电动汽车充电控制方法及装置与流程

本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电控制方法及装置。

背景技术：

电动汽车(Battery electrical vehicle，BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。随着国家节能减排政策的推进，电动车辆的应用越来越广泛。

目前充电站的部署中，每个车位都需要配备一套充电系统，增加了充电站中电力需求及充电设备的成本。同时，由于充电站目前还不能像加油站一样普及，因此电动汽车在行驶过程中受到距离限制，如果未行驶到充电站就电力不足的话，非常不便。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种电动汽车充电控制方法，旨在解决现有的电动汽车使用过程中，由于充电站距离限制所导致的充电不便利的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电动汽车充电控制方法，所述方法包括：

分别对充电车辆和放电车辆进行电性匹配，并当判断到所述充电车辆和所述放电车辆分别与充电端口和放电端口匹配成功时，分别对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别；

当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时，获取所述充电车辆的需求电流，并获取所述放电车辆的放电限制参数；

根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算，根据响应计算结果对所述充电端口接收到的充电电压进行电压调节，并将调节后的所述充电电压输送至所述放电端口，以使对所述充电车辆进行充电；

当判断到所述充电车辆或所述放电车辆满足断电条件时，断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接。

进一步地，所述分别对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的步骤包括：

分别对所述充电车辆和所述放电车辆上的充放电检测点进行电压检测，以获取充放电检测值；

当所述充放电检测值为第一预设电压时，则判定对应车辆的模式为放电模式；

当所述充放电检测值为第二预设电压时，则判定对应车辆的模式为充电模式。

进一步地，所述根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算的步骤包括：

根据所述需求电流以计算目标功率，并获取所述放电限制参数中存储的放电功率阈值；

判断所述目标功率是否大于所述放电功率阈值；

若是，则生成电流调节指令；

若否，则生成电压调节指令。

进一步地，所述根据响应计算结果对所述充电端口接收到的充电电压进行电压调节的步骤包括：

当生成所述电流调节指令时，将所述电流调节指令发送至所述充电车辆，以使所述充电车辆对所述需求电流进行调节；

当生成所述电压调节指令时，基于所述放电功率阈值对所述充电端口输出的充电电压进行调节，以使输出电流满足所述需求电流。

进一步地，所述分别对充电车辆和放电车辆进行电性匹配的步骤包括：

分别对所述充电端口和所述放电端口上的连接确认接口进行电压检测，以获取充电接口值和放电接口值；

判断所述充电接口值是否大于第三预设电压，所述放电接口值是否大于第四预设电压；

若是，则判定所述充电车辆和所述放电车辆分别与所述充电端口和所述放电端口匹配成功。

进一步地，所述当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式的步骤之后，所述方法还包括：

分别向所述充电车辆和所述放电车辆发送锁止信号，以使所述充电车辆和所述放电车辆的车轮锁止。

进一步地，所述断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接的步骤之前，所述方法还包括：

分别对所述放电车辆和所述充电车辆的电池进行电量获取，以得到第一电量值和第二电量值；

当判断到所述第一电量值小于第一电量阈值时，则判定所述放电车辆满足所述断电条件；

当判断到所述第二电量值大于所述第二电量阈值时，则判定所述充电车辆满足所述断电条件。

进一步地，所述方法还包括：

根据预设时间间隔持续进行所述需求电流和所述放电限制参数的获取，并持续进行所述响应计算；

根据所述响应计算间隔性的对所述充电电压进行电压调节。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电动汽车充电控制装置，所述装置包括：

充放电模式识别模块，用于分别对充电车辆和放电车辆进行电性匹配，并当判断到所述充电车辆和所述放电车辆分别与充电端口和放电端口匹配成功时，分别对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别；

充放电参数获取模块，用于当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时，获取所述充电车辆的需求电流，并获取所述放电车辆的放电限制参数；

响应计算模块，用于根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算，根据响应计算结果对所述充电端口接收到的充电电压进行电压调节，并将调节后的所述充电电压输送至所述放电端口，以使对所述充电车辆进行充电；

断电控制模块，用于当判断到所述充电车辆或所述放电车辆满足断电调节时，断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接。

