专利名称：电动汽车充电时外部电源的电制识别方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车充电时外部电源的电制识别方法及装置。
背景技术：
随着科技的发展，环保节能的电动汽车正在扮演着取代燃油车的角色，然而电动汽车的普及还面临着一些问题，其中高的续航里程和快捷的充电技术，已成为电动汽车推广的一大难题。目前，电动汽车大多采用大容量的电池，虽然可以提高电动汽车的续航能力，但同样大容量的电池又带来了充电时间过长的问题。虽然专业的直流充电站可以快速的为电池进行充电，但高额的成本和较大占地面积等问题使得这种基础设施的普及还面临着一定的难度，同时又由于车辆的空间有限，车载充电器受到体积的制约而无法满足充电功率。现在市场上所采取的充电方案有以下几种:方案(I):如图1和图2所示，此方案中的车载充放电装置主要包括三相电源变压器I’、六个晶闸管元件组成三相桥式电路2’、恒压控制装置AUR和恒流控制装置ACR，但是该方案严重浪费空间和成本。方案(2):如图3所示，此方案中的车载充放电装置为适应单/三相充电而安装两个充电插座15’、16’，增加了成本；电机驱动回路包含电感LI’和电容Cl’组成的滤波模块，在电机驱动时，三相电 流经过滤波模块产生损耗，是对电池电量的浪费；该方案充放电工作时逆变器13 ’对交流电进行整流/逆变，整流/逆变后电压不可调节，适用电池工作电压范围窄。综上所述，目前市场上所采取的交流充电技术大多采用单项充电技术，该技术存在充电功率小、充电时间长、硬件体积较大、功能单一、受限于不同地区电网的电压等级限制等缺点。并且，目前的电动汽车需要使用专用的充电柜，依赖充电柜，需要根据外接电源的不同构建不同电路来实现充电。这样需要耗费较大的硬件成本，且充电系统的通用性不佳，不能实现随处可充电，灵活性差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有较好的充电通用性的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法。本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车充电时外部电源的电制识别装置。为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出一种电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，包括如下步骤:将充电枪插入所述电动汽车充电时外部电源的电制识别插座，其中，所述充电枪与外部电源相连；在所述充电枪与所述充电插座确认连接之后，获取所述充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取所述第一相电压至第三相电压的有效值；
根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息；以及根据所述第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定所述外部电源的电制。根据本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，根据外接电源的情况，自动判断接入的电制的标准，并根据判定结果，自动选择相应地控制策略来进行充电，由此选择不同的控制策略来实现不同电源类型的充电，节省了构建硬件电路的成本，也使得充电系统的兼容性更好，可靠性更高。本发明第二方面的实施例提出一种电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，包括:充电插座，用于与充电枪插入相互连接，其中，所述充电枪与外部电源相连；获取模块，用于在所述充电枪与所述充电插座确认连接之后，获取所述充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取所述第一相电压至第三相电压的有效值，以及根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息；电制识别模块，用于根据所述第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定所述外部电源的电制。根据本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，根据外接电源的情况，自动判断接入的电制的标准，并根据判定结果，自动选择相应地控制策略来进行充电，由此选择不同的控制策略来实现不同电源类型的充电，节省了构建硬件电路的成本，也使得充电系统的兼容性更好，可靠性更高。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。
