本发明涉及充电技术领域，特别是涉及一种电动汽车双模充电系统及方法。
背景技术：
目前，电动汽车的充电方式有两种：有线充电方式和无线充电方式。在有线充电方式中，充电流程管理的拓扑是电动汽车非车载传导式充电机与bms(batterymanagementsystem，电池管理系统)之间的通信。现有技术中，无线充电方式应用的通信拓扑和通信协议与有线充电方式的标准不同，使得无线充电和有线充电无法兼容，所以，要实现有线充电方式与无线充电方式组合的双模充电系统，需采用两套通信拓扑和通信协议，从而增加了双模充电系统的实现难度和成本。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电动汽车双模充电系统及方法，无线充电方式可以采用有线充电方式的通信协议标准实现通信，从而解决了无线充电与有线充电兼容性的问题，简化了通信的方式，降低了双模充电系统的实现难度和成本。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电动汽车双模充电系统，包括直流有线充电回路和无线充电回路，所述直流有线充电回路包括充电枪、地面辅助电源、用于将电网的交流电转为直流电的ac/dc模块及用于在有线充电时接收到所述充电枪发送的充电连接信号后，控制所述地面辅助电源开始供电的地面通信控制单元csu；所述无线充电回路包括发射装置、接收装置、地面透传模块、车载透传模块、车载通信控制单元ivu、车载辅助电源及与所述直流有线充电回路共用的ac/dc模块及csu；其中：
所述地面辅助电源与所述充电枪的电源线端连接，所述ac/dc模块分别与所述发射装置的输入端及所述充电枪的功率线端连接，电动汽车的电池包分别与所述接收装置的输出端及车载端的充电插座的功率线端连接，所述csu分别与所述ac/dc模块的控制端、所述发射装置的控制端及所述地面透传模块连接，所述车载透传模块分别与所述ivu及电池管理系统bms连接，所述bms分别与所述ivu及所述车载辅助电源连接，所述ivu与所述接收装置的控制端连接；
所述bms用于在有线充电时接收到所述充电插座发送的充电连接信号且通过所述充电插座的电源线端上电后，与所述csu有线通信以完成有线充电过程；所述ivu用于在无线充电时所述电动汽车停在预设无线充电位置后与所述csu进行连接匹配，并在连接匹配成功后控制所述车载辅助电源开始供电、模拟充电插座的充电连接信号并输出至所述bms，以便于所述bms与所述csu用透传模式无线通信以完成无线充电过程。
优选地，所述地面透传模块和所述车载透传模块均具体为can转wifi模块。
优选地，所述发射装置包括功率传输控制器及发射线圈，所述功率传输控制器的输入端作为所述发射装置的输入端，所述功率传输控制器的控制端作为所述发射装置的控制端，所述功率传输控制器的输出端与所述发射线圈连接；用于将所述ac/dc模块输出的直流电逆变成所述电动汽车充电时的工作频率所需的交流电，并驱动所述发射线圈工作；
所述接收装置包括接收线圈和功率接收控制器，所述功率接收控制器的输入端与所述接收线圈连接，所述功率接收控制器的输出端作为所述接收装置的输出端，所述功率接收控制器的控制端作为所述接收装置的控制端；用于将逆变的交流电整流成所述电池包所需的直流电。
优选地，该电动汽车双模充电系统还包括用于检测所述ac/dc模块的输出端的绝缘性的第一绝缘检测装置。
优选地，该电动汽车双模充电系统还包括用于检测所述接收装置的输出端的绝缘性的第二绝缘检测装置。
优选地，该电动汽车双模充电系统还包括用于测量所述ac/dc模块输入的电量参数的计量装置。
优选地，该电动汽车双模充电系统还包括后台管理系统及用于接收用户指令的客户端，所述后台管理系统与所述csu连接；所述csu用于执行所述后台管理系统发送的所述用户指令对应的控制操作。