进一步地，所述充放电模式识别模块还用于：

分别对所述充电车辆和所述放电车辆上的充放电检测点进行电压检测，以获取充放电检测值；

当所述充放电检测值为第一预设电压时，则判定对应车辆的模式为放电模式；

当所述充放电检测值为第二预设电压时，则判定对应车辆的模式为充电模式。

本发明实施例，通过进行所述充电车辆和所述放电车辆之间的充放电控制，使得在电动汽车使用过程中，能基于其他电动汽车进行充电操作，有效的防止了由于充电站距离限制所导致的充电不便利，通过对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的设计，有效的保障了车辆之间充放电过程的安全性，且通过所述需求电流和所述放电限制参数的获取，有效的保障了后续充电电压调节的准确性，防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，且防止了放电功率过大对所述放电车辆的损坏。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的电动汽车充电控制方法的流程图；

图2是本发明第二实施例提供的电动汽车充电控制方法的流程图；

图3是本发明第三实施例提供的电动汽车充电控制装置的结构示意图；

图4是本发明第四实施例提供的电动汽车充电控制装置的结构示意图；

图5是图4中控制模块的结构示意图；

图6是图4中充电接口与充电车辆之间的连接结构示意图；

图7是图4中放电接口与放电车辆之间的连接结构示意图；

图8是图4中电动汽车充电控制装置的充电控制引导电路原理图；

图9是图4中电动汽车充电控制装置的充电连接控制时序图；

图10是图4中电动汽车充电控制装置的充电状态流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

请参阅图1，是本发明第一实施例提供的电动汽车充电控制方法的流程图，所述方法包括步骤：

步骤S10，分别对充电车辆和放电车辆进行电性匹配，并当判断到所述充电车辆和所述放电车辆分别与充电端口和放电端口匹配成功时，分别对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别；

其中，通过判断所述充电车辆、所述放电车辆与所述充电端口和所述放电端口之间的电性连接状态，以判定是否对应匹配成功，优选的，该步骤中，可以采用电压检测的方式进行所述充放电模式的识别，所述充放电模式包括放电模式和充电模式；

步骤S20，当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时，获取所述充电车辆的需求电流，并获取所述放电车辆的放电限制参数；

其中，当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时。则判定当前可进行所述放电车辆的放电和所述充电车辆的充电操作，所述需求电流为所述充电车辆充电电流的最大值，所述放电限制参数可以为放电功率、放电电压、放电电流或放电时间等；

步骤S30，根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算，根据响应计算结果对所述充电端口接收到的充电电压进行电压调节，并将调节后的所述充电电压输送至所述放电端口，以使对所述充电车辆进行充电；

其中，通过所述响应计算的设计，有效的防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，并同时防止了由于放电功率过大对所述放电车辆的损坏；

步骤S40，当判断到所述充电车辆或所述放电车辆满足断电条件时，断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接；

其中，所述断电条件用于判定当前是否进行断电操作，防止过度充电或过度放电对汽车电池的损坏，有效的提高了汽车电池的使用寿命；

本实施例中，通过进行所述充电车辆和所述放电车辆之间的充放电控制，使得在电动汽车使用过程中，能基于其他电动汽车进行充电操作，有效的防止了由于充电站距离限制所导致的充电不便利，通过对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的设计，有效的保障了车辆之间充放电过程的安全性，且通过所述需求电流和所述放电限制参数的获取，有效的保障了后续充电电压调节的准确性，防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，且防止了放电功率过大对所述放电车辆的损坏。

实施例二

请参阅图2，是本发明第二实施例提供的电动汽车充电控制方法的流程图，所述方法包括步骤：

步骤S11，分别对所述充电端口和所述放电端口上的连接确认接口进行电压检测，以获取充电接口值和放电接口值；

其中，该步骤中通过设置所述连接确认接口的设计，有效的方便了后续充放电连接状态的检测，提高了充放电的安全性，优选的，针对所述连接确认接口的检测还可以采用电流检测的方式进行；

