子适于与所述车载交流充电插座的接地端连接；所述第一接地端子与所述第二接地端子电连接。
14.在一些实施例中，所述直流通信端子包括第一通信端子和第二通信端子，所述第一通信端子和所述第二通信端子均与所述控制单元连接。
15.在一些实施例中，所述辅助电源端子包括第一电源端子和第二电源端子，所述第一电源端子适于与所述辅助电源的正极端连接，所述第二电源端子适于与所述辅助电源的负极端连接，所述第一电源端子和所述第二电源端子均与所述控制单元连接。
16.本发明第二方面实施例提供一种车辆，包括车载交流充电插座和车载无线通信单元，所述车载交流充电插座适于直流充电时与上述实施例所述的充电转接装置匹配连接，所述车载无线通信单元用于与所述充电转接装置进行无线通信。
17.根据本发明实施例的车辆，在进行直流充电时，通过车载交流充电插座与充电转接装置连接，利用充电转接装置的转接作用，无需修改车身模具及造型，即可将直流充电设备与车辆进行中转连接，实现车辆的直流充电功能，以及，通过车载无线通信单元与充电转接装置的无线通讯单元匹配连接，以采用无线通讯的方式，建立实时通讯信道，可以实现充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
18.本发明第三方面实施例提供一种直流充电控制方法，用于上述实施例所述的充电转接装置，所述直流充电控制方法包括：检测到供电信号，上电并唤醒无线通讯单元以及启动直流充电连接确认电路；控制所述无线通讯单元与车载无线通信单元建立通信连接；转发所述车载无线通信单元与直流充电设备之间的直流充电数据。
19.根据本发明实施例的直流充电控制方法，基于充电转接装置实现车辆侧与直流充电设备侧的物理连接，当充电转接装置检测到供电信号时，通过上电唤醒无线通讯单元以
及启动直流充电连接确认电路，并控制无线通讯单元与车载无线通信单元建立通信连接，即本发明实施例的方法采用无线通讯的形式，以建立可靠的无线通讯信道，并通过充电转接装置转发车载无线通信单元与直流充电设备之间的直流充电数据，从而实现充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
20.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是根据本发明一个实施例的车辆的结构框图；
23.图2是根据本发明一个实施例的充电转接装置的电路结构图；
24.图3是根据本发明一个实施例的采用充电转接装置进行直流充电的连接示意图；
25.图4是根据本发明一个实施例的直流充电控制方法的流程图；
26.图5是根据本发明一个实施例的直流充电的流程图。
27.附图标记：
28.充电转接装置10；车辆20；
29.直流插座1；交流插头2；无线通讯单元3；控制单元4；车载交流充电插座5；车载无线通信单元6；
30.直流电源连接端子11；直流通信端子12；直流电源转接端子21；。
具体实施方式
31.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
32.在实施例中，对于设置车载交流充电插座的车辆，在使用交流充电设备充电时，可以将车载交流插座与交流充电设备的交流充电枪直接进行物理连接，以实现车辆的交流充电功能。
33.以及，在使用直流充电设备充电时，由于车辆设置的充电口为车载交流充电插座，直流充电设备的接口是直流充电插头，所以直流充电插头与车载端的车载交流充电插座在尺寸上不匹配，为实现直流充电功能，可以通过转接头的形式，将直流充电设备的直流输入方式转换为交流充电口的输入形式，即通过转接头分别与直流充电插头、车载交流充电插座对应连接，使三者之间能进行物理的连接，以将直流电源转接到车辆内部，再由车辆内部的相关处理，充入电池包内部，实现直流充电的功能。
34.基于上述车辆的直流充电功能，本发明实施例提出一种充电转接装置，该装置既可以实现车辆的直流充电功能，又可以进行实时通讯，确保充电过程中的安全管控。
35.如图1所示，本发明实施例的车辆20包括车载交流充电插座5和车载无线通信单元6，其中，车载交流充电插座5适于直流充电时与上述实施例提供的充电转接装置10匹配连接，车载无线通信单元6用于与充电转接装置10进行无线通信。
36.下面参考附图描述本发明第一方面实施例的充电转接装置，如图2所示，本发明实
施例的充电转接装置10包括直流插座1、交流插头2、无线通讯单元3以及控制单元4。
