一种充电控制方法、充电控制装置及电动汽车与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，特别是一种充电控制方法、充电控制装置及电动汽车。


背景技术：

2.充电系统为电动汽车运行提供能量补给，是电动汽车的重要基础支撑系统，也是电动汽车商业化、产业化过程中的重要环节。随着电动汽车产业的快速发展，充电技术成为制约行业发展关键因素之一，智能、快速的充电方式成为电动汽车充电技术发展的趋势。
3.传统400v电动车市场上，不管是电动车还是充电桩都是400v电压等级的，为了使800v电压等级的车辆能兼容市场上已有的400v电压等级充电桩，已经有不少硬件电路设计可以实现充电桩的电压提升，从而实现车辆电压等级和充电桩电压等级的匹配，但是升压装置的功率有限，使用升压装置充电时，充电功率会显著降低，延长充电时间。
4.现有技术的车辆的充电方式一般分为整个充电过程直接通过升压充电回路为动力电池充电，或者直接通过直充回路为动力电池充电这两种。但是，当车辆动力电池的总额定电压值大于充电桩的最大输出电压值，且动力电池的当前电压值小于所述充电桩的实际输出电压值时，也直接通过升压充电回路为动力电池充电，会出现整个充电过程都使用升压装置为动力电池充电，从而导致充电功率会显著降低，延长充电时间的问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是，提供一种充电控制方法、充电控制装置及电动汽车，可兼容不同输出电压值的充电桩进行充电，并提高充电效率。
6.为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供一种充电控制方法，包括：
7.获取充电桩的最大输出电压值vmax’与实际输出电压值v’；
8.获取车辆的动力电池的总额定电压值vmax与当前电压值v；
9.当所述动力电池的总额定电压值vmax大于所述充电桩的最大输出电压值vmax’，且所述动力电池的当前电压值v小于所述充电桩的实际输出电压值v’时，控制直充回路导通，且控制升压充电回路断开，以使所述充电桩通过所述直充回路为所述动力电池充电；
10.当所述动力电池的总额定电压值vmax大于所述充电桩的最大输出电压值vmax’，且所述动力电池的当前电压值v大于或等于所述充电桩的实际输出电压值v’时，控制所述直充回路断开，且控制所述升压充电回路导通，以使所述充电桩通过所述升压充电回路为所述动力电池充电，直到所述动力电池完成充电。
11.另一种情况，当所述动力电池的总额定电压值vmax等于所述充电桩的最大输出电压值vmax’时，控制所述直充回路导通，且控制所述升压充电回路断开，以使所述充电桩通过所述直充回路为所述动力电池充电。
12.第二方面，本发明实施例还提供一种充电控制装置，所述充电控制装置包括直充回路、升压充电回路和检测控制电路；
13.所述直充回路包括直充开关，所述直充开关的输入端用于连接充电桩的电压输出端，所述直充开关的输出端用于连接动力电池；
14.所述升压充电回路包括升压装置和升压开关电路；所述升压装置的输入端用于通过所述升压开关电路连接所述充电桩的电压输出端，所述升压装置的输出端用于连接所述动力电池；
15.所述检测控制电路用于实现上述充电控制方法的所有流程。
16.进一步的，所述升压充电回路包括升压装置和升压开关电路；所述升压装置的输入端用于通过所述升压开关电路连接所述充电桩的电压输出端，所述升压装置的输出端用于连接所述动力电池。
17.再进一步的，所述升压开关电路包括：滤波模块和开关模块；所述开关模块通过所述滤波模块连接所述升压装置。
18.更进一步的，所述升压装置的输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述升压装置的输出端包括第一输出端子和第二输出端子；
19.所述滤波模块包括：第四电阻、电容和电感；
