一种通用低速车直流充电机装置、系统及实现方法与流程

1.本发明属于充电领域，涉及低速车充电技术，具体是一种通用低速车直流充电机装置、系统及实现方法。


背景技术：

2.电动低速车是指速度低于40km/h的简易电动车辆，如电动三轮车，低速电动汽车，高尔夫车，仓库搬运车，电动叉车，运货车，观光车，高空作业车等以电为驱动能源的低速行驶车辆，其动力能源均以铅酸蓄电池为动力化学电源。
3.近年来，以锂电池为动力能源的低速车市场亦日益壮大，由于锂电池重量轻，可大电流放电，充放电循环次数多，使用寿命长等优点，在低速车应用市场得到了广泛的应用，如大型工厂、商超或其它大型转运场所等；由于低速车市场发展无序，不同生产厂家的采用电池种类及电压等级均不相同，与其相配套的充电机输出电压，电流及输出功率也随之品种各异，如24v，36v，48v，60，72v，90v等等，输出电流为15a，20a，30a等等，要根据不同车辆电池特性配备各种不同电压锂电池充电机或铅酸蓄电池充电机，给使用带来极大不便，也造成了设备资源的浪费。
4.为此，提出一种通用低速车直流充电机装置、系统及实现方法。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种通用低速车直流充电机装置、系统及实现方法，能够满足大多数不同电压等级，不同电池类型低速车或电池供电设备的充电需求，实现一种充电机尽可能多的适用不同的低速车充电，减少大型工厂,商超,或其它大型转运场所配备充电机数量，降低设备投入。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种通用低速车直流充电机装置，用于为通用低速车充电，包括充电机，所述充电机一侧开设有车辆充电端口，所述车辆充电端口与连接器相连，所述充电机包括电源变换模块、充电控制模块、处理器、电流电压采样模块、数据获取模块以及受控充电开关；
8.所述连接器的另一端连接有低速车电池组，所述低速车电池组包括蓄电池组或者锂电池组；
9.所述低速车电池组与充电机之间还通过控制器局域网络连接；
10.所述低速车电池组通过连接器与充电机相连接，组成充电主回路，所述充电主回路上串联着受控充电开关；
11.进一步地，所述电流电压采样模块通过车辆充电端口与低速车电池组相连接,用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压；
12.进一步地，所述充电控制模块分别与电源变换模块和处理器相连接，由处理器通过充电控制模块对电源变换模块进行控制，调节电源变换模块的输出电压和电流。
13.进一步地，一种通用低速直流充电系统，包括充电机，所述充电机包括电源变换模
块、充电控制模块、处理器、电流电压采样模块、数据获取模块、电池管理模块、受控充电开关以及低速车电池组，所述低速车电池组包括蓄电池组或者锂电池组；
14.所述数据获取模块用于获取低速车电池组的信息，并将低速车电池组的信息发送至电池管理模块；所述低速车电池组的信息包括有额定充电电压、额定充电电流以及电池组的种类；所述电池管理模块根据数据获取模块发送的低速车电池组的信息生成报文，并发送至充电机，充电机生成应答信息并发送至电池管理模块；所述应答信息包括实际充电电压、实际充电电流；
15.所述低速车电池组通过连接器与充电机相连接，组成充电主回路，所述充电主回路上串联着受控充电开关；
16.所述电流电压采样模块用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压，并同时将检测的输出电流以及输出电压发送至处理器；
17.所述处理器用于对额定充电电压、额定充电电流以及实际充电电压、实际充电电流进行标记；分别标记为ue、ie、us、is；
18.处理器实时将us、is与ue、ie进行比较，当出现过流或者短路现象时，即us大于ue或is大于ie满足其一时，处理器发送充电异常信号至电源变换模块；
19.电源变换模块输出充电异常信号至充电控制单元；充电控制单元封锁电源变换模块的输出，同时将充电异常信号发送至处理器，处理器断开受控充电开关，关闭充电回路。
20.进一步地，所述电流电压采样模块通过车辆充电端口与低速车电池组相连接,用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压。
21.所述充电控制模块分别与电源变换模块和处理器相连接，由处理器通过充电控制模块对电源变换模块进行控制，调节电源变换模块的输出电压和电流；当充电机工作时，电流电压采样模块的采样信号，分别送入到处理器和充电控制模块，由处理器根据采样到的输出电压和电流调节电源变换模块的输出。
22.进一步地，一种通用低速直流充电方法，该充电方法对于蓄电池组以及锂电池组采取不一样的方法，针对锂电池组的充电包括以下充电步骤：
23.s01、联机阶段:充电机通电,充电机内辅助电源供电,处理器开始工作，充电机内控制器局域网络接收电池管理模块的低速车电池组的信息并等待联机，如联机成功则进入下一步；
24.s02、握手阶段：充电机接收到低速车电池组的信息，并对低速车电池组的信息进行解析，如信息解析失败，则退出充电流程，充电机无输出；
25.s03、充电阶段：充电机解析低速车电池组的信息成功，处理器单元将其解析成充电电压电流需求信息，并接通电源变换模块调整输出电流和输出电压，接通充电开关，开启充电流程；