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:图1为现有的一种车载充放电装置的电路图；图2为现有的一种车载充放电装置的控制示意图；图3为现有的另一种车载充放电装置的电路图；图4为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的方框示意图；图5为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的拓扑图；图6为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的进一步的方框示意图；图7为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的功能判断流程图；图8为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统进行电机驱动控制功能的方框示意图；图9为根据本发明一个实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法的流程图；图10为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统充放电功能启动判断流程图；图11为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统在充电工作模式下的控制流程图12为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统在电动汽车充电结束时的控制流程图；以及图13为根据本发明一个实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的用于电动汽车的动力系统以及具有该动力系统的电动汽车。如图4所示，本发明一个实施例提出的用于电动汽车的动力系统包括动力电池10、充放电插座20、双向DC/DC模块30、驱动控制开关40、双向DC/AC模块50、电机控制开关60、充放电控制模块70和控制器模块80。其中，双向DC/DC模块30的第一直流端al与动力电池10的另一端相连，双向DC/DC模块30的第二直流端a2与动力电池10的一端相连，并且第一直流端al为双向DC/DC模块30输入及输出的共用直流端。驱动控制开关40的一端与动力电池10的一端相连,驱动控制开关40的另一端与双向DC/DC模块30的第三直流端a3相连。双向DC/AC模块50的第一直流端bl与驱动控制开关40的另一端相连，双向DC/AC模块50的第二直流端b2与动力电池10的另一端相连，电机控制开关60的一端与双向DC/AC模块50的交流端c相连，电机控制开关60的另一端与电机M相连。充放电控制模块70的一端与双向DC/AC模块50的交流端c相连，充放电控制模块70的另一端与充放电插座20相连。控制器模块80与驱动控制开关40、电机控制开关60和充放电控制模块70相连，控制器模块80用于根据动力系统当前所处的工作模式对驱动控制开关40、电机控制开关60和充放电控制模块70进行控制。进一步地，在本发明的实施例中，动力系统当前所处的工作模式可以包括驱动模式和充放电模式。当动力系统当前所处的工作模式为驱动模式时，控制器模块80控制驱动控制开关40闭合以关闭双向DC/DC模块30，并控制电机控制开关60闭合以正常驱动电机M，以及控制充放电控制模块70断开。需要说明的是，在本发明的实施例中，虽然图5中电机控制开关60包括了与电机三相输入相连的三个开关，但是在本发明的其他实施例中也可包括与电机两相输入相连的两个开关，甚至一个开关。在此只要能实现对电机的控制即可。因此，其他实施例在此不再赘述。当动力系统当前所处的工作模式为充放电模式时，控制器模块80控制驱动控制开关40断开以启动双向DC/DC模块30，并控制电机控制开关60断开以将电机M移出，以及控制充放电控制模块70闭合，使外部电源可以正常地为动力电池10进行充电。双向DC/DC模块30的第一直流端al和第三直流端a3与直流母线的正负端相连。在本发明的一个实施例中，如图5所示，用于电动汽车的动力系统还包括第一预充控制模块101，第一预充控制模块101的一端与动力电池10的一端相连，第一预充控制模块101的另一端与双向DC/DC模块30的第二直流端a2相连，第一预充控制模块101用于在为双向DC/DC模块30中的电容Cl及母线电容CO进行预充电，其中，母线电容CO连接在双向DC/DC模块30的第一直流端al和双向DC/DC模块30的第三直流端a3之间。其中，第一预充控制模块101包括第一电阻R1、第一开关Kl和第二开关K2。第一电阻Rl的一端与第一开关Kl的一端相连,第一电阻Rl的另一端与动力电池10的一端相连,第一开关Kl的另一端与双向DC/DC模块30的第二直流端a2相连，第一电阻Rl和第一开关Kl串联之后与第二开关K2并联，其中，控制器模块80在动力系统启动时控制第一开关Kl闭合以对双向DC/DC模块30中的电容Cl及母线电容CO进行预充电，并在母线电容CO的电压与动力电池10的电压成预设倍数时，控制第一开关Kl断开同时控制第二开关K2闭合。