20.所述开关模块包括：第一开关管、第二开关管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、稳压管和电压比较单元；
21.其中，所述第一开关管的漏极用于连接所述充电桩的第一输出端，所述第一开关管的源极连接所述电感的第一端，所述电感的第二端连接所述升压装置的第一输入端子，所述第一开关管的栅极连接所述电压比较单元的输出端；
22.所述第二开关管的漏极用于连接所述充电桩的第二输出端，所述第二开关管的源极连接所述升压装置的第二输入端子；
23.所述第一电阻的第一端连接所述第一开关管的源极，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接所述第二开关管的源极连接；
24.所述第三电阻的第一端连接所述第二开关管的栅极，所述第三电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端；
25.所述第四电阻的第一端连接所述第一开关管的源极，所述第四电阻的第二端连接所述第五电阻的第一端，所述第五电阻的第二端与所述第二开关管的源极连接；
26.所述第六电阻的第一端连接所述第一开关管的漏极，所述第六电阻的第二端连接第七电阻的第一端，所述第七电阻的第二端连接所述第二开关管的漏极；
27.所述第八电阻的第一端连接所述第四电阻的第二端连接，所述第八电阻的第二端连接所述电压比较单元的第一输入端；
28.所述第九电阻的第一端连接所述第六电阻的第二端连接，所述第九电阻的第二端连接所述电压比较单元的第二输入端；
29.所述电容的第一端连接所述电感的第二端，所述电容的第二端连接所述第二开关管的源极；
30.所述稳压管的输入端连接所述第一开关管的栅极，所述稳压管的输出端连接所述第二开关管的源极；
31.所述升压装置的第一输出端子用于连接所述动力电池的正极，所述升压装置的第二输出端子用于连接所述动力电池的负极。
32.进一步的，所述检测控制电路与所述直充开关连接，通过控制所述直充开关以使所述直充回路导通或断开；
33.所述检测控制电路还与所述升压开关电路连接，通过控制所述升压开关电路以使所述升压充电回路导通或断开。
34.第三方面，本发明还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括上述充电控制装置，以及动力电池；所述充电控制装置与所述动力电池连接。
35.相对于现有技术，本发明实施例提供的一种充电控制方法、充电控制装置及电动汽车的有益效果在于：通过获取充电桩的最大输出电压值与实际输出电压值；获取车辆的动力电池的总额定电压值与当前电压值；当所述动力电池的总额定电压值大于所述充电桩的最大输出电压值，比较所述动力电池的当前电压值与所述充电桩的实际输出电压值的大小关系，从而选择控制直充回路还是升压充电回路导通，以使所述充电桩通过所选择的回路为所述动力电池充电。因此，本发明能够使车辆兼容不同输出电压值的充电桩进行充电，而且当车辆动力电池的总额定电压值大于充电桩的最大输出电压值，且动力电池的当前电压值小于所述充电桩的实际输出电压值时，通过直充回路为动力电池充电，从而提高充电效率，缩短充电的时间。
附图说明
36.图1是本发明提供的充电控制方法的一个实施例的流程示意图；
37.图2是本发明提供的充电控制装置的一个实施例的结构示意图；
38.图3是本发明提供的充电控制装置的升压充电回路的一个实施例的结构示意图；
具体实施方式
39.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作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。
40.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.参见图1，是本发明提供的充电控制方法的一个实施例的流程示意图，该充电控制方法，包括步骤s1至s4：
42.s1：获取充电桩的最大输出电压值vmax’与实际输出电压值v’；