步骤S21，判断所述充电接口值是否大于第三预设电压，所述放电接口值是否大于第四预设电压；

其中，所述第三预设电压和所述第四预设电压可以根据用户需求自主进行设置；

当步骤S21的判断结果为是时，判定所述充电车辆和所述放电车辆分别与所述充电端口和所述放电端口匹配成功，并执行步骤S31；

步骤S31，分别对所述充电车辆和所述放电车辆上的充放电检测点进行电压检测，以获取充放电检测值；

其中，所述充放电检测的检测可以采用电压检测或电流检测的方式进行，通过所述充放电检测值的获取，有效的方便了后续所述充电车辆和所述放电车辆充放电模式的判定；

步骤S41，当所述充放电检测值为第一预设电压时，则判定对应车辆的模式为放电模式；当所述充放电检测值为第二预设电压时，则判定对应车辆的模式为充电模式；

其中，所述第一预设电压和所述第二预设电压可以根据用户需求自主进行设置，本实施例中，所述第一预设电压为6V，所述第二预设电压为4V，所述放电模式用于判定对应车辆会提供放电电压，所述充电模式用于判定对应车辆需要进行充电操作；

步骤S51，当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时，分别向所述充电车辆和所述放电车辆发送锁止信号，以使所述充电车辆和所述放电车辆的车轮锁止；

其中，所述锁止信号用于防止充放电过程中所述充电车辆和所述放电车辆的位置移动，提高了充放电过程的安全性；

步骤S61，获取所述充电车辆的需求电流，获取所述放电车辆的放电限制参数，并根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算；

其中，所述根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算的步骤包括：

根据所述需求电流以计算目标功率，并获取所述放电限制参数中存储的放电功率阈值；

判断所述目标功率是否大于所述放电功率阈值；

若是，则生成电流调节指令；若否，则生成电压调节指令；

步骤S71，当生成所述电流调节指令时，将所述电流调节指令发送至所述充电车辆，以使所述充电车辆对所述需求电流进行调节；

其中，通过调节所述需求电流，以防止由于充电功率过大对所述放电车辆的损坏；

步骤S81，当生成所述电压调节指令时，基于所述放电功率阈值对所述充电端口输出的充电电压进行调节，以使输出电流满足所述需求电流；

其中，用过采用降压的方式以降低所述充电电压，进而有效的防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏；

步骤S91，将调节后的所述充电电压输送至所述放电端口，以使对所述充电车辆进行充电；

步骤S101，当判断到所述充电车辆或所述放电车辆满足断电条件时，断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接；

优选的，所述断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接的步骤之前，所述方法还包括：

分别对所述放电车辆和所述充电车辆的电池进行电量获取，以得到第一电量值和第二电量值；

当判断到所述第一电量值小于第一电量阈值时，则判定所述放电车辆满足所述断电条件；

当判断到所述第二电量值大于所述第二电量阈值时，则判定所述充电车辆满足所述断电条件；

此外，本实施例中，所述方法还包括：

根据预设时间间隔持续进行所述需求电流和所述放电限制参数的获取，并持续进行所述响应计算；

根据所述响应计算间隔性的对所述充电电压进行电压调节；

本实施例中，通过进行所述充电车辆和所述放电车辆之间的充放电控制，使得在电动汽车使用过程中，能基于其他电动汽车进行充电操作，有效的防止了由于充电站距离限制所导致的充电不便利，通过对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的设计，有效的保障了车辆之间充放电过程的安全性，且通过所述需求电流和所述放电限制参数的获取，有效的保障了后续充电电压调节的准确性，防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，且防止了放电功率过大对所述放电车辆的损坏。

实施例三

请参阅图3，是本发明第三实施例提供的电动汽车充电控制装置100，所述装置包括：充放电模式识别模块10、充放电参数获取模块11、响应计算模块12和断电控制模块13，其中：

充放电模式识别模块10，用于分别对充电车辆和放电车辆进行电性匹配，并当判断到所述充电车辆和所述放电车辆分别与充电端口和放电端口匹配成功时，分别对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别。

本实施例中，所述充放电模式识别模块10还用于：分别对所述充电端口和所述放电端口上的连接确认接口进行电压检测，以获取充电接口值和放电接口值；判断所述充电接口值是否大于第三预设电压，所述放电接口值是否大于第四预设电压；若是，则判定所述充电车辆和所述放电车辆分别与所述充电端口和所述放电端口匹配成功。

进一步地，所述充放电模式识别模块10还用于：分别对所述充电车辆和所述放电车辆上的充放电检测点进行电压检测，以获取充放电检测值；当所述充放电检测值为第一预设电压时，则判定对应车辆的模式为放电模式；当所述充放电检测值为第二预设电压时，则判定对应车辆的模式为充电模式。