如图5所示，双向DC/DC模块30进一步包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电感LI和第一电容Cl。其中，第一开关管Ql和第二开关管Q2相互串联连接，相互串联的第一开关管Ql和第二开关管Q2连接在双向DC/DC模块30的第一直流端al和第三直流端a3之间，第一开关管Ql和第二开关管Q2受控制器模块80的控制，并且第一开关管Ql和第二开关管Q2之间具有第一节点A。第一二极管Dl与第一开关管Ql反向并联，第二二极管D2与第二开关管Q2反向并联，第一电感LI的一端与第一节点A相连,第一电感LI的另一端与动力电池10的一端相连。第一电容Cl的一端与第一电感LI的另一端相连，第一电容Cl的另一端与动力电池10的另一端相连。此外，在本发明的实施例中，如图5所示，该用于电动汽车的动力系统还包括漏电流削减模块102，漏电流削减模块102连接在双向DC/DC模块30的第一直流端al和双向DC/DC模块30的第三直流端a3之间。具体而言，漏电流削减模块102包括第二电容C2和第三电容C3，第二电容C2的一端与第三电容C3的一端相连，第二电容C2的另一端与双向DC/DC模块30的第一直流端al相连，第三电容C3的另一端与双向DC/DC模块30的第三直流端a3相连，其中，第二电容C2和第三电容C3之间具有第二节点B。通常由于无变压器隔离的逆变和并网系统，普遍存在漏电流大的难点。因此，该动力系统在直流母线正负端增加漏电流削减模块102，能有效减小漏电流。漏电流削减模块102包含两个同类型电容C2和C3，其安装在直流母线正负端和三相交流中点电位之间，在本系统工作时能将产生的高频电流反馈到直流侧，即能有效降低了系统在工作时的高频漏电流。在本发明的一个实施例中，如图5所示，该用于电动汽车的动力系统还包括滤波模块103、滤波控制模块104、EMI模块105和第二预充控制模块106。其中，滤波模块103连接在双向DC/AC模块50和充放电控制模块70之间。具体而言，如图5所示，滤波模块103包括电感La、Lb、Lc和电容C4、C5、C6，而双向DC/AC模块50可以包括六个IGBT，上下两个IGBT之间的连接点分别通过电力总线与滤波模块103和电机控制开关60相连接。如图5所示，滤波控制模块104连接在第二节点B和滤波模块103之间，并且滤波控制模块104受控制器模块80控制，控制器模块80在动力系统当前所处的工作模式为驱动模式时控制滤波控制模块104断开。其中，滤波控制模块104可以为电容切换继电器，由接触器KlO组成。EMI模块105连接在充放电插座20和充放电控制模块70之间。需要说明的是，在图5中接触器klO的位置仅是示意性的。在本发明的其他实施例中，接触器KlO还可设在其他位置，只要能够实现对滤波模块103的关断即可。例如，在本发明的另一个实施例中，该接触器KlO也可以连接在双向DC/AC模块50和滤波模块103之间。第二预充模块106与充放电控制模块70并联，第二预充控制模块106用于对滤波模块103中的电容C4、C5、C6进行预充电。其中，第二预充控制模块106包括相互串联的三个电阻Ra、Rb、Rc和三相预充开关K9。在本发明的一个实施例中，如图5所示，充放电控制模块70进一步包括三相开关K8和/或单相开关K7，用于实现三相充放电或单相充放电。在本发明的实施例中，当动力系统启动时，控制器模块80控制第一开关Kl闭合以对双向DC/DC模块30中的第一电容Cl及母线电容CO进行预充电，并在母线电容CO的电压与动力电池10的电压成预设倍数时，控制第一开关Kl断开同时控制第二开关K2闭合。这样，通过双向DC/DC模块30和直接连接在电力总线即直流母线之间的大容量母线电容CO组成实现电池低温激活技术的主要部件，用于将动力电池10的电能通过双向DC/DC模块30充到大容量母线电容CO中，再将大容量母线电容CO中储存的电能通过双向DC/DC模块30充回动力电池10 (即对动力电池充电时),对动力电池10循环充放电使得动力电池的温度上升到最佳工作温度范围。当动力系统当前所处的工作模式为驱动模式时，控制器模块80控制驱动控制开关40闭合以关闭双向DC/DC模块30，并控制电机控制开关60闭合以正常驱动电机M，以及控制充放电控制模块70断开。这样，通过双向DC/AC模块50把动力电池10的直流电逆变为交流电并输送给电机M，可以利用旋转变压解码器技术和空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制算法来控制电机M的运行。
