電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括充電插座、輔助電源電路、電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器、輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源以及用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的顯示控制模塊，所述充電插座為充電樁插座或通用電源插座；所述充電插座通過(guò)連接電網(wǎng)使輔助電源電路產(chǎn)生用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器和顯示控制模塊供電的直流電源，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路和輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源分別與主控制器連接，所述主控制器通過(guò)CAN總線與顯示控制模塊連接。本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)擴(kuò)大了電動(dòng)汽車的充電場(chǎng)合，真正做到電動(dòng)汽車的自由充電，方便電動(dòng)汽車的使用和推廣。
【專利說(shuō)明】電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種車載充電管理系統(tǒng)，尤其是一種電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，屬于電動(dòng)汽車的充電領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車是汽車發(fā)展的一個(gè)重要方向，有利于解決石油緊缺、空氣污染、城市噪聲和電網(wǎng)的波谷等問(wèn)題。由于電動(dòng)汽車的電池容量大，現(xiàn)有技術(shù)要求專用的充電設(shè)備來(lái)充電。充電站的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，還遠(yuǎn)未達(dá)到汽車加油站的分布水平，但是電網(wǎng)的分布卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于加油站的分布。若電動(dòng)汽車能像普通電氣設(shè)備一樣，連接普通電源插座就可以充電，則能充分利用現(xiàn)有的配電網(wǎng)進(jìn)行充電，包括城市、城鎮(zhèn)和農(nóng)村，這將極大地?cái)U(kuò)大電動(dòng)汽車的充電場(chǎng)所，達(dá)到隨時(shí)隨地都可充電的充電自由。另一方面，從普通民眾使用汽車的習(xí)慣來(lái)看，平均每天開(kāi)車時(shí)間遠(yuǎn)小于停車時(shí)間，若能利用停車時(shí)間實(shí)現(xiàn)慢充，將能延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命，電網(wǎng)波谷充電還能降低電動(dòng)汽車的使用成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以擴(kuò)大電動(dòng)汽車的充電場(chǎng)合，且可以降低電動(dòng)汽車的使用成本電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0005]電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:包括充電插座、輔助電源電路、電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器、輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源以及用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的顯示控制模塊，所述充電插座為充電樁插座或通用電源插座；所述充電插座通過(guò)連接電網(wǎng)使輔助電源電路產(chǎn)生用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器和顯示控制模塊供電的直流電源，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路和輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源分別與主控制器連接，所述主控制器通過(guò)CAN總線與顯示控制模塊連接。
[0006]作為一種優(yōu)選方案，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路包括微型電流型電壓互感器、差分放大電路、第一電阻以及第二電阻，所述微型電流型電壓互感器的輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端通過(guò)差分放大電路與主控制器連接；所述第一電阻串聯(lián)在微型電流型電壓互感器與電網(wǎng)之間，所述第二電阻并聯(lián)在微型電流型電壓互感器與差分放大電路之間。
