电动汽车充电系统及充电控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电动汽车领域，具体涉及电动汽车充电系统及充电控制方法。
【背景技术】
[0002] 在环境污染日益严重和燃料资源日益枯竭的情况下，电动汽车成为一个重点发展 方向。一般电动汽车均提供两种充电模式：快充模式和慢充模式（也被称为车载充电模 式）。在慢充模式下，布置在车内的车载充电器利用市电供电或者充电粧慢充接口供电，车 载充电器将交流电转化为电池包（也被称为动力电池组）所需的慢充电压；在快充模式下， 充电粧内部的快充电器输出直流电，直接向电池包充电。
[0003] 现有技术中的电动汽车充电系统如图1所示，电池包整车的接口主要包括供电 正、供电负、慢充电正、慢充电负、快充电正、快充电负，其中供电正、供电负主要为整车的用 电负载如电机控制器、空调等提供供电电源；慢充电正、慢充电负主要用于车载充电器与电 池包的高压接口，而快充电正、快充电负主要用于快速充电器与电池包的高压接口。当仅主 正继电器、主负继电器的常开触点闭合时，供电正、供电负两个接口分别与电池组的正极线 P、负极线N接通，电池包向外供电；当慢充电枪插入慢充电正、慢充电负接口时，车载充电 (慢充）继电器和主负继电器的常开触点闭合，电池包进入慢充状态；当快充电枪插入快充 电正、快充电负接口时，快速充电继电器和主负继电器的常开触点闭合，电池包进入快充状 O
[0004] 在现有技术方案中，首先并未考虑到快充电接口与慢充电接口同时接入到电池包 接口的状态，整个系统并无针对多种输入状态下的识别机制，快充电接口与慢充电接口同 时接入到整车后，并没有针对充电接口的连接状态检测。为防止快充接口与慢充接口同时 接入电池包，目前采取的应对措施是快充接口与慢充接口采用独立的两个接口，同时对快 充电枪和慢充电枪的长度、口径等形状进行区分，这会对使用者带来困扰并增加了汽车厂 商和充电粧生产商的生产成本、配件成本。其次，当连接接口慢充电正、慢充电负、快充电 正、快充电负连接不牢固时，在高压连接端子连接处将产生较大的阻抗，一旦有电流通过， 将会造成连接接口端子的烧蚀问题，也就是说，现有技术缺乏高压连接口与电池包的接口 部分的安全性冗余判断。再次，一般来说，汽车生产厂与充电粧生产厂并非同一厂商，因此 目前充电粧所提供的快充接口与电动车的电池包之间缺少标准的相互通讯校验环节，电池 包与车载充电器的接口、充电粧的快充接口之间存在匹配性不足，一旦充电粧存在故障则 会影响到整车的安全性。
[0005] 总而言之，现有技术对于电动车的充电系统匹配性及安全性考虑不足。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提高电动汽车的充电系统的安全性和快充、慢充之间的匹配性。
[0007] 为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：
[0008] 一种电动汽车充电系统，包括：电池包、主正继电器、主负继电器、整车控制器、快 充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、慢充辅助继电器和车载充电器，所述电池包的正 极与所述主正继电器的一对常开触点、所述慢充继电器的一对常开触点串联后分为两路， 一路经所述快充继电器的一对常开触点后接入第一电压监控模块，另一路接入所述车载充 电器的第二电压监控模块，所述电池包的负极与所述主负继电器的一对常开触点、所述慢 充辅助继电器的一对常开触点串联后分为两路，一路经所述快充辅助继电器的一对常开触 点后接入所述第一电压监控模块，另一路接入所述车载充电器的第二电压监控模块，所述 第一电压监控模块具有快充接口端，所述车载充电器具有慢充接口端，所述快充继电器、所 述快充辅助继电器、所述慢充继电器、所述慢充辅助继电器的线圈与所述车载充电器连接， 所述主正继电器、所述主负继电器的线圈与所述整车控制器连接。
[0009]优选地，所述整车控制器与所述车载充电器通信连接。
[0010] 优选地，所述车载充电器还具有与充电粧进行通信的端子。
[0011] 优选地，上述电动汽车充电系统还包括预充继电器和预充电阻，所述预充继电器 的一对常开触点与所述预充电阻串联后与所述主正继电器的所述一对常开触点形成并联， 所述预充继电器的线圈与所述整车控制器连接。
[0012] 优选地，所述第一电压监控模块、所述快充继电器、所述快充辅助继电器、所述慢 充继电器和所述慢充辅助继电器位于D⑶C总成内。
[0013]优选地，所述快充继电器与所述快充辅助继电器采用同一个继电器的不同组常开 触点且/或所述慢充继电器与所述慢充辅助继电器采用同一个继电器的不同组常开触点。