当动力系统当前所处的工作模式为充放电模式时，控制器模块80控制驱动控制开关40断开以启动双向DC/DC模块30，并控制电机控制开关60断开以将电机M移出，以及控制充放电控制模块70闭合，使外部电源例如三相电或者单相电通过充放电插座20可以正常地为动力电池10进行充电。即言，通过检测充电连接信号、交流电网电制和整车电池管理的相关信息，借用双向DC/AC模块50进行可控整流功能，并结合双向DC/DC模块30，可实现单相\三相电对车载动力电池10的充电。根据本发明实施例的用于电动汽车的动力系统，能够实现使用民用或工业交流电网对电动汽车进行大功率交流充电，使用户可以随时随地高效、快捷的充电，节省充电时间，同时无需恒压控制装置和恒流控制装置，节省空间和成本，并且适用电池工作电压范围宽。此外，在本发明的实施例中，如图6所示，该用于电动汽车的动力系统还可以包括高压配电箱90、仪表107、电池管理器108和整车信号109。其中，驱动控制开关40、第一开关Kl和第二开关K2可以设置在高压配电箱90内。当本动力系统得电工作时，如图7所示，该系统功能判断流程包括以下步骤:S701，动力系统得电。S702，判断充电连接信号。如果有充电连接信号，则转至步骤S703，如果没有则转至步骤704。S703，进入充放电控制流程。在本发明的一个实施例中，还需要对油门、档位及刹车信号进行判断。当油门为O、档位为N档、手刹、充电连接即CC信号有效时(即充放电插座20连接有充电连接装置)，则进入充放电控制流程。S704，进入车辆控制流程。在步骤S704进入车辆控制流程后，控制器模块80控制电机控制开关60闭合，通过CAN通讯通知电池管理器108，电池管理器108控制高压配电箱90对Cl和CO进行预充，控制器模块80检测母线电压187，判断预充是否成功，成功后通知电池管理器108闭合驱动控制开关40，该系统进入驱动模式，同时控制器模块80对整车信息进行采集，通过综合判断处理对电机M进行驱动。进行电机驱动控制功能:如图8所示，控制器模块80发送PWM信号，对双向DC/AC模块50进行控制，把动力电池10的直流电逆变为交流电并输送给电机M，控制器模块80通过旋转变压器解算转子位置，并采集母线电压和电机BC相电流使电机M能精准的运行。即言，控制器模块80根据电流传感器采样的电机BC相电流信号和旋转变压器的反馈信息对PWM信号进行调节，最终使电机M能精准的运行。这样，通过通信模块对整车油门、刹车以及档位信息，判断当前运行工况，实现车辆的加速、减速和能量回馈功能，使得整车在各种工况下下安全可靠运行，保证车辆的安全性、动力性和平顺性。如图9所示，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，包括如下步骤:步骤S901，将充电枪插入电动汽车充电时外部电源的电制识别插座。其中，充电枪与外部电源相连。步骤S902，在充电枪与充电插座确认连接之后，获取充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取第一相电压至第三相电压的有效值。在本发明的一个实施例中，第一零点为上升沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点；或者，在本发明的另一个实施例中，第一零点为下降沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点。具体地，在电动汽车插上充电枪时，捕获A相电压的相邻两个上升沿零点，以此计算电网电压周期和频率，并计算第一相电压至第三相电压的有效值。步骤S903，根据第一零点和第二零点获取外部电源的频率信息。步骤S904，根据第一相电压至第三相电压的有效值以及频率信息确定外部电源的电制。如果第一相电压至第三相电压的有效值和频率在相应标准规定有效值范围之内，相应标准可以为欧标、国标、美标，则进入相应电制充电模式。不同的电制采用不同的控制策略来控制大功率充电。具体地，第一相电压至第三相电压的有效值判断外部电源为单相电源或三相电源，并根据判断结果选择对应的充电模式。(I)当第一相电压至第三相电压的有效值均大于第一预设值时，则判断外部电源为三相电源。在判断外部电源为三相电源之后，还包括:开启对应三相桥整流模块。然后，获取外部电源的第一相电压至第三相电压之间的相序，并根据相序判断所述外部电源的相序是否正确。当第一相电压为上升沿零点时，如果第二相电压的瞬时电压值小于零，而第三相电压的瞬时电压值大于零，则判断外部电源的相序正确，否则判断外部电源的相序错误。在本发明的一个实施例中，在判断外部电源的相序错误之后，还包括:通过逆相调节策略对外部电源的相序进行调整。( 2)当第一相电压大于第一预设值，第二相电压和第三相电压小于第二预设值时，则判断外部电源为单相电源。其中，第二预设值小于第一预设值。在本发明的一个实施例中，在步骤S904中确定外部电源的电制之后，还包括:根据外部电源的电制选择对应的充电策略。在根据步骤S904选择对应的充电策略后，则动力系统启动充放电功能。电动汽车采用上述电制自动识别方法，可根据插抢的不同自动判断充电电源状态，并选择相应地控制策略来控制大功率充电。下面结合图10至图12对用于电动汽车的动力系统充放电功能进行描述。(I)充放电功能连接确认和启动:如图10所示，该动力系统充放电功能启动判断流程包括如下步骤: S1101，充放电连接装置即充放电插座物理连接完成，并且电源正常。S1102，供电设备检测充电信号CC连接是否正常。如果是，则进入步骤S1103 ;如果否，则返回步骤S1102，继续检测。SI 103，供电设备检测CP检测点的电压是否为9V。如果是，则进入步骤SI 106 ;如果否，返回步骤S1102，继续检测。其中，9V是一个预设示例值。S1104，控制器模块检测充电信号CC连接是否正常。如果是，则进入步骤S1105 ;如果否，则返回步骤S1104，继续检测。SI 105，拉低输出充电连接信号、充电指示灯信号。