43.s2：获取车辆的动力电池的总额定电压值vmax与当前电压值v；
44.在具体实施当中，本发明实施例应用于电动汽车充电时，按照国标流程，在充电枪插入充电桩后，进入握手阶段，充电桩按流程进行绝缘检测，绝缘检测正常且结束后，车辆
与所述充电桩相互发送报文，以进行信息交互，通过所述报文可以获取所述充电桩的最大输出电压值vmax’与所述车辆的动力电池的总额定电压值vmax，所述车辆向所述充电桩发送输出电压请求后，结合电压检测，可以获得所述充电桩的实际输出电压值v’与所述动力电池的当前电压值v。
45.s3：当所述动力电池的总额定电压值vmax大于所述充电桩的最大输出电压值vmax’，且所述动力电池的当前电压值v小于所述充电桩的实际输出电压值v’时，控制直充回路导通，且控制升压充电回路断开，以使所述充电桩通过所述直充回路为所述动力电池充电；
46.s4：当所述动力电池的总额定电压值vmax大于所述充电桩的最大输出电压值vmax’，且所述动力电池的当前电压值v大于或等于所述充电桩的实际输出电压值v’时，控制所述直充回路断开，且控制所述升压充电回路导通，以使所述充电桩通过所述升压充电回路为所述动力电池充电，直到所述动力电池完成充电。
47.具体的，当车辆进入充电阶段，如果动力电池的总额定电压值vmax大于充电桩的最大输出电压值vmax’，且动力电池的当前电压值v小于充电桩的实际输出电压值v’，控制直充回路导通，且控制升压充电回路断开，以使充电桩通过直充回路为动力电池充电，动力电池的当前电压值v逐渐增大，当动力电池的当前电压值v等于充电桩的最大输出电压值vmax’时，控制直充回路断开，且控制升压充电回路导通，以使充电桩切换到升压充电回路为动力电池充电，直到动力电池完成充电；如果动力电池的总额定电压值vmax大于充电桩的最大输出电压值vmax’，且动力电池的当前电压值v大于或等于充电桩的实际输出电压值v’，控制直充回路断开，且控制升压充电回路导通，以使充电桩通过升压充电回路为动力电池充电，直到动力电池完成充电。
48.另外的，当所述动力电池的总额定电压值vmax等于所述充电桩的最大输出电压值vmax’时，控制所述直充回路导通，且控制所述升压充电回路断开，以使所述充电桩通过所述直充回路为所述动力电池充电。
49.在具体实施中，当车辆进入充电阶段，如果动力电池的总额定电压值vmax等于充电桩的最大输出电压值vmax’，控制直充回路导通，且控制升压充电回路断开，以使充电桩通过直充回路为动力电池充电，直到动力电池完成充电。
50.本实施例中，当车辆充电完成或者车辆充电达到预设的需求时，车辆会向充电桩发送停止充电请求的报文，充电桩接收到所述停止充电请求的报文时，停止输出电压，车辆停止充电。
51.本发明实施例提供的充电控制方法，通过获取充电桩的最大输出电压值与实际输出电压值；获取车辆的动力电池的总额定电压值与当前电压值；当所述动力电池的总额定电压值大于所述充电桩的最大输出电压值，比较所述动力电池的当前电压值与所述充电桩的实际输出电压值的大小关系，从而选择控制直充回路还是升压充电回路导通，以使所述充电桩通过所选择的回路为所述动力电池充电。因此，本发明能够使车辆兼容不同输出电压值的充电桩进行充电，而且当车辆动力电池的总额定电压值大于充电桩的最大输出电压值，且动力电池的当前电压值小于所述充电桩的实际输出电压值时，通过直充回路为动力电池充电，从而提高充电效率，缩短充电的时间。
52.相应的，本发明还提供一种充电控制装置，能够实现上述充电控制方法的所有流
程。
53.参见图2，是本发明提供的充电控制装置的一个实施例的结构示意图。本实施例提供的充电控制装置包括：直充回路101、升压充电回路102和检测控制电路103，具体如下：
54.直充回路101包括直充开关，所述直充开关的输入端用于连接充电桩的电压输出端，所述直充开关的输出端用于连接动力电池；
55.升压充电回路102包括升压装置和升压开关电路；所述升压装置的输入端用于通过所述升压开关电路连接所述充电桩的电压输出端，所述升压装置的输出端用于连接所述动力电池；