优选地，该电动汽车双模充电系统还包括用于接收操作指令的人机交互界面，所述人机交互界面与所述csu连接；所述csu用于执行所述操作指令对应的控制操作。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电动汽车双模充电方法，应用于上述任一种电动汽车双模充电系统，包括：
当有线充电时，所述csu在接收到所述充电枪发送的充电连接信号后，控制所述地面辅助电源开始供电；所述bms在接收到所述充电插座发送的充电连接信号且通过所述充电插座的电源线端上电后，与所述csu有线通信以完成有线充电过程；
当无线充电时，所述ivu在所述电动汽车停在预设无线充电位置后与所述csu进行连接匹配，并在连接匹配成功后控制所述车载辅助电源开始供电、模拟充电插座的充电连接信号并输出至所述bms，以便于所述bms与所述csu用透传模式无线通信以完成无线充电过程。
优选地，所述bms与所述csu用透传模式无线通信的过程具体为：
所述bms与所述csu通过采用透传模式设置的can转wifi模块无线通信。
本发明提供了一种电动汽车双模充电系统，包括直流有线充电回路和无线充电回路，直流有线充电回路包括充电枪、地面辅助电源、ac/dc模块及csu；无线充电回路包括发射装置、接收装置、地面透传模块、车载透传模块、ivu、车载辅助电源及与直流有线充电回路共用的ac/dc模块及csu。有线充电过程：充电枪与充电插座连接后，二者均会生成充电连接信号。充电枪将充电连接信号发送至csu，csu便控制地面辅助电源开始供电，从而通过充电枪与充电插座连接实现地面辅助电源为bms供电。与此同时，充电插座将充电连接信号发送至bms，bms便在上电后，通过充电枪和充电插座的通信线与csu通信以完成有线充电过程，有线充电的电能是由电网的交流电经ac/dc模块变换后的直流电提供。
无线充电过程：ivu在电动汽车停在设置好的无线充电位置后，通过地面透传模块和车载透传模块与csu进行连接匹配。在二者连接匹配成功后，ivu控制车载辅助电源开始为bms供电，并将模拟的充电插座的充电连接信号输出至bms，使bms与csu实现用透传模式通信以完成无线充电过程，无线充电的电能是电网的交流电经ac/dc模块、发射装置、接收装置依次变换后的直流电提供。可见，无线充电过程中，ivu模拟有线充电过程为bms供电和传送充电连接信号，且bms与csu采用透传模式通信，由于透传模式对通信数据不作处理，所以无线充电方式可以采用有线充电方式的通信协议标准实现通信，从而解决了无线充电与有线充电兼容性的问题，简化了通信的方式，降低了双模充电系统的实现难度和成本。
本发明还提供了一种电动汽车双模充电方法，与上述电动汽车双模充电系统具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电动汽车双模充电系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种电动汽车双模充电方法的流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电动汽车双模充电系统及方法，无线充电方式可以采用有线充电方式的通信协议标准实现通信，从而解决了无线充电与有线充电兼容性的问题，简化了通信的方式，降低了双模充电系统的实现难度和成本。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参照图1，图1为本发明提供的一种电动汽车双模充电系统的结构示意图。
该电动汽车双模充电系统包括直流有线充电回路和无线充电回路，直流有线充电回路包括充电枪1、地面辅助电源2、用于将电网的交流电转为直流电的ac/dc模块3及用于在有线充电时接收到充电枪1发送的充电连接信号后，控制地面辅助电源2开始供电的地面通信控制单元csu4；无线充电回路包括发射装置5、接收装置6、地面透传模块7、车载透传模块8、车载通信控制单元ivu9、车载辅助电源10及与直流有线充电回路共用的ac/dc模块3及csu4；其中：