S1106，进入充放电功能。如图11所示，该动力系统在充电工作模式下的控制流程包括如下步骤:S1201，判断系统得电后是否完全启动工作。如果是，则进入步骤S1202 ;如果否，则返回步骤S1201，继续判断。S1202，检测CC检测点电阻值，确定充电连接装置容量。S1203，判断CP检测点是否检测到固定占空比的PWM信号。如果是，则进入步骤S1204 ;如果否，则进入步骤S1205。S1204，发送充电连接正常充电准备就绪报文，收到BMS充电允许、充电接触器吸合报文，进入步骤S1206。S1205，充电连接故障。S1206，控制器模块吸合内部开关。S1207，判断预设时间例如1.5秒内检测到外部充电设备是否无PWM波发送。如果是，则进入步骤S1208 ;如果否，则进入步骤S1209。S1208，判断为外部国标充电桩，充电过程中不发送PWM波。S1209，向供电设备发送PWM波。S1210，判断预设时间例如3秒内检测交流输入是否正常。如果是，则进入步骤S1213 ;如果否，则进入步骤S1211。S1211，交流外部充电设备故障。S1212，进行异常处理。S1213，进入充电阶段。也就是说，如图10和图11所示，供电设备和控制器模块80自检无故障后，根据检测CC信号电压值确定充电连接装置容量，检测CP信号确定是否完全连接，充放电连接装置完全连接确认后，发送充电连接正常和充电准备就绪报文，电池管理器108控制高压配电箱90闭合第一开关Kl进行预充，预充完成后断开K1，吸合第二开关K2，控制器模块80收到BMS充电允许、第二开关K2吸合报文，充放电准备就绪，即可通过仪表设置功能，如下:交流充电功能(G to V，电网对电动汽车)、离网带载功能(V to L，电动汽车对负载)、并网功能(V to G，电动汽车对电网)和车辆对车辆充电功能(V to V，电动汽车对电动汽车)。(2)交流充电功能(G to V):该动力系统接收到仪表充电指令，电池管理器108允许最大充电电流、供电设备最大供电电流和充放电连接装置即充放电插座20的额定电流，控制器模块80判断三者中最小的充电电流，自动选择充电相关参数。并且，该动力系统通过电网电压采样183对供电设备输送的交流电进行采样，控制器模块80通过采样值计算出交流电电压有效值，通过捕获来确定交流电频率，根据电压值和频率判断出交流电电制，根据电网电制选取控制参数。确定控制参数后，控制器模块80控制第二预充模块106中的K9和滤波控制模块104中的接触器KlO吸合，对直流侧母线电容CO进行充电，控制器模块80通过187对母线电容的电压进行采样，当电容电压达到选定控制参数例如与动力电池的电压成预设倍数后再控制吸合三相开关K8，同时断开K9。此时该动力系统根据预先选定参数，控制器模块80发送PWM信号，控制双向DC/AC模块50对交流电进行整流，再根据动力电池电压，控制双向DC/DC模块30对电压进行调节，最后把直流电输送给动力电池10，在此过程中，控制器模块80根据预先选定目标充电电流和电流采样184反馈的相电流，对整个动力系统进行闭环的电流环调节，最终实现对车载动力电池10进行充电。由此，通过检测充电连接信号、交流电网电制和整车电池管理的相关信息，借用双向DC/AC模块50进行可控整流功能，结合双向DC/DC模块30，可实现单相\三相电对车载动力电池10的充电。(3)离网带载功能(V to L):该动力系统接收到仪表V to L指令，首先判断动力电池荷电状态SOC是否在可以放电范围，如果允许放电，再根据指令选择输出电制，根据充放电连接装置的额定电流，智能选择输出最大输出功率并给定控制参数，系统进入控制流程。首先控制器模块80控制吸合三相开关K8、接触器K10，根据电池电压和给定的输出电压，发送PWM信号控制双向DC/DC模块30对电压进行调节，达到目标值后输送给双向DC/AC模块50把直流电逆变为交流电，通过专用的充电插座即可直接为用电设备供电。在此过程中，控制器模块80根据电压采样183反馈进行调节，保证负载安全可靠的工作。即言，系统上电，当接到仪表的V to L控制指令以及输出电制要求，检测充电连接信号和整车电池管理的相关信息，根据电池的电压进行DC/DC电压转换，借用双向DC/AC模块50进行交流逆变功能，输出稳定单相\三相交流电压。(4)并网功能(V to G):该动力系统接收到仪表V to G指令，首先判断动力电池SOC是否在可以放电范围，如果允许放电，再根据指令选择输出电制，根据充放电连接装置的额定电流，智能选择输出最大输出功率并给定控制参数，动力系统进入控制流程。首先控制器模块80控制吸合三相开关K8、接触器K10，根据电池电压和给定的输出电压，发送PWM信号控制双向DC/DC模块30对电压进行调节，在经过双向DC/AC模块50把直流电逆变为交流电，根据预先选定放电电流目标值和电流采样184反馈的相电流，对整个动力系统进行闭环的电流环调节，实现并网放电。