充放电参数获取模块11，用于当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式时，获取所述充电车辆的需求电流，并获取所述放电车辆的放电限制参数。

其中，所述充放电参数获取模块11还用于：当判断到所述充电车辆为充电模式且所述放电车辆为放电模式之后，分别向所述充电车辆和所述放电车辆发送锁止信号，以使所述充电车辆和所述放电车辆的车轮锁止。

响应计算模块12，用于根据所述放电限制参数对所述需求电流进行响应计算，根据响应计算结果对所述充电端口接收到的充电电压进行电压调节，并将调节后的所述充电电压输送至所述放电端口，以使对所述充电车辆进行充电。

具体的，所述响应计算模块12还用于：根据所述需求电流以计算目标功率，并获取所述放电限制参数中存储的放电功率阈值；判断所述目标功率是否大于所述放电功率阈值；若是，则生成电流调节指令；若否，则生成电压调节指令。

优选的，所述响应计算模块12还用于：当生成所述电流调节指令时，将所述电流调节指令发送至所述充电车辆，以使所述充电车辆对所述需求电流进行调节；当生成所述电压调节指令时，基于所述放电功率阈值对所述充电端口输出的充电电压进行调节，以使输出电流满足所述需求电流。

本实施例中，所述响应计算模块12还用于：根据预设时间间隔持续进行所述需求电流和所述放电限制参数的获取，并持续进行所述响应计算；根据所述响应计算间隔性的对所述充电电压进行电压调节。

断电控制模块13，用于当判断到所述充电车辆或所述放电车辆满足断电调节时，断开与所述充电车辆和所述放电车辆之间的电性连接。

此外，本实施例中，所述断电控制模块13还用于：分别对所述放电车辆和所述充电车辆的电池进行电量获取，以得到第一电量值和第二电量值；当判断到所述第一电量值小于第一电量阈值时，则判定所述放电车辆满足所述断电条件；当判断到所述第二电量值大于所述第二电量阈值时，则判定所述充电车辆满足所述断电条件。

本实施例中，通过进行所述充电车辆和所述放电车辆之间的充放电控制，使得在电动汽车使用过程中，能基于其他电动汽车进行充电操作，有效的防止了由于充电站距离限制所导致的充电不便利，通过对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的设计，有效的保障了车辆之间充放电过程的安全性，且通过所述需求电流和所述放电限制参数的获取，有效的保障了后续充电电压调节的准确性，防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，且防止了放电功率过大对所述放电车辆的损坏。

实施例四

请参阅图4，是本发明第四实施例提供的电动汽车充电控制装置，包括：放电接口1、充电接口2、充电控制装置3和连接电缆4；所述充电控制装置3包括DCDC模块32和控制模块31；优选地，充电控制装置3还包括传感器和冷却装置。

请参阅图5，所述控制模块31包括辅助电源311和控制电路312，控制电路312集成了CAN通讯模块a和CAN通讯模块b；所述CAN通讯模块a与充电车辆电池控制器5建立通讯；所述CAN通讯模块b与放电车辆电池控制器6建立通讯；控制模块31与DCDC模块32之间进行信号交互，DCDC模块32可根据控制模块31要求实现直流电压变换；所述辅助电源311优选为12V电源，辅助电源311通过放电接口1给放电车辆电池控制器6供电，辅助电源311通过充电接口2给充电车辆电池控制器5供电，充电过程DCDC模块32可以对辅助电源311充电。

请参阅图6，充电接口2有C1～C9接口分别与车辆充电插座对接，其中C1为充电设备充电连接确认端口，C2为车辆充电连接确认端口，C3为充电通信CAN_H端口，C4为充电连接CAN_L端口，C5为直流电源正极，C6为直流电源负极，C7为充电设备地线端口，C8为低压辅助电源正极，C9为低压辅助电源负极；充电接口2与充电插座耦合部分几何尺寸与国标直流充电枪接口一致。