[0007]作為一種優(yōu)選方案，所述控制引導(dǎo)檢測(cè)電路包括電壓跟隨器、光電耦合器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一二極管和第二二極管，所述充電插座的CC端、第三電阻的一端、第四電阻的一端分別連接電壓跟隨器的輸入端，所述充電插座的PE端和第四電阻的另一端分別接地，所述電壓跟隨器的輸出端經(jīng)過(guò)第五電阻和第六電阻分壓后與主控制器連接，所述充電插座的CP端通過(guò)第一二極管和第七電阻與光電耦合器的輸入端連接，所述第二二極管的正極連接光電耦合器的輸入端，所述第二二極管的負(fù)極接地，所述第八電阻的一端連接光電耦合器的輸出端。
[0008]作為一種優(yōu)選方案，所述輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源包括開(kāi)關(guān)電源輔助電源、具有PFC控制的AC-DC變換電路、具有全橋逆變和同步整流的DC-AC-DC電路以及測(cè)量控制電路，所述開(kāi)關(guān)電源輔助電源采用反激開(kāi)關(guān)電源和LDO穩(wěn)壓器組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)連接充電插座輸出用于給AC-DC變換電路、DC-AC-DC電路以及測(cè)量控制電路供電的直流電源，所述AC-DC變換電路和測(cè)量控制電路分別與DC-AC-DC電路連接。
[0009]作為一種優(yōu)選方案，所述測(cè)量控制電路依次通過(guò)模擬選擇器、差分放大器與DC-AC-DC電路連接。
[0010]作為一種優(yōu)選方案，所述顯示控制模塊包括CAN總線通信接口、MCU電路、按鍵電路、顯示電路以及用于給MCU電路供電的電源電路，所述MCU電路通過(guò)CAN總線通信接口與主控制器連接，所述按鍵電路和顯示電路分別與MCU電路連接。
[0011 ] 作為一種優(yōu)選方案，所述按鍵電路包括5個(gè)按鍵，所述5個(gè)按鍵分別通過(guò)上拉電阻與MCU電路的5個(gè)GPIO端口連接，所述顯示電路與MCU電路的15個(gè)GPIO端口連接。
[0012]作為一種優(yōu)選方案，所述CAN總線通信接口由CAN收發(fā)器、光耦、隔離電源及外圍電路組成。
[0013]具體的，所述充電插座通過(guò)連接電網(wǎng)輸出220V交流市電，所述輔助電源電路輸出± 12V、5V和36V直流電源，其中± 12V和5V直流電源用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路和主控制器供電，36V直流電源用于給顯示控制模塊以及其它車載設(shè)備供電；所述開(kāi)關(guān)電源輔助電源輸出15.2V、11.6V和3.3V的直流電源，其中15.2V直流電源用于給AC-DC變換電路供電，11.6V直流電源用于給DC-AC-DC電路供電，3.3V直流電源用于給測(cè)量控制電路供電。
[0014]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果:
[0015]1、本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)中的充電插座可以采用充電樁插座和通用電源插座，擴(kuò)大了電動(dòng)汽車的充電場(chǎng)合，適合城市電網(wǎng)、城鎮(zhèn)電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)使用，真正做到電動(dòng)汽車的自由充電，方便電動(dòng)汽車的使用和推廣。
[0016]2、本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求，在人機(jī)界面選擇基于容量的充電方式或基于時(shí)間的充電方式，以及設(shè)置相關(guān)的充電參數(shù)，若電動(dòng)汽車停留的時(shí)間較長(zhǎng)，則可以延長(zhǎng)充電時(shí)間，減少充電電流，利用延長(zhǎng)昂貴的動(dòng)力電池使用壽命來(lái)低電動(dòng)汽車的使用成本。
[0017]3、本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)根據(jù)用戶在人機(jī)界面設(shè)定的充電方式以及充電參數(shù)，通過(guò)主控制器采用的電網(wǎng)電壓狀態(tài)和電池的充電狀態(tài)，計(jì)算出安全的充電電壓和充電電流，自適應(yīng)電網(wǎng)電壓的變化，實(shí)現(xiàn)充電自由，將加速電動(dòng)汽車的推廣和普及。
[0018]4、本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的主控制器與輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源構(gòu)成監(jiān)督控制系統(tǒng)，其中主控制器采用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字控制，輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源采用專用控制芯片進(jìn)行模擬控制，綜合應(yīng)用了 PFC、ZVS、倍流和同步整流技術(shù)，提高了功率因素，降低了開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾，具有控制靈活，響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)原理圖。[0021]圖3為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的控制引導(dǎo)檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]圖4為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)原理圖。