也就是说，动力系统上电，当接到仪表的V to G控制指令，检测充电连接信号、交流电网电制和整车电池管理的相关信息，根据电池的电压进行DC/DC电压转换，借用双向DC/AC模块50进行交流逆变，实现单相\三相车辆对电网放电功能。(5)车辆对车辆充电功能(V to V):V to V功能需要使用专用的连接插头，当动力系统检测到充电连接信号CC有效，并检测到其电平确认为VTOV专用充电插头，等待仪表命令。例如，假设车辆A向车辆B充电，则车辆A设置为放电状态即设置为离网带载功能，车辆B设置为交流充电状态，车辆A的控制器模块发送充电连接正常充电准备就绪报文至电池管理器，电池管理器控制充放电回路预充，完成后发送充电允许、充电接触器吸合报文至控制器模块，该动力系统进行放电功能，并发送PWM信号。车辆B接收到充电指令后，其系统检测到CP信号，判断为供电车辆A已准备就绪，控制器模块80发送连接正常报文至电池管理器，电池管理器接到指令后完成预充流程，通知控制器模块，整个动力系统充电准备就绪，启动充电功能(G to V)，最后实现车辆对充功能。也就是说，系统上电，当接到仪表的V to V控制指令，检测充电连接信号和整车电池管理的相关信息，设置车辆为交流输出电源状态，同时模拟外部充电设备输出CP信号功能，实现和需要充电的车辆进行交互。该车辆根据电池的电压进行DC/DC电压转换，借用双向DC/AC模块50进行交流逆变，实现单相\三相车辆对车辆的对充功能。在本发明的一个实施例中，如图12所不,该动力系统在电动汽车充电结束时的控制流程包括如下步骤:S1301，供电设备断开供电开关，停止交流输出，进入步骤S1305。
S1302，控制器模块控制停止充电，进行卸载，进入下一步骤S1303。S1303,卸载完成后断开内部开关,发送充电结束报文。S1304，发送断电请求。S1305，充电结束。根据本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，根据外接电源的情况，自动判断接入的电制的标准，并根据判定结果，自动选择相应地控制策略来进行充电，由此选择不同的控制策略来实现不同电源类型的充电，节省了构建硬件电路的成本，也使得充电系统的兼容性更好，可靠性更高。此外，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法可以设置到双向逆变充放电式电机控制器中。下面参考图13对本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置进行描述。如图13所示，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置1400包括:充电插座1401、获取模块1402和电制识别模块1403。具体地，充电插座1401用于与充电枪插入相互连接。其中，充电枪与外部电源相连。获取模块1402用于在充电枪与充电插座1401确认连接之后，获取充电插座1401输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取第一相电压至第三相电压的有效值，以及根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息。电制识别模块1403用于根据第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定外部电源的电制。此外，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置1400，还包括:模式判断模块，用于根据第一相电压至第三相电压的有效值判断外部电源为单相电源或三相电源，并根据判断结果选择对应的充电模式。(I)当第一相电压至第三相电压的有效值均大于第一预设值时，则模式判断模块判断所述外部电源为三相电源。本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置1400，还包括:相序分析模块，用于在模式判断模块判断所述外部电源为三相电源之后，获取外部电源的第一相电压至第三相电压之间的相序，并根据相序判断所述外部电源的相序是否正确。当第一相电压为上升沿零点时，如果第二相电压的瞬时电压值小于零，而第三相电压的瞬时电压值大于零，则相序分析模块判断外部电源的相序正确，否则相序分析模块判断所述外部电源的相序错误。此外，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置1400，还包括:调整模块，用于在相序分析模块判断外部电源的相序错误时，通过逆相调节策略对外部电源的相序进行调整。(2)当第一相电压大于所述第一预设值，第二相电压和第三相电压小于第二预设值时，则模式判断模块判断所述外部电源为单相电源。其中，第二预设值小于第一预设值。在本发明的一个实施例中，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置1400，还包括:充电控制模块。该充电控制模块用于根据外部电源的电制选择对应的充电策略。