26.s04、保持阶段：处理器接收报文，并解析充电需求信息，同时通过电流电压采样模块实时监测输出实际充电电压、实际充电电流，通过调节电源变换模块的输出，并判断电量是否充满；
27.s05、结束阶段：处理器接收到电池管理模块电量充满的报文信息，关闭电源变换模块的输出，并断开受控充电开关，充电流程结束。
28.其中，针对蓄电池组的充电包括以下充电步骤：
29.t01、联机阶段：充电机通电,充电机内辅助电源供电,处理器开始工作，充电机内控制器局域网络接收电池管理模块的低速车电池组的信息并等待联机，如联机失败则进入超时等待阶段，系统等待时间t后进入电压检测阶段；
30.t02、电压检测阶段:联机超时时间结束后，充电机处理器通过电流电压采样模块对充电机的输出电压进行检测，如检测不到电压，则退出充电流程，充电机无输出；
31.若检测到有直流电压存在，则进入蓄电池充电阶段；
32.处理器检通过电流电压采样模块检测直流电压，判断低速车电池组的电压等级；
33.t03、充电阶段：充电机通过检测充电连接端口的电压，判断低速车电池组的电压，并接通电源变换模块、受控充电开关，开启充电流程；
34.t04、保持阶段：处理器接调节电源变换模块的输出，同时通过电流电压采样模块实时监测输出电压电流信息，调节电源变换模块的输出，并判断电量是否充满；
35.t05、结束阶段:当处理器检测到蓄电池的电压达到设定的值时，关闭电源变换模块的输出，并断开受控充电开关，充电流程结束。
36.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
37.本发明采用了一个宽范围直流电压输出的充电转换模块,通过充电机连接后是否接收到报文信息来判断低速车电池类型,当充电机联机后,如果接收到报文信息,表明该车辆的电池系统为锂电池供电系统,此时充电机通过接收电池管理模块的报文信息来判断充电机的输出电压和输出电流,反之,当充电机联机并超时后,仍然接收不到报文信息,表明该车辆的电池系统为铅酸蓄电池为动力源的供电系统,充电机根据受控充电开关接通之前,采集到的蓄电池组电压,判断充电需求电压,自动调节充电机的输出电压和电流，对蓄电池进行充电。
38.使充电机系统可以与不同电池类型,不同电压等级的低速车辆进行联机并根据采集到的信息,自动切换到相应的充电模式,为其充电,实现了一机多用,一机通用；提高了设备的使用效率,减少大型工厂,商超,或其它大型转运场所配备充电机数量，降低设备投入。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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。
40.图1为本发明一种通用低速车直流充电机装置结构图。
41.图2为本发明一种通用低速车直流充电机充电方法流程图。
具体实施方式
42.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。
43.如图1所示，一种通用低速车直流充电机装置，用于为通用低速车充电，包括充电
机，所述充电机一侧开设有车辆充电端口，所述车辆充电端口与连接器相连，所述充电机包括电源变换模块、充电控制模块、处理器、电流电压采样模块、数据获取模块以及受控充电开关；
44.所述连接器的另一端连接有低速车电池组，所述低速车电池组包括蓄电池组或者锂电池组；
45.所述低速车电池组与充电机之间还通过控制器局域网络连接，所述数据获取模块用于获取低速车电池组的信息，并将低速车电池组的信息发送至电池管理模块；所述低速车电池组的信息包括有额定充电电压、额定充电电流以及电池组的种类；所述电池管理模块根据数据获取模块发送的低速车电池组的信息生成报文，并发送至充电机，充电机生成应答信息并发送至电池管理模块；所述应答信息包括实际充电电压、实际充电电流；
46.所述低速车电池组通过连接器与充电机相连接，组成充电主回路，所述充电主回路上串联着受控充电开关；
47.所述电流电压采样模块用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压，并同时将检测的输出电流以及输出电压发送至处理器；
48.所述处理器用于对额定充电电压、额定充电电流以及实际充电电压、实际充电电流进行标记；分别标记为ue、ie、us、is；
49.处理器实时将us、is与ue、ie进行比较，当出现过流或者短路现象时，即us大于ue或is大于ie满足其一时，处理器发送充电异常信号至电源变换模块；
50.电源变换模块输出充电异常信号至充电控制单元；充电控制单元封锁电源变换模块的输出，同时将充电异常信号发送至处理器，处理器断开受控充电开关，关闭充电回路。
51.需要进行说明的是，所述电流电压采样模块通过车辆充电端口与低速车电池组相连接,用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压，当受控充电开关断开时，低速车电池组的电压通过电流电压采样模块进行采样，当充电机工作时，受控充电开关接通，充电机的输出电压通过电流电压采样模块进行采样，并将检测到的输出电压传递给处理器，所述电流电压采样模块串联在受控充电开关前端的充电主回路中，当充电机工作时，其输出电流被电流传感器采样，并送入到处理器。
52.所述充电控制模块分别与电源变换模块和处理器相连接，由处理器通过充电控制模块对电源变换模块进行控制，调节电源变换模块的输出电压和电流；当充电机工作时，电流电压采样模块的采样信号，分别送入到处理器和充电控制模块，由处理器根据采样到的输出电压和电流调节电源变换模块的输出。