[0023]圖5為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的顯示控制模塊結(jié)構(gòu)原理圖。
[0024]圖6為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的顯示控制模塊實(shí)現(xiàn)的人機(jī)界面示意圖。
[0025]圖7為本實(shí)用新型電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]實(shí)施例1:
[0027]如圖1所示，本實(shí)施例的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)包括充電插座M100、輔助電源電路M101、電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路M102、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路M103、主控制器M104、輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105以及顯示控制模塊M106，所述充電插座100可以采用專用充電樁插座或通用電源插座(自由充電)，所述主控制器M104通過(guò)控制引導(dǎo)檢測(cè)電路M103獲取充電插座100的連接狀態(tài)信息，若有控制引導(dǎo)信號(hào)，所述充電插座100采用專用充電樁插座，若無(wú)控制引導(dǎo)信號(hào)，所述充電插座100采用通用電源插座；輔助電源電路MlOl的控制芯片為帶PFC的單端正激PWM控制芯片F(xiàn)AN4800A，可獲得較高的功率因數(shù)與較低的總諧波失真，在所述充電插座100連接電網(wǎng)時(shí)，所述輔助電源電路MlOl啟動(dòng)，輸出直流36V/2A、±12V/0.2A和5V/0.5A，其中36V電源供顯示控制模塊M106以及其它車載設(shè)備用，而±12V和5V用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路M102、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路M103和主控制器M104供電；
[0028]所述主控制器M104采用單片機(jī)為STM32F105R8T6，具有Cortex_M3內(nèi)核，內(nèi)部集成有多個(gè)Timer，16路ADC，2路DAC、2路CAN控制器和足夠的GPIO端口(通用IO端口)，還通過(guò)I2C總線連接EEPROM用于存儲(chǔ)用戶設(shè)置的充電數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)掉電保護(hù)，EEPROM選用AT24C16 ;當(dāng)主控制器M104獲得電源后，開(kāi)始工作，通過(guò)電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路M102獲取電網(wǎng)實(shí)時(shí)電壓值，用于自由充電(即充電插座100采用通用電源插座)時(shí)的充電控制；通過(guò)CAN總線從BMS中獲取電池容量、剩余電量、電池溫度等信息；通過(guò)CAN總線與顯示控制模塊M106連接實(shí)現(xiàn)通信，獲取在顯示控制模塊M106實(shí)現(xiàn)的人機(jī)界面中設(shè)定的充電方式和充電參數(shù)，根據(jù)獲取的所有信息控制系統(tǒng)的工作方式和工作參數(shù)。
[0029]所述主控制器M104與輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105組成監(jiān)督控制系統(tǒng)，主控制器M104為數(shù)字控制，輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105為模擬控制，主控制器M104設(shè)置輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105的控制方式為電壓控制或者電流控制，設(shè)定電壓和電流輸出的設(shè)定值，同時(shí)測(cè)量的可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105的輸出電壓和電流反饋給主控制器M104，并在顯示控制模塊M106實(shí)現(xiàn)的人機(jī)界面中顯示，具有控制靈活，響應(yīng)時(shí)間快的特點(diǎn)，共同完成電動(dòng)汽車的充電管理。
[0030]如圖1和圖2所示，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路M102包括微型電流型電壓互感器M201、差分放大電路M202、第一電阻R201以及第二電阻R202，所述微型電流型電壓互感器201采用TV0815-1，其輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端通過(guò)差分放大電路M202與主控制器M104連接；所述第一電阻R201為阻值165k Ω、功率0.5W的金屬膜電阻，其串聯(lián)在微型電流型電壓互感器M201與電網(wǎng)之間；所述第二電阻R202為阻值100Ω、功率0.25W的金屬膜電阻，其并聯(lián)在微型電流型電壓互感器M201與差分放大電路M202之間；所述差分放大電路M202把微型電流型電壓互感器M201的輸出電壓放大7.5倍，并平移1.5V后得到Vpg，該Vpg信號(hào)傳輸?shù)街骺刂破鱉104的ADC，主控制器M104對(duì)Vpg信號(hào)進(jìn)行一個(gè)周期(20毫秒)的連續(xù)采樣后，計(jì)算出電網(wǎng)電壓的有效值。