并且，充电控制模块还用于在判断外部电源为三相电源之后，开启对应三相桥整流模块。根据本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，根据外接电源的情况，自动判断接入的电制的标准，并根据判定结果，自动选择相应地控制策略来进行充电，由此选择不同的控制策略来实现不同电源类型的充电，节省了构建硬件电路的成本，也使得充电系统的兼容性更好，可靠性更高。此外，本发明实施例的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置可以设置到双向逆变充放电式电机控制器中。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特定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。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(R0M)，可擦除可编辑只读存储器(EPR0M或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(⑶ROM)。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。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。例如，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。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。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。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。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不脱离本发明的原理和宗旨的情况下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。
权利要求
1.一种电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，包括以下步骤: 将充电枪插入所述电动汽车充电时外部电源的电制识别插座，其中，所述充电枪与外部电源相连； 在所述充电枪与所述充电插座确认连接之后，获取所述充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取所述第一相电压至第三相电压的有效值； 根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息；以及根据所述第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定所述外部电源的电制。
2.如权利要求1所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，所述第一零点为上升沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点；或者，所述第一零点为下降沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点。
3.如权利要求1所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，在确定所述外部电源的电制之后，还包括: 根据所述外部电源的电制选择对应的充电策略。
4.如权利要求1所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，还包括: 第一相电压至第三相电压的有效值判断所述外部电源为单相电源或三相电源，并根据判断结果选择对应的充电模式。
5.如权利要求4所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于， 当所述第一相电压至第三相电压的有效值均大于第一预设值时，则判断所述外部电源为三相电源； 当所述第一相电压大于所述第一预设值，所述第二相电压和第三相电压小于第二预设值时，则判断所述外部电源为单相电源，其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。
6.如权利要求4所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，在所述判断所述外部电源为三相电源之后，还包括: 开启对应三相桥整流模块。
7.如权利要求6所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，在所述判断所述外部电源为三相电源之后，还包括: 获取所述外部电源的第一相电压至第三相电压之间的相序，并根据所述相序判断所述外部电源的相序是否正确。