56.检测控制电路103用于实现上述实施例提供的充电控制方法的所有流程。
57.在第一种实施方式中，如图2所示，检测控制电路103与所述直充开关连接，通过控制所述直充开关以使直充回路101导通或断开。并且，检测控制电路103还与所述升压开关电路连接，通过控制所述升压开关电路以使升压充电回路102导通或断开。
58.在本实施例中，当车辆进入充电阶段，如果车辆动力电池的总额定电压值vmax大于充电桩的最大输出电压值vmax’，且动力电池的当前电压值v小于充电桩的实际输出电压值v’，检测控制电路103控制直充回路101导通，且控制升压充电回路102断开，充电桩通过直充回路101为动力电池充电；动力电池的当前电压值v逐渐增大，当动力电池的当前电压值v等于充电桩的最大输出电压值vmax’时，检测控制电路103控制直充回路101断开，且控制升压充电回路102导通，充电桩切换到升压充电回路102为动力电池充电，直到动力电池完成充电；
59.如果车辆动力电池的总额定电压值vmax大于充电桩的最大输出电压值vmax’，且动力电池的当前电压值v大于或等于充电桩的实际输出电压值v’时，检测控制电路103控制直充回路101断开，且控制升压充电回路102导通，充电桩通过升压充电回路102为动力电池充电，直到动力电池完成充电；
60.如果动力电池的总额定电压值vmax等于充电桩的最大输出电压值vmax’，检测控制电路103控制直充回路101导通，且控制升压充电回路102断开，充电桩通过直充回路101为动力电池充电，直到动力电池完成充电。
61.在第二种实施方式中，升压开关电路也可以不与检测控制电路103连接，即升压开关电路的导通或断开不由检测控制电路103控制，而是采用电压比较器进行电压检测比较，以控制升压开关电路导通或断开，具体如图3所示，是本发明提供的充电控制装置的升压充电回路的一个实施例的结构示意图。
62.在一种实施例中，所述升压开关电路包括：滤波模块和开关模块；所述开关模块通过所述滤波模块连接所述升压装置。
63.在另一种实施例中，升压装置的输入端包括第一输入端子和第二输入端子，所述升压装置的输出端包括第一输出端子和第二输出端子；
64.所述滤波模块包括：第四电阻r4、电容c和电感l；
65.所述升开关模块包括：第一开关管q1、第二开关管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、稳压管z和电压比较单元m；
66.其中，第一开关管q1的漏极用于连接所述充电桩的第一输出端，第一开关管q1的
源极连接电感l的第一端，电感l的第二端连接所述升压装置的第一输入端子，第一开关管q1的栅极连接电压比较单元m的输出端；
67.第一电阻r1的第一端连接第一开关管q1的源极，第一电阻r1的第二端连接第二电阻r2的第一端，第二电阻r2的第二端连接第二开关管q2的源极连接；
68.第三电阻r3的第一端连接第二开关管q2的栅极，第三电阻r3的第二端连接第二电阻r2的第一端；
69.第四电阻r4的第一端连接第一开关管q1的源极，第四电阻r4的第二端连接第五电阻r5的第一端，第五电阻r5的第二端与第二开关管q2的源极连接；
70.第六电阻r6的第一端连接第一开关管q1的漏极，第六电阻r6的第二端连接第七电阻r7的第一端，第七电阻r7的第二端连接第二开关管q2的漏极；
71.第八电阻r8的第一端连接第四电阻r4的第二端连接，第八电阻r8的第二端连接电压比较单元m的第一输入端；
72.第九电阻r9的第一端连接第六电阻r6的第二端连接，第九电阻r9的第二端连接电压比较单元m的第二输入端；
73.电容c的第一端连接电感l的第二端，电容c的第二端连接第二开关管q2的源极；
74.稳压管z的输入端连接第一开关管q1的栅极，稳压管z的输出端连接第二开关管q2的源极。