地面辅助电源2与充电枪1的电源线端连接，ac/dc模块3分别与发射装置5的输入端及充电枪1的功率线端连接，电动汽车的电池包分别与接收装置6的输出端及车载端的充电插座的功率线端连接，csu4分别与ac/dc模块3的控制端、发射装置5的控制端及地面透传模块7连接，车载透传模块8分别与ivu9及电池管理系统bms连接，bms分别与ivu9及车载辅助电源10连接，ivu9与接收装置6的控制端连接；
bms用于在有线充电时接收到充电插座发送的充电连接信号且通过充电插座的电源线端上电后，与csu4有线通信以完成有线充电过程；ivu9用于在无线充电时电动汽车停在预设无线充电位置后与csu4进行连接匹配，并在连接匹配成功后控制车载辅助电源10开始供电、模拟充电插座的充电连接信号并输出至bms，以便于bms与csu4用透传模式无线通信以完成无线充电过程。
需要说明的是，本申请中的预设是提前设置好的，只需要设置一次，除非根据实际情况修改，否则不需要重新设置。
具体地，本申请提供的电动汽车双模充电系统可以实现电动汽车的有线充电过程和无线充电过程，二者充电过程只能择一选取。其中，电动汽车的有线充电过程：当充电枪1和车载端的充电插座连接后，均会生成充电连接信号。充电枪1将充电连接信号发送至地面端的csu(communicationserviceunit，地面通信控制单元)4，从而使csu4得知有电动汽车需要充电，csu4便控制地面辅助电源2开始供电。由于充电枪1和充电插座连接，所以地面辅助电源2可以通过充电枪1和充电插座的电源线为车载端的bms供电。
与此同时，充电插头将充电连接信号发送至bms，使bms得知有电动汽车需要充电，bms便可以在自身上电且得知有电动汽车需要充电后，通过充电枪1和充电插座的通信线与csu4实现互联，并按照现有的电动汽车非车载传导式充电机与bms之间的通信协议标准完成充电流程的管理。
充电流程包括：充电握手阶段、充电参数配置阶段、充电阶段及充电结束阶段。在有线充电流程的充电阶段，由ac/dc模块3将电网的交流电转变为直流电，从而得到电动汽车的电池包的直流充电电源。直流充电电源通过充电枪1和充电插座的功率线为电池包充电，以完成有线充电流程。
电动汽车的无线充电过程：电动汽车的无线充电由地面端的发射装置5与车载端的接收装置6以磁场传递能量，发射装置5和接收装置6需要对位匹配，从而实现电动汽车的无线充电。当电动汽车停在设置好的无线充电位置后，完成发射装置5和接收装置6的对位匹配。
车载端的ivu(in-vehicleunit，车载通信控制单元)9在发射装置5和接收装置6对位匹配后，通过可以实现无线传输数据的车载透传模块8和地面透传模块7，与地面端的csu4进行无线通信通道的注册与连接。在二者连接成功后，车载端的ivu9与地面端的csu4进行匹配兼容性测试，如功率、线圈等参数的匹配。若匹配成功，说明可以进行无线充电。
则在二者匹配成功后，ivu9控制车载辅助电源10开始为bms供电，并模拟充电插座的充电连接信号，且将模拟的充电连接信号输出至bms，使bms得知有电动汽车需要充电。可见，无线充电模拟有线充电的环境，为后续应用有线充电方式的通信协议打下基础。
bms在自身上电且得知有电动汽车需要充电后，通过车载透传模块8和地面透传模块7与csu4实现互联，由于车载透传模块8和地面透传模块7采用透传模式设置，透传模式是指在数据的传输过程中，不对传输的数据进行处理，即传输的数据不发生任何形式(如截断、分组、编码、加密等形式)的改变。所以，bms与csu4之间也可以按照与有线充电方式相同的通信协议标准，完成充电流程的管理。
在无线充电流程的充电阶段，电网的交流电经ac/dc模块3、发射装置5及接收装置6依次转换，实现磁场传递能量，为电动汽车的电池包充电，从而完成无线充电流程。