8.如权利要求7所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于， 当所述第一相电压为上升沿零点时，如果所述第二相电压的瞬时电压值小于零，而所述第三相电压的瞬时电压值大于零，则判断所述外部电源的相序正确，否则判断所述外部电源的相序错误。
9.如权利要求8所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，其特征在于，在判断所述外部电源的相序错误之后，还包括: 通过逆相调节策略对所述外部电源的相序进行调整。
10.一种电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，包括: 充电插座，用于与充电枪插入相互连接，其中，所述充电枪与外部电源相连；获取模块，用于在所述充电枪与所述充电插座确认连接之后，获取所述充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取所述第一相电压至第三相电压的有效值，以及根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息；以及 电制识别模块，用于根据所述第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定所述外部电源的电制。
11.如权利要求10所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，所述第一零点为上升沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点；或者，所述第一零点为下降沿零点，所述第二零点为上升沿零点或下降沿零点。
12.如权利要求10所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，还包括: 充电控制模块，用于根据所述外部电源的电制选择对应的充电策略。
13.如权利要求12所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，还包括: 模式判断模块，用于根据所述第一相电压至第三相电压的有效值判断所述外部电源为单相电源或三相电源，并根据判断结果选择对应的充电模式。
14.如权利要求13所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于， 当所述第一相电压至第三相电压的有效值均大于第一预设值时，则所述模式判断模块判断所述外部电源为三相电源； 当所述第一相电压大于所述第一预设值，所述第二相电压和第三相电压小于第二预设值时，则所述模式判断模块判断所述外部电源为单相电源，其中，所述第二预设值小于所述第一预设值。
15.如权利要求14所述的电动`汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，所述充电控制模块，还用于在所述判断所述外部电源为三相电源之后，开启对应三相桥整流模块。
16.如权利要求15所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，还包括: 相序分析模块，用于在所述判断所述外部电源为三相电源之后，获取所述外部电源的第一相电压至第三相电压之间的相序，并根据所述相序判断所述外部电源的相序是否正确。
17.如权利要求16所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于， 当所述第一相电压为上升沿零点时，如果所述第二相电压的瞬时电压值小于零，而所述第三相电压的瞬时电压值大于零，则所述相序分析模块判断所述外部电源的相序正确，否则所述相序分析模块判断所述外部电源的相序错误。
18.如权利要求17所述的电动汽车充电时外部电源的电制识别装置，其特征在于，还包括: 调整模块，用于在所述相序分析模块判断所述外部电源的相序错误时，通过逆相调节策略对所述外部电源的相序进行调整。
全文摘要
本发明提出一种电动汽车充电时外部电源的电制识别方法，包括以下步骤将充电枪插入所述电动汽车充电时外部电源的电制识别插座，其中，所述充电枪与外部电源相连；在所述充电枪与所述充电插座确认连接之后，获取所述充电插座输入的第一相电压的第一零点和第二零点，并获取所述第一相电压至第三相电压的有效值；根据所述第一零点和第二零点获取所述外部电源的频率信息；根据所述第一相电压至第三相电压的有效值以及所述频率信息确定所述外部电源的电制。本发明还提出一种电动汽车充电时外部电源的电制识别装置。本发明不依赖充电柜，具有较好的充电通用性，节约了成本。
文档编号H02J7/00GK103187766SQ20121059210
公开日2013年7月3日 申请日期2012年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者张鑫鑫, 李帅辉, 唐甫, 汤哲晴, 梁岂源 申请人:比亚迪股份有限公司