[0031]如圖1和圖3所示，所述控制引導(dǎo)檢測(cè)電路M103包括電壓跟隨器M301、光電耦合器M302、第三電阻R301、第四電阻R302、第五電阻R303、第六電阻R304、第七電阻R305、第八電阻R306、第一二極管D301和第二二極管D302，所述充電插座MlOO的CC端、第三電阻R301的一端、第四電阻R302的一端分別連接電壓跟隨器M301的輸入端，所述充電插座MlOO的PE端和第四電阻R302的另一端分別接地；在有控制引導(dǎo)信號(hào)時(shí)，所述充電插座MlOO的CP端輸出控制確認(rèn)信號(hào)，CC端輸出充電連接確認(rèn)信號(hào)，PE端為保護(hù)地；CC端的電壓值確定了插座的連接狀態(tài)；電壓跟隨器M301隔離了后續(xù)電路對(duì)CC端電壓測(cè)量的影響，其輸出經(jīng)過(guò)第五電阻R303和第六電阻R304分壓后得Ipe信號(hào)，連接主控制器M104的ADC，主控制器M104據(jù)此獲得插座的連接狀態(tài)和電纜額定電流；CP端的控制確認(rèn)信號(hào)經(jīng)過(guò)第一二極管D301、第七電阻R305驅(qū)動(dòng)光電耦合器M302內(nèi)部LED，通過(guò)光電耦合器M302采集CP端的PWM信號(hào)，所述第二二極管D302的正極連接光電耦合器M302的輸入端，負(fù)極接地，用于鉗位M302內(nèi)部LED反向工作時(shí)的電壓，起保護(hù)作用；第八電阻R306為光電耦合器M302輸出的上拉電阻，光電耦合器M302同時(shí)也起電平轉(zhuǎn)換的作用，PWM信號(hào)輸出給主控制器M104的定時(shí)器輸入引腳，主控制器M104通過(guò)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)測(cè)量PWM的占空比，從而獲得最大連續(xù)供電電流Ipc ;所述第一二極管D301和第二二極管D302采用1N4148，第三電阻R301的阻值為6k Ω，所述第四電阻R302的阻值為Ik Ω，所述第五電阻R303阻值分別為3k Ω，所述第六電阻R304的阻值為IkQ，所述第七電阻R305和第八電阻R306均為3k Ω的電阻。
[0032]如圖1和圖4所示，所述輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源M105包括開(kāi)關(guān)電源輔助電源M400、具有PFC控制的AC-DC變換電路M401，具有全橋逆變和同步整流的DC-AC-DC電路M402以及測(cè)量控制電路M403，所述AC-DC變換電路M401和測(cè)量控制電路M403分別與DC-AC-DC電路M402連接；所述開(kāi)關(guān)電源輔助電源采用反激開(kāi)關(guān)電源和LDO穩(wěn)壓器組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電源控制芯片為L(zhǎng)NK626，輸出相互隔離的15.2V、11.6V和3.3V的直流電源；直流15.2V電源用于給帶PFC的AC-DC變換電路M401供電，所述AC-DC變換電路M401輸出的直流母線電壓設(shè)為400V，采用UC3855B作為主控制芯片，具有PFC和軟開(kāi)關(guān)功能，提高了功率因素，減少了開(kāi)關(guān)損耗和電磁干擾；直流11.6V電源用于給具有全橋逆變和同步整流的DC-AC-DC電路M402供電，所述DC-AC-DC電路M402采用ISL6754作為主控制芯片，具有ZVS軟開(kāi)關(guān)的全橋逆變和同步整流功能，減少了開(kāi)關(guān)損耗、電磁干擾和輸出紋波；直流3.3V電源用于給測(cè)量控制電路M403供電，測(cè)量控制電路M403的電壓測(cè)量部分采用電阻分壓測(cè)量電壓，電流測(cè)量部分采用兩個(gè)2πιΩ的康銅電阻并聯(lián)測(cè)量電流，控制部分的電壓和電流的設(shè)定值由主控制器Μ104的DAC輸出，電壓和電流設(shè)定值和測(cè)量值通過(guò)模擬選擇器74HCT4052后通過(guò)差分放大器得到電壓或者電流誤差，該誤差用于ISL6754的輸出控制，主控制器Μ104根據(jù)BMS的電池充電過(guò)程信息，選擇電壓或者電流作為開(kāi)關(guān)電源的被控量。
[0033]如圖1和圖5所示，所述顯示控制模塊Μ106包括電源電路Μ500、CAN總線通信接口 501、MCU電路Μ502、按鍵電路Μ503以及顯示電路Μ504，所述電源電路Μ500采用DC/DC轉(zhuǎn)換電路和LDO穩(wěn)壓器，DC-DC轉(zhuǎn)換電路采用LT1766-5轉(zhuǎn)換芯片，將輔助電源電路MlOl輸出的36V直流電源轉(zhuǎn)換成5V直流電源，5V直流電源再經(jīng)過(guò)LDO穩(wěn)壓器變?yōu)?.3V直流電源給MCU電路Μ502供電；所述CAN總線通信接口 Μ501由CAN收發(fā)器TJA1040、光耦TLP113、隔離電源DCP020505P及外圍電路組成，實(shí)現(xiàn)與主控制器M104和BMS的CAN總線通信；所述MCU電路M502采用單片機(jī)STM32F103C6T6，內(nèi)含CAN控制器，所述按鍵電路M503包括5個(gè)薄膜按鍵，通過(guò)上拉電阻與MCU電路M502的5個(gè)GPIO端口連接，按下為低電平；所述MCU電路M502的15個(gè)GPIO端口通過(guò)顯示電路M504連接IXD顯示屏(即為人機(jī)界面使用的顯示屏)，所述顯示電路M504包括背光控制電路和并行顯示接口電路。