37.其中，如图2所示，直流插座1适于与直流充电设备匹配连接，直流插座1至少包括直流电源连接端子11、直流通信端子12，直流通信端子12适于与直流充电设备的充电控制端子连接；交流插头2适于与车载交流充电插座5匹配连接，交流插头2至少包括直流电源转接端子21，直流电源转接端子21与直流电源连接端子11电连接；无线通讯单元3用于与车载无线通信单元6无线通信连接，以传输直流充电数据；控制单元4与无线通讯单元3、直流通信端子12分别连接，用于在直流充电时处理直流通信端子12与无线通讯单元3之间的直流充电数据。
38.在实施例中，直流电源连接端子11为接收直流充电设备发送的直流电源信号的输入端，以及，直流电源转接端子21为传输直流充电设备发送的直流电源信号的输出端，从而，在进行直流充电时，如图3所示，基于直流插座1与直流充电设备的直流插头连接，以及交流插头2与车载交流充电插座5连接，直流电源信号经直流电源连接端子11与直流电源转接端子21的连接电路，转接至车辆内部，再经车辆内部的相关处理，充入电池包内部，实现车辆的直流充电功能。因此，本发明实施例通过充电转接装置10的转接作用，使得直流充电设备侧与车辆侧进行中转连接，从而将直流充电设备的直流输入方式，转换为交流充电口的输入形式，满足车辆的直流充电需求，以及，通过采用充电转接装置10，直接将直流电源信号接入电池包，实现车辆的直流充电功能，无需修改车身模具及造型，只需车辆增加配电盒以及修改相关电路即可，对车辆的整体改动量较小，尤其对于已上市的车辆，采用无线通讯的形式，也避免了车辆电池包或bms(电池管理系统，batteery management system)在硬件上的修改或更换，更加降低车辆新增直流充电功能的成本。
39.以及，由于现有车辆内部均设有无线通讯的功能，即车辆20内设置有车载无线通信单元6，因此，本发明实施例的充电转接装置10增加设置无线通讯单元3和控制单元4，通过车载无线通信单元6与充电转接装置10内的无线通讯单元3匹配连接，以建立实时通讯信道，从而实现直流充电过程中的实时通讯和精准控制，避免盲充的风险。具体地，如图3所示，基于直流通信端子21与无线通讯单元3、控制单元4分别连接，在进行直流供电时，直流通信端子21与直流充电设备的充电控制端子对应连接，并通过无线通讯单元3与车载无线通信单元6之间预先约定的通讯机制和密码进行匹配连接，以确定通讯的唯一性，做到点对点的实时连接，进而通过控制单元4处理直流通信端子21与无线通讯单元3之间的直流充电数据，将车辆20内部的bms信息通过无线通讯的形式转发给直流充电设备，从而建立可靠的无线通讯信道，实现直流充电设备与bms的实时交互。
40.在实施例中，直流充电设备侧与车辆侧通过无线通讯单元3实时转发直流充电数据，以进行直流充电报文交互，其中，直流充电数据包括直流充电识别信号，以便于车辆侧确认当前为直流充电模式，以实施对应的相关充电控制逻辑，以及，直流充电数据包括确定直流电源信号是否超出车载充电允许范围的信号，以将直流充电的电压和功率控制在车辆充电允许的输入电压和功率安全范围内，以及，直流充电数据还包括电池包的充电进度或其他充电条件等信号的交互，以实现直流充电过程中的实时通讯和精准控制，保证充电过程中的安全管控，解决盲充的风险。
41.在实施例中，无线通讯单元3可以为蓝牙、wifi或射频等，对此不作限制。
42.因此，本发明实施例的充电转接装置10，通过无线通讯单元3与车辆进行实时通
讯，以将车辆的bms信息转发给直流充电设备，无需更改电池包或bms硬件，只需调整车辆的车载无线通信单元6与bms、无线通讯单元3的无线通讯功能，以及充电时的相关充电控制逻辑，即可实现完整的直流充电功能，降低成本，以及，本发明实施例利用车辆自带的车载无线通信单元6，实现直流充电功能所需的无线通讯，而无需再新增通讯模块，尤其对于已上市的车辆，更加减少对车辆的改动量。
43.根据本发明实施例的充电转接装置10，基于直流插座1与直流充电设备连接，以及交流插头2与车载交流充电插座5连接，通过充电转接装置10中转的方式，来实现车辆侧与直流充电设备侧的物理连接，从而将直流充电设备的直流电源信号经充电转接装置10转接至车辆内部，实现车辆的直流充电功能，以及，本发明实施例的充电转接装置10增加设置无线通讯单元3，在进行直流充电时，通过无线通讯单元3与车辆侧的车载无线通信单元6无线通信连接，建立起车辆与直流充电设备之间的实时通讯信道，以传输直流充电数据，实现直流充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