[0014] -种采用如上所述的电动汽车充电系统进行的充电控制方法，当仅所述第一电压 监控模块的快充接口端接收到快充电压输入时，所述车载充电器控制所述快充继电器、所 述快充辅助继电器、所述慢充继电器和所述慢充辅助继电器的常开触点闭合，所述整车控 制器控制所述主正继电器和所述主负继电器的常开触点闭合，从而进入快充状态；当所述 车载充电器的慢充接口端接收到慢充电压输入时，所述车载充电器控制所述慢充继电器、 所述慢充辅助继电器的常开触点闭合，同时保持所述快充继电器和所述快充辅助继电器的 常开触点打开，所述整车控制器控制所述主正继电器和所述主负继电器的常开触点闭合， 从而进入慢充状态。
[0015]优选地，当所述快充接口端或所述慢充接口端接收到电压输入时，所述整车控制 器首先控制预充继电器的常开触点闭合，所述整车控制器对车载充电条件进行自检，确定 车载充电条件允许后，所述整车控制器向所述车载充电器发送充电条件允许信号，所述整 车控制器再控制所述主正继电器和所述主负继电器的常开触点闭合，所述车载充电器控制 所述慢充继电器、所述慢充辅助继电器的常开触点闭合，或者同时控制所述快充继电器和 所述快充辅助继电器的常开触点的闭合。
[0016]优选地，所述充电条件包括以下条件中的一个或者多个：
[0017] 电池电量不为100%;
[0018]整车绝缘阻抗大于预定值；
[0019] 电池包内的电池温度不得过高或过低；
[0020] 电池单体电压不得过高或过低；
[0021] 车载充电器温度不得过高或过低。
[0022] 优选地，在进入快充状态前，所述车载充电器获得充电粧传递的快充条件允许信 号后，所述车载充电器再控制所述快充继电器、所述快充辅助继电器、所述慢充继电器和所 述慢充辅助继电器的常开触点闭合，所述快充条件包括以下条件中的一个或者多个：
[0023] 快充电枪的连接状态确认；
[0024] 充电粧的高低压绝缘阻抗大于预定值；
[0025] 快充电枪存在执行操作；
[0026] 快充电枪与所述车载充电器的通信状态确认；
[0027] 充电允许信号；
[0028] 接地；
[0029] 充电粧与电池包的温度允许。
[0030]本发明利用两个电压监控模块来监控快充电压和慢充电压，利用车载充电器来实 现快充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、慢充辅助继电器的线圈带电状态，由于快充 继电器的常开触点与慢充继电器的常开触点是串联的，快充辅助继电器的常开触点与慢充 辅助继电器的常开触点是串联的，因此利用车载充电器的控制，就能够实现仅慢充继电器、 慢充辅助继电器的常开触点的闭合，或者实现快充继电器、快充辅助继电器、慢充继电器、 慢充辅助继电器的常开触点的同时闭合，也就是说，该充电系统能够实现如下控制逻辑：只 要车载充电器接收到了慢充电压，则无论是否同时接入快充，车载充电器只允许进行慢充 充电，从而避免了快充、慢充同时接入带来的安全隐患，提高了安全性。
[0031]进一步地，整车控制器与车载充电器之间的通信端子能够实现整车控制器的自检 信息向车载充电器的发送，从而进行冗余校验，通过对主正继电器和主负继电器、快充继电 器和快充辅助继电器、慢充继电器和慢充辅助继电器的分别控制来提高安全裕度。
[0032]进一步地，利用车载充电器的与充电粧进行通信的端子，能够采集充电粧的工作 状态，当充电粧的充电条件允许时才控制相应继电器的常开触点的闭合，避免了充电粧本 身故障对汽车造成安全风险。
【附图说明】
[0033]接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：
[0034] 图1是现有技术的电动汽车充电系统的电路结构图；
[0035] 图2是本发明的实施例的电动汽车充电系统的电路结构图；
[0036] 图3是本发明的实施例的慢充时整车控制器与车载充电器之间的通信框图；
[0037] 图4是本发明的实施例的快充时快速充电枪与车载充电器和整车控制器之间的 通信框图。
【具体实施方式】
[0038]在本申请中，"常开触点"指的是在汽车未充电状态下继电器的一对处于断开状态 的触点，而非单独的不带电的继电器的一对触点的物理状态，例如对于主正继电器来说，能 够利用一个继电器的一对常开触点，在汽车未充电状态下继电器线圈不带电，也能够利用 该继电器的一对常闭触点，但在未充电状态下继电器线圈带电使常闭触点断开成为"常开 触点"，其它各继电器与此类似。
[0039] 参考图2,本发明中的电动汽车充电系统主要包括电池包、整车控制器、D⑶C总 成、车载充电器几个属于电动汽车的部件，同时充电粧作为与电动汽车实现电气、通信连接 的外部设施在图2中也被示出。
[0040] 电池包内部主要有电池单体、高压继电器、预充电阻、电池管理系统、高压互锁电 路和维修开关。其中高压继电器包括主正继电器、主负继电器、预充继电器，这三个继电器 的线圈均与整车控制器连接，因此这三个继电器触点的闭合与断开受到整车控制器的直接 控制。更具体地，主负继电器的线圈通过电池包的端子1与整车控制器的端子9连接、主正 继电器的线圈通过电池包的端子2与整车控制器的端子10连接、预充继电器的线圈通过电 池包的端子3与整车控制器的端子11连接。主正继电器、主负继电器盒预充继电器的线圈 共同通过电池包的端子6接地。电池管理系统通过温度传感器检测电池包内