此外，csu4与bms之间判定充电结束后，csu4发送停止充电信号至ivu9，以便于ivu9控制车载辅助电源10断开，并断开模拟的充电连接信号，结束充电。
可见，在充电流程管理的过程中，ivu9并不参与其中，但是，ivu9可以接收充电过程中的数据，根据接收的数据判断系统的充电状态或故障情况，并根据充电状态或故障情况确定bms的供电状态和模拟的充电连接信号的输出。
而现有的无线充电过程中，csu与ivu通信，ivu与bms通信，ivu作为csu与bms通信的转接单元，从而实现充电流程的管理。充电流程需要csu、ivu及bms三者参与，导致通信的实时性较差，当bms发生故障(如过压、欠压、过温、充电过流、soc异常等)时，会因实时性较差导致充电停止操作时间比较长，造成故障响应的时间较长。与现有的无线充电过程相比，本申请中csu4与bms之间可以直接通信，无需中间转接，增加了系统的实时性和可靠性。
本发明提供了一种电动汽车双模充电系统，包括直流有线充电回路和无线充电回路，直流有线充电回路包括充电枪、地面辅助电源、ac/dc模块及csu；无线充电回路包括发射装置、接收装置、地面透传模块、车载透传模块、ivu、车载辅助电源及与直流有线充电回路共用的ac/dc模块及csu。有线充电过程：充电枪与充电插座连接后，二者均会生成充电连接信号。充电枪将充电连接信号发送至csu，csu便控制地面辅助电源开始供电，从而通过充电枪与充电插座连接实现地面辅助电源为bms供电。与此同时，充电插座将充电连接信号发送至bms，bms便在上电后，通过充电枪和充电插座的通信线与csu通信以完成有线充电过程，有线充电的电能是由电网的交流电经ac/dc模块变换后的直流电提供。
无线充电过程：ivu在电动汽车停在设置好的无线充电位置后，通过地面透传模块和车载透传模块与csu进行连接匹配。在二者连接匹配成功后，ivu控制车载辅助电源开始为bms供电，并将模拟的充电插座的充电连接信号输出至bms，使bms与csu实现用透传模式通信以完成无线充电过程，无线充电的电能是电网的交流电经ac/dc模块、发射装置、接收装置依次变换后的直流电提供。可见，无线充电过程中，ivu模拟有线充电过程为bms供电和传送充电连接信号，且bms与csu采用透传模式通信，由于透传模式对通信数据不作处理，所以无线充电方式可以采用有线充电方式的通信协议标准实现通信，从而解决了无线充电与有线充电兼容性的问题，简化了通信的方式，降低了双模充电系统的实现难度和成本。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选地实施例，地面透传模块7和车载透传模块8均具体为can转wifi模块。
具体地，地面透传模块7和车载透传模块8可以均为can转wifi模块。也就是说，csu4经can总线与地面端的can转wifi模块连接，车载端的can转wifi模块经can总线分别与ivu9和bms连接，即可认为csu4、ivu9及bms挂接在一条can总线上，从而实现三者间的两两直接通信，无需中间转接。
作为一种优选地实施例，发射装置5包括功率传输控制器及发射线圈，功率传输控制器的输入端作为发射装置5的输入端，功率传输控制器的控制端作为发射装置5的控制端，功率传输控制器的输出端与发射线圈连接；用于将ac/dc模块3输出的直流电逆变成电动汽车充电时的工作频率所需的交流电，并驱动发射线圈工作；
接收装置6包括接收线圈和功率接收控制器，功率接收控制器的输入端与接收线圈连接，功率接收控制器的输出端作为接收装置6的输出端，功率接收控制器的控制端作为接收装置6的控制端；用于将逆变的交流电整流成电池包所需的直流电。
具体地，发射装置5包括功率传输控制器及发射线圈，功率传输控制器将ac/dc模块3输出的直流电逆变为高频交流电，使自身输出满足电动汽车无线充电时的工作频率的交流电，从而驱动发射线圈工作。功率传输控制器还可以根据csu4的控制指令，完成电动汽车在无线充电过程中的控制。