75.在本实施例中，当车辆进入充电阶段，当动力电池的总额定电压值vmax大于充电桩的最大输出电压值vmax’，且动力电池的当前电压值v小于充电桩的实际输出电压值v’时，检测控制电路103控制直充回路101导通，且所述升压开关电路处于断开状态，即升压充电回路102不导通，充电桩通过直充回路101为动力电池充电，动力电池的当前电压值v逐渐增大，当动力电池的当前电压值v等于充电桩的最大输出电压值vmax’时，检测控制电路103控制直充回路101断开，这时，升压装置反向工作，升压装置的反向输出电压逐渐增大，当升压装置的反向输出电压达到一定值时，第二开关管q2闭合，所述升压装置的反向输出电压继续增大，直至所述升压装置的反向输出电压大于或等于充电桩的实际输出电压值v’时，第一开关管q1闭合，升压装置正向工作，升压充电回路102导通，充电桩切换到升压充电回路102为动力电池充电，直到动力电池完成充电。
76.本实施例中，当所述车辆充电完成或者所述车辆充电达到预设的需求时，车辆退出充电过程中，升压装置停止工作，请求充电桩停止输出电压；当充电桩的实际输出电压值v’等于0v时，第一开关管q1，第二开关管q2断开，车辆停止充电。
77.进一步的，本实施例还可以在升压装置的输出端配置开关，如图3所示的k1和k2，车辆不用充电时，控制开关k1和k2断开，防止车辆动力电池向升压装置供电，升压装置反向工作消耗车辆动力电池的电量；所述的开关可以是接触器或者继电器等。
78.在具体实施当中，直充回路101的直充开关可以采用如图3所示的k3和k4，通过检测控制电路103控制k3、k4的断开或闭合来控制直充回路101的断开或导通。
79.本发明实施例提供的充电控制装置配置在电动汽车中，能够按照上述实施例提供的充电控制方法进行充电，下面以图3所示的充电控制装置应用于电动汽车充电时的工作流程进行说明：
80.假设充电桩的最大输出电压值为400v，车辆的动力电池的总额定电压值为800v，
当动力电池的当前电压值为200v，k1、k2、k3和k4闭合，升压装置不工作，且所述升压开关电路处于断开状态，充电桩通过直充回路为动力电池充电，动力电池的当前电压值逐渐增大，直至动力电池的当前电压值为400v，断开k3，k4；升压装置反向输出电压，当升压装置反向输出电压达到一定值时，第二开关管q2闭合；继续增大升压装置反向输出电压，直至升压装置反向输出电压为400v时，第一开关管q1闭合；升压装置正向工作，充电桩切换到升压充电回路为动力电池充电，直到动力电池完成充电。
81.当动力电池的当前电压值大于或等于400v时，k3，k4保持断开状态，闭合k1，k2，请求充电桩输出最大输出电压，升压装置反向输出电压，当升压装置反向输出电压达到一定值时，第二开关管q2闭合；继续增大升压装置反向输出电压，直至升压装置反向输出电压为400v时，第一开关管q1闭合；升压装置正向工作，充电桩开始给动力电池充电直至充满。
82.此外，本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述实施例所述的充电控制装置，以及动力电池；所述充电控制装置与所述动力电池连接。所述电动汽车可按照上述实施例提供的充电控制方法进行充电，在此不重复说明。
83.本发明实施例提供的充电控制装置及电动汽车，通过获取充电桩的最大输出电压值与实际输出电压值；获取车辆的动力电池的总额定电压值与当前电压值；当所述动力电池的总额定电压值大于所述充电桩的最大输出电压值，比较所述动力电池的当前电压值与所述充电桩的实际输出电压值的大小关系，从而选择控制直充回路还是升压充电回路导通，以使所述充电桩通过所选择的回路为所述动力电池充电。因此，本发明能够使车辆兼容不同输出电压值的充电桩进行充电，而且当车辆动力电池的总额定电压值大于充电桩的最大输出电压值，且动力电池的当前电压值小于所述充电桩的实际输出电压值时，通过直充回路为动力电池充电，从而提高充电效率，缩短充电的时间。
84.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。