44.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的直流插座1还包括辅助电源端子13，辅助电源端子13适于与直流充电设备的辅助电源连接，用于在直流充电时为控制单元3供电。也就是，本发明实施例巧妙利用直流充电设备内的辅助电源，为充电转接装置10的控制单元4供电，解决控制单元4内部的取电问题，避免充电转接装置10自带电源或者使用高压电源，降低控制单元4的故障率，提高充电转接装置10功能的稳定性。
45.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的直流插座1还包括第一连接确认端子cc2和第一连接控制确认端子cc1，第一连接确认端子cc2与控制单元4连接，第一连接控制确认端子cc1与控制单元4连接。以及，交流插头2还包括第二连接确认端子cc和第二连接控制确认端子cp，第二连接确认端子cc与控制单元4连接，第二连接控制确认端子cp与控制单元4连接。控制单元4还用于上电后启动第一连接确认端子cc2和第二连接确认端子cc的连接电路，以及启动第二连接控制确认端子cc1与第二连接控制确认端子cp的连接电路。具体地，如图3所示，在充电转接装置10供电工作后，启动cc和cp电路，以唤醒车辆obc(on board charger，车载充电机)、bms和车载无线通信单元6，并通过车载无线通信单元6与无线通讯单元4之间约定相应的通讯机制和密码，确定通讯的唯一性，建立可靠的无线通讯信道，从而实现直流充电设备与bms的实时交互。
46.在一些实施例中，如图2所示，直流电源端子11包括直流电源正极端子dc+和直流电源负极端子dc-，以及，直流电源转接端子21包括直流电源正极转接端子l1和直流电源负极转接端子n。其中，直流电源正极端子dc+与直流电源正极转接端子l1电连接，直流电源负极端子dc-与直流电源负极转接端子n电连接，以用于传输直流充电设备输出的直流电源信号。
47.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的充电转接装置10还包括第一开关k1和第二开关k2。其中，第一开关k1设置在直流电源正极端子dc+与直流电源正极转接端子l1的连接线上，第二开关k2设置在直流电源负极端子dc-与直流电源负极转接端子n的连接线上。
48.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的直流插座1还包括第一接地端子pe1，第一接地端子pe1适于与直流充电设备的接地端连接，以及，交流插头2还包括第二接地端子pe2，第二接地端子pe2适于与车载交流充电插座5的接地端连接。其中，第一接地端
子pe1与第二接地端子pe2电连接。
49.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的直流通信端子12包括第一通信端子s+和第二通信端子s-，第一通信端子s+和第二通信端子s-均与控制单元4连接，以用于与直流充电设备进行直流报文交互。
50.在一些实施例中，如图2所示，本发明实施例的辅助电源端子13包括第一电源端子a+和第二电源端子a-，第一电源端子a+适于与辅助电源的正极端连接，第二电源端子a-适于与辅助电源的负极端连接，第一电源端子a+和第二电源端子a-均与控制单元4连接，以便于采用辅助电源为控制单元4供电。
51.因此，根据本发明实施例的车辆20，在进行直流充电时，通过车载交流充电插座5与充电转接装置10连接，利用充电转接装置10的转接作用，无需修改车身模具及造型，即可将直流充电设备与车辆进行中转连接，实现车辆20的直流充电功能，以及，通过车载无线通信单元6与充电转接装置10采用无线通讯的方式，建立实时通讯信道，可以实现充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
52.本发明第三方面实施例提供一种直流充电控制方法，如图4所示，本发明实施例的直流充电控制方法包括步骤s1-s3。
53.步骤s1，检测到供电信号，上电并唤醒无线通讯单元以及启动直流充电连接确认电路。