53.一种通用低速直流充电系统，包括充电机，所述充电机包括电源变换模块、充电控制模块、处理器、电流电压采样模块、数据获取模块、电池管理模块、受控充电开关以及低速车电池组，所述低速车电池组包括蓄电池组或者锂电池组；
54.所述低速车电池组与充电机之间还通过控制器局域网络连接，所述数据获取模块用于获取低速车电池组的信息，并将低速车电池组的信息发送至电池管理模块；所述低速车电池组的信息包括有额定充电电压、额定充电电流以及电池组的种类；所述电池管理模块根据数据获取模块发送的低速车电池组的信息生成报文，并发送至充电机，充电机生成应答信息并发送至电池管理模块；所述应答信息包括实际充电电压、实际充电电流；
55.所述低速车电池组通过连接器与充电机相连接，组成充电主回路，所述充电主回
路上串联着受控充电开关；
56.所述电流电压采样模块用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压，并同时将检测的输出电流以及输出电压发送至处理器；
57.所述处理器用于对额定充电电压、额定充电电流以及实际充电电压、实际充电电流进行标记；分别标记为ue、ie、us、is；
58.处理器实时将us、is与ue、ie进行比较，当出现过流或者短路现象时，即us大于ue或is大于ie满足其一时，处理器发送充电异常信号至电源变换模块；
59.电源变换模块输出充电异常信号至充电控制单元；充电控制单元封锁电源变换模块的输出，同时将充电异常信号发送至处理器，处理器断开受控充电开关，关闭充电回路。
60.需要进行说明的是，所述电流电压采样模块通过车辆充电端口与低速车电池组相连接,用于通过车辆充电端口检测输出电流以及输出电压，当受控充电开关断开时，低速车电池组的电压通过电流电压采样模块进行采样，当充电机工作时，受控充电开关接通，充电机的输出电压通过电流电压采样模块进行采样，并将检测到的输出电压传递给处理器，所述电流电压采样模块串联在受控充电开关前端的充电主回路中，当充电机工作时，其输出电流被电流传感器采样，并送入到处理器。
61.所述充电控制模块分别与电源变换模块和处理器相连接，由处理器通过充电控制模块对电源变换模块进行控制，调节电源变换模块的输出电压和电流；当充电机工作时，电流电压采样模块的采样信号，分别送入到处理器和充电控制模块，由处理器根据采样到的输出电压和电流调节电源变换模块的输出。
62.如图2所示，一种通用低速直流充电方法，该充电方法对于蓄电池组以及锂电池组采取不一样的方法，针对锂电池组的充电包括以下充电步骤：
63.s01、联机阶段:充电机通电,充电机内辅助电源供电,处理器开始工作，充电机内控制器局域网络接收电池管理模块的低速车电池组的信息并等待联机，如联机成功则进入下一步；
64.s02、握手阶段：充电机接收到低速车电池组的信息，并对低速车电池组的信息进行解析，如信息解析失败，则退出充电流程，充电机无输出；
65.s03、充电阶段：充电机解析低速车电池组的信息成功，处理器单元将其解析成相应的充电电压电流需求信息，并接通电源变换模块调整输出电流和输出电压，接通充电开关，开启充电流程；
66.s04、保持阶段：处理器接收报文，并解析充电需求信息，同时通过电流电压采样模块实时监测输出实际充电电压、实际充电电流，通过调节电源变换模块的输出，并判断电量是否充满；
67.s05、结束阶段：处理器接收到电池管理模块电量充满的报文信息，关闭电源变换模块的输出，并断开受控充电开关，充电流程结束。
68.其中，针对蓄电池组的充电包括以下充电步骤：
69.t01、联机阶段：充电机通电,充电机内辅助电源供电,处理器开始工作，充电机内控制器局域网络接收电池管理模块的低速车电池组的信息并等待联机，如联机失败则进入超时等待阶段，系统等待时间t后进入电压检测阶段；
70.t02、电压检测阶段:联机超时时间结束后，充电机处理器通过电流电压采样模块
对充电机的输出电压进行检测，如检测不到电压，则退出充电流程，充电机无输出；
71.若检测到有直流电压存在，则进入蓄电池充电阶段；
72.处理器检通过电流电压采样模块检测直流电压，判断低速车电池组的电压等级；
73.t03、充电阶段：充电机通过检测充电连接端口的电压，判断低速车电池组的电压，并接通电源变换模块、受控充电开关，开启充电流程；
74.t04、保持阶段：处理器接调节电源变换模块的输出，同时通过电流电压采样模块实时监测输出电压电流信息，调节电源变换模块的输出，并判断电量是否充满；
75.t05、结束阶段:当处理器检测到蓄电池的电压达到设定的值时，关闭电源变换模块的输出，并断开受控充电开关，充电流程结束。
76.在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。
77.另对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
78.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
79.此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
80.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。