[0034]如圖6所示，為所述顯示控制模塊M106實(shí)現(xiàn)的人機(jī)界面，其安裝在電動(dòng)汽車的儀表盤處，上方為240 X 128點(diǎn)陣IXD顯示屏，下方為5個(gè)按鍵；IXD顯示屏采用LM240128R，內(nèi)含中文16點(diǎn)陣字庫(kù)；LCD的第I?2行顯示充電方式和充電參數(shù)設(shè)置，充電方式有基于容量的充電方式和基于時(shí)間的充電方式兩種選擇，相應(yīng)的可配置參數(shù)分別為0.1C?2.0C和
0.1h?20h, C表示電池容量，h為時(shí)間單位(小時(shí))；第3?4行顯示充電狀態(tài),包括是否連接電網(wǎng)、是否停止充電、是正在按容量方式充電還是按時(shí)間方式充電等。第5?8行顯示充電過(guò)程變量，包括充電樁充電/自由充電、電網(wǎng)電壓、充電電壓、充電電流、電池溫度、電池容量、預(yù)計(jì)結(jié)束充電時(shí)間/容量等；用戶可以通過(guò)按鍵來(lái)設(shè)置第I?2行的充電方式和充電參數(shù)，其余顯示內(nèi)容為通過(guò)CAN總線通信獲得的數(shù)據(jù)或者根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)計(jì)算出的數(shù)值；當(dāng)按下設(shè)置按鍵，則第I行的充電方式反顯示，這時(shí)可以按增加按鍵或者減少按鍵修改充電方式，然后按確認(rèn)按鍵完成設(shè)置，不按確認(rèn)按鍵則修改無(wú)效，再次按下設(shè)置按鍵時(shí)，則第2行的充電參數(shù)反顯示，通過(guò)同樣的方式修改參數(shù)并確認(rèn)后生效，修改后的參數(shù)保存在主控制器M104的EEPROM中，啟動(dòng)/暫停按鍵用于啟動(dòng)或暫停本系統(tǒng)的工作。
[0035]如圖1-圖7所示，本實(shí)施例的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下:
[0036]St印701、充電插座MlOO連接電網(wǎng)，主控制器M104上電后進(jìn)行初始化，包括定時(shí)器、ADC、DAC和CAN控制器等片上外設(shè)的初始化，從EEPROM中讀出工作參數(shù)；
[0037]Step702、主控制器M104通過(guò)控制引導(dǎo)檢測(cè)電路M103采集充電插座MlOO的連接狀態(tài)信息，若有控制引導(dǎo)信號(hào)，則充電插座MlOO采用充電樁插座連接，根據(jù)控制引導(dǎo)信號(hào)獲取插座容許的額定電流和容許的實(shí)時(shí)充電電流；若無(wú)控制引導(dǎo)信號(hào)，則充電插座MlOO采用通用電源插座連接，需要根據(jù)電網(wǎng)電壓判斷；
[0038]Step703、通過(guò)電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路M102采集電網(wǎng)電壓，判斷電網(wǎng)電壓狀態(tài)，包括是
否可充電等信息；
[0039]St印704、主控制器M104通過(guò)CAN總線獲取BMS的電池狀態(tài)信息，包括剩余容量、電池溫度、容許的充電電壓和充電電流等；
[0040]Step705、主控制器M104與人機(jī)界面通信，獲取充電方式和充電參數(shù)，并把采集的信息送至人機(jī)界面顯示；
[0041]Step706、根據(jù)從BMS獲得的電池狀態(tài)信息判斷是否充電結(jié)束，若已完成充電，則轉(zhuǎn)入St印707 ;若還需要繼續(xù)充電，則轉(zhuǎn)入St印708 ；
[0042]Step707、在人機(jī)界面上進(jìn)行充電完成指示，并停止充電，等待主控制器的命令；
[0043]St印708、主控制器M104根據(jù)電池狀態(tài)、人機(jī)界面設(shè)定的充電方式和充電參數(shù)、充電插座MlOO容許電流值和電網(wǎng)電壓值，同時(shí)根據(jù)表I所示的控制策略，計(jì)算充電電壓和充電電流；
[0044]Step709、主控制器M104控制可調(diào)輸出開(kāi)關(guān)電源M105的輸出，對(duì)電池充電；并返回步驟St印702循環(huán)。[0045]如表1所示，主控制器M104控制決策表的前3列為約束條件，包括電池約束條件、電網(wǎng)約束條件和用戶的需求約束條件，最后I列是根據(jù)這些約束條件得到的控制策略，包括是否進(jìn)行充電和需要充電的充電電壓或者充電電流；采用通用電源插座時(shí)，電網(wǎng)電壓范圍是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際電網(wǎng)波動(dòng)情況確定的，適合城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)。在充電過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)狀態(tài)，并及時(shí)修改充電功率，保證電網(wǎng)安全，當(dāng)充電功率增加時(shí)，是逐步慢慢增加的。