接收装置6包括接收线圈和功率接收控制器，功率接收控制器对接收线圈输出的高频交流电进行整流，使自身输出满足电动汽车车载动力电池要求的直流电，从而为电池包供电。功率接收控制器还可以根据bms的控制指令，完成电动汽车在无线充电过程中的控制。
作为一种优选地实施例，该电动汽车双模充电系统还包括用于检测ac/dc模块3的输出端的绝缘性的第一绝缘检测装置。
进一步地，充电枪1的功率线上传输的电压较高，所以从安全性上考虑，在ac/dc模块3的输出端增加第一绝缘检测装置，对ac/dc模块3的输出端进行绝缘性的检测，有利于电动汽车双模充电系统的安全运行。
作为一种优选地实施例，该电动汽车双模充电系统还包括用于检测接收装置6的输出端的绝缘性的第二绝缘检测装置。
同样地，在接收装置6的输出端增加第二绝缘检测装置，对接收装置6的输出端进行绝缘性的检测，进一步提高电动汽车双模充电系统的安全性。
作为一种优选地实施例，该电动汽车双模充电系统还包括用于测量ac/dc模块3输入的电量参数的计量装置。
进一步地，该电动汽车双模充电系统还包括计量装置，用来测量ac/dc模块3输入的电量参数，比如电压、电流、功率等。
作为一种优选地实施例，该电动汽车双模充电系统还包括后台管理系统及用于接收用户指令的客户端，后台管理系统与csu4连接；csu4用于执行后台管理系统发送的用户指令对应的控制操作。
进一步地，该电动汽车双模充电系统还包括后台管理系统及客户端(如手机软件)。客户端可以接收用户指令，并将用户指令发送至后台管理系统。后台管理系统再将用户指令发送至csu4，由csu4执行后台管理系统发送的用户指令对应的控制操作，比如停止充电操作，从而实现用户远程控制电动汽车双模充电系统，提高了用户的体验效果。
后台管理系统还可以实现一个或多个电动汽车双模充电系统的充电协调控制、运维监控管理、业务运营管理和系统管理等功能。csu4、ivu9均可与后台管理系统通信，相应地完成电动汽车双模充电系统中地面设备和车载设备的控制管理功能。
作为一种优选地实施例，该电动汽车双模充电系统还包括用于接收操作指令的人机交互界面，人机交互界面与csu4连接；csu4用于执行操作指令对应的控制操作。
进一步地，除了远程控制电动汽车双模充电系统以外，本申请还可以本地控制电动汽车双模充电系统。具体地，该电动汽车双模充电系统还包括人机交互界面，人机交互界面可以接收操作指令，并将操作指令发送至csu4，由csu4执行操作指令对应的控制操作，进一步提高了用户的体验效果。
请参照图2，图2为本发明提供的一种电动汽车双模充电方法的流程图。
该电动汽车双模充电方法应用于上述任一种电动汽车双模充电系统，包括：
步骤s1：当有线充电时，csu在接收到充电枪发送的充电连接信号后，控制地面辅助电源开始供电；bms在接收到充电插座发送的充电连接信号且通过充电插座的电源线端上电后，与csu有线通信以完成有线充电过程；
步骤s2：当无线充电时，ivu在电动汽车停在预设无线充电位置后与csu进行连接匹配，并在连接匹配成功后控制车载辅助电源开始供电、模拟充电插座的充电连接信号并输出至bms，以便于bms与csu用透传模式无线通信以完成无线充电过程。
需要说明的是，步骤s1和步骤s2并不是顺序执行的，而是任意选择其中一个步骤执行即可完成电动汽车的充电，且两个步骤不能同时进行。
作为一种优选地实施例，bms与csu用透传模式无线通信的过程具体为：
bms与csu通过采用透传模式设置的can转wifi模块无线通信。
本申请提供的电动汽车双模充电方法的介绍请参考上述电动汽车双模充电系统实施例，本申请在此不再赘述。
还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。