54.其中，本发明实施例的直流充电控制方法用于上述实施例提供的充电转接装置，在进行直流供电时，通过充电转接装置分别与直流充电设备的直流插头、车载交流充电插座对应连接后，充电转接装置内的控制单元即可检测到直流充电设备内辅助电源输出的供电信号，进而控制单元启动无线通讯单元，以进行无线通讯，以及，控制单元启动直流充电连接确认电路，以确认充电转接装置的所有端口已对应连接完成。
55.步骤s2，控制无线通讯单元与车载无线通信单元建立通信连接。
56.在实施例中，无线通讯单元与车载无线通信单元之间可以通过预先约定的通讯机制和密码，确定通讯的唯一性，做到点对点的实时连接，以建立可靠的无线通讯信道。
57.步骤s3，转发车载无线通信单元与直流充电设备之间的直流充电数据。
58.在实施例中，本发明实施例的方法采用无线通讯的方式进行实时通讯，也就是，基于车辆内部自带的车载无线通信单元，在充电转接装置内设置无线通讯单元，从而通过车辆的车载无线通信单元与无线通讯单元匹配连接，建立实时通讯信道，而无需对车辆新增通讯模块，减少车辆改动量，进而通过控制单元处理并转发车载无线通信单元与直流充电设备之间的直流充电数据，从而将车辆内部的bms(电池管理系统，batteery management system)信息通过无线通讯的形式转发给直流充电设备，以实现充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
59.根据本发明实施例的直流充电控制方法，基于充电转接装置实现车辆侧与直流充电设备侧的物理连接，当充电转接装置检测到供电信号时，通过上电唤醒无线通讯单元以及启动直流充电连接确认电路，并控制无线通讯单元与车载无线通信单元建立通信连接，即本发明实施例的方法采用无线通讯的形式，以建立可靠的无线通讯信道，并通过充电转接装置转发车载无线通信单元与直流充电设备之间的直流充电数据，从而实现充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
60.下面结合附图3和附图5对采用本发明实施例的充电转接装置进行直流充电的过程进行举例说明，具体如下。
61.步骤s4，直流充电设备的直流插头插入充电转接装合作的直流插座。
62.步骤s5，直流充电设备的辅助电源供电。
63.步骤s6，唤醒充电转接装置。
64.步骤s7，充电转接装置启动无线通讯单元，以进行匹配连接。
65.步骤s8，唤醒车辆的obc(on board charger，车载充电机)、bms和车载无线通信单元。
66.步骤s9，车辆启动车载无线通信单元进行匹配连接。
67.步骤s10，充电转接装置确定无线通讯单元与车载无线通信单元连接成功。
68.步骤s11，直流充电设备侧与车辆侧均确认通讯成功。
69.步骤s12，直流充电设备、充电转接装置以及车辆均启动充电。
70.概括来说，通过采用本发明实施例的充电转接装置，将直流充电设备与车辆进行中转连接，可以实现车辆的直流充电功能，以及，基于充电转接装置内设置的无线通讯单元，本发明实施例采用无线通讯的形式，将车辆自带的车载无线通信单元与无线通讯单元进行匹配连接，以建立实时通讯信道，也就是将实现直流充电功能所需的无线通讯与车辆自带的车载无线通信单元进行共用，从而无需对车辆再新增通讯模块，减少车辆的改动量，且可以实现直流充电过程中的实时通讯和精准控制，解决盲充的风险。
71.在本说明书的描述中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
72.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
73.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离
散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
74.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
75.此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
76.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
77.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。