[0046]
【權(quán)利要求】
1.電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:包括充電插座、輔助電源電路、電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器、輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源以及用于實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的顯示控制模塊，所述充電插座為充電樁插座或通用電源插座；所述充電插座通過(guò)連接電網(wǎng)使輔助電源電路產(chǎn)生用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路、主控制器和顯示控制模塊供電的直流電源，所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路和輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源分別與主控制器連接，所述主控制器通過(guò)CAN總線與顯示控制模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路包括微型電流型電壓互感器、差分放大電路、第一電阻以及第二電阻，所述微型電流型電壓互感器的輸入端與電網(wǎng)連接，輸出端通過(guò)差分放大電路與主控制器連接；所述第一電阻串聯(lián)在微型電流型電壓互感器與電網(wǎng)之間，所述第二電阻并聯(lián)在微型電流型電壓互感器與差分放大電路之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述控制引導(dǎo)檢測(cè)電路包括電壓跟隨器、光電耦合器、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第一二極管和第二二極管，所述充電插座的CC端、第三電阻的一端、第四電阻的一端分別連接電壓跟隨器的輸入端，所述充電插座的PE端和第四電阻的另一端分別接地，所述電壓跟隨器的輸出端經(jīng)過(guò)第五電阻和第六電阻分壓后與主控制器連接，所述充電插座的CP端通過(guò)第一二極管和第七電阻與光電耦合器的輸入端連接，所述第二二極管的正極連接光電耦合器的輸入端，所述第二二極管的負(fù)極接地，所述第八電阻的一端連接光電耦合器的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出可調(diào)開(kāi)關(guān)電源包括開(kāi)關(guān)電源輔助電源、具有PFC控制的AC-DC變換電路、具有全橋逆變和同步整流的DC-AC-DC電路以及測(cè)量控制電路，所述開(kāi)關(guān)電源輔助電源采用反激開(kāi)關(guān)電源和LDO穩(wěn)壓器組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)連接充電插座輸出用于給AC-DC變換電路、DC-AC-DC電路以及測(cè)量控制電路供電的直流電源，所述AC-DC變換電路和測(cè)量控制電路分別與DC-AC-DC電路連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述測(cè)量控制電路依次通過(guò)模擬選擇器、差分放大器與DC-AC-DC電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示控制模塊包括CAN總線通信接口、MCU電路、按鍵電路、顯示電路以及用于給MCU電路供電的電源電路，所述MCU電路通過(guò)CAN總線通信接口與主控制器連接，所述按鍵電路和顯示電路分別與MCU電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述按鍵電路包括5個(gè)按鍵，所述5個(gè)按鍵分別通過(guò)上拉電阻與MCU電路的5個(gè)GPIO端口連接，所述顯示電路與MCU電路的15個(gè)GPIO端口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述CAN總線通信接口由CAN收發(fā)器、光耦、隔離電源及外圍電路組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車車載充電管理系統(tǒng)，其特征在于:所述充電插座通過(guò)連接電網(wǎng)輸出220V交流市電，所述輔助電源電路輸出±12V、5V和36V直流電源，其中± 12V和5V直流電源用于給電網(wǎng)電壓檢測(cè)電路、控制引導(dǎo)檢測(cè)電路和主控制器供電，36V直流電源用于給顯示控制模塊以及其它車載設(shè)備供電；所述開(kāi)關(guān)電源輔助電源輸出15.2V、`11.6V和3.3V的直流電源，其中15.2V直流電源用于給AC-DC變換電路供電，11.6V直流電源用于給DC-AC-D C電路供電，3.3V直流電源用于給測(cè)量控制電路供電。
【文檔編號(hào)】H02J7/10GK203522301SQ201320609070
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】李向陽(yáng) 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)