请参阅图7，放电接口1有F1～F9接口分别与车辆放电插座对接，其中F1为充电设备充电连接确认端口，F2为车辆充电连接确认端口，F3为充电通信CAN_H端口，F4为充电连接CAN_L端口，F5为直流电源正极，F6为直流电源负极，F7为充电设备地线端口，F8为低压辅助电源正极，F9为低压辅助电源负极；放电接口1与充电插座耦合部分几何尺寸与国标直流充电枪接口一致。

请参阅图8，充电控制装置3包含分别与充电车辆和放电车辆交互的接口电路，可实现同时与充电车辆电池控制器、放电车辆电池控制器独立进行通讯；

充电过程放电接口1可与放电车辆直流充电插座匹配连接并通过机械锁(图中未示出)实现锁定，机械锁锁定状态图示S1开关接通，机械锁解锁状态图示S1开关断开。

优选地，放电接口1内部引导电路R3’等效电阻为500Ω，根据国标已知电阻R2’阻值的为1000Ω、R4’阻值的为1000Ω、R5’的阻值为1000Ω，U2’的电压为12V，放电车辆可根据检测点2不同的电压识别工作模式，如检测点2的电压为6V则为充电模式，检测点2的电压为4V则是放电模式。

优选地，充电控制装置3内部与放电接口1连接的电阻R1’等效电阻为500Ω，放电接口1未与充电插座连接状态检测点3的电压为8V，放电接口1与充电插座未连接且机械锁未锁定状态检测点3的电压为12V，放电接口1与充电插座连接但未锁定状态检测点3的电压为8V，放电接口1与充电插座完全连接并且锁定状态检测点3的电压为6V。

所述充电接口2可与充电车辆直流充电插座匹配连接并通过机械锁(图中未示出)实现锁定，充电接口2结构参数与国标直流充电接口一致，其充电控制原理国标已清晰定义，此处不再赘述；充电控制装置内接触器K1、K2、K3、K4闭合时序和控制逻辑与国标定义一致，此处不再赘述。

请参阅图9，充电控制装置3通过识别检测点3的电压变化确认与车辆接口的连接状态，当检测点3的电压值为6V时，则判断放电接口1与放电车辆插座已完全连接；

放电车辆通过识别放电车辆检测点2的电压判断充放电模式；如放电车辆检测点2的电压值为6V，则判断为充电模式，通过互锁信号使车辆处于不可行驶状态，按照直流充电通信协议发送通信报文、发送充电需求参数；如放电车辆检测点2的电压值为4V，则判断为放电模式，通过互锁信号使车辆处于不可行驶状态，按照直流充电通信协议发送通信报文、发送放电功率限值参数；

充电控制过程充电控制装置自检、绝缘监测、充电控制时序和逻辑、充电中止流程均与国标定义一致，此处不再赘述；

请参阅图10，放电车辆电动控制器通过CC2电压识别工作模式，电压为4V则识别为放电模式，在充电阶段发送放电功率限值，充电控制装置3控制放电功率在限值范围内；充电电车辆电动控制器通过CC2电压识别工作模式，电压为6V则识别为充电模式，在充电阶段发送电池充电需求，充电控制装置3在放电车辆电池放电功率限值范围内响应充电请求；随着温度和SOC变化，放电车辆电池的放电功率限值实时调整，充电车辆电池充电需求也实时变化，充电控制装置3通过CAN报文实时获取放电车辆电池控制器放电功率限值和充电车辆电池控制器充电需求，调整DCDC模块32输出电压，控制充电电流不大于充电车辆电池的需求电流，同时控制放电车辆的电池放电功率不超过限值范围，在保护充电车辆和放电车辆电池的前提下以最大功率进行能量转移；同时充电控制装置3的冷却装置在充电过程使DCDC模块32和控制模块31工作在合适的温度范围。

本实施例中，通过进行所述充电车辆和所述放电车辆之间的充放电控制，使得在电动汽车使用过程中，能基于其他电动汽车进行充电操作，有效的防止了由于充电站距离限制所导致的充电不便利，通过对所述充电车辆和所述放电车辆进行充放电模式识别的设计，有效的保障了车辆之间充放电过程的安全性，且通过所述需求电流和所述放电限制参数的获取，有效的保障了后续充电电压调节的准确性，防止了由于充电电流过大对所述充电车辆的损坏，且防止了放电功率过大对所述放电车辆的损坏。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。