用于控制车辆电池充电的方法和设备

文档序号:399406 发布日期:2021-12-17 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 用于控制车辆电池充电的方法和设备 (Method and apparatus for controlling charging of vehicle battery ) 是由 李祥圭 卞荣灿 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本发明涉及用于控制车辆电池充电的方法和设备。控制车辆电池充电的设备可以包括:车辆充电装置,其配置为生成比设置于车辆外部的电动车辆供电设备的充电电压更高的升压电压,并且对存储用于驱动车辆的电力的电池进行充电;以及车辆控制单元,其配置为在通过升压电压对电池充电时,确定传输利用电动车辆供电设备所执行的对电池进行充电的信息的电力线通信是否关闭,所述电动车辆供电设备设置于车辆外部并且向车辆充电装置提供充电电压。(The invention relates to a method and apparatus for controlling charging of a vehicle battery. The apparatus for controlling charging of a vehicle battery may include: a vehicle charging device configured to generate a boosted voltage higher than a charging voltage of an electric vehicle power supply apparatus provided outside a vehicle and charge a battery that stores electric power for driving the vehicle; and a vehicle control unit configured to determine whether power line communication that transmits information to charge the battery performed with an electric vehicle power supply apparatus that is provided outside the vehicle and that supplies a charging voltage to the vehicle charging device is turned off, when the battery is charged with the boosted voltage.)

用于控制车辆电池充电的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年6月17日提交的韩国专利申请NO.10-2020-0073734的优先权,该申请的全部内容通过引用结合于此用于所有目的。

技术领域

本发明涉及车辆,更具体地涉及用于控制车辆电池充电的方法和设备。

背景技术

电动车辆利用电池组作为动力源,并利用电机(所述电机为由电池组的电压驱动的电动机)来生成驱动力,并且在由电池供电的情况下电机作为电动机工作,在车辆制动时电机作为发电机工作,从而电机将制动期间生成的再生能量转换成电能,并将转换后的电能作为充电电压供应给电池组。

安装至电动车辆的电池组通常由串联连接的25个或更多个模块形成,并且在电池组的电量状态(State of charge,SOC)值不能确保在操作结束后或在操作期间稳定行驶到目的地的情况下,通过利用商用电源来对电池组充电。

环保型车辆,例如,电动车辆(Electric Vehicle,EV)或插电式混合动力电动车辆(Plug-In Hybrid Electric Vehicle,PHEV),利用充电站中提供的电动车辆供电设备(Electric Vehicle Supply Equipment,EVSE)来对电池充电。

公开于该发明

背景技术

部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般

背景技术

的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的相关技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种控制车辆电池充电的方法和设备,其配置为在利用比车辆外部的电动车辆供电设备(例如,快速充电器)的充电电压(例如,400V)更高的升压电压(例如,800V)对车辆电池进行充电的情况下,当车辆外部的电动车辆供电设备(EVSE)与车辆控制器之间的电力线通信(Power Line Communication,PLC)关闭时,防止连接至车辆外部的电动车辆供电设备(EVSE)的车辆充电装置的主继电器熔断和设置于充电装置的中性点的电容器中产生过电压。

本发明的各个方面致力于提供一种控制车辆电池充电的方法,所述方法包括:当利用比设置于车辆外部的电动车辆供电设备的充电电压更高的升压电压对存储用于驱动车辆的电力的电池进行充电时,由车辆控制单元检查在电动车辆供电设备与车辆控制单元之间传输用于对电池充电的信息的电力线通信是否关闭,所述电动车辆供电设备设置于车辆外部,并且向生成升压电压的车辆充电装置提供充电电压;当电力线通信关闭时,由车辆控制单元通过利用提供升压电压的车辆充电装置来降低从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压;由车辆控制单元确定车辆充电装置的输入端电压是否达到设置于车辆外部的电动车辆供电设备不工作的电压;在确定出车辆充电装置的输入端电压达到电动车辆供电设备不工作的电压后,由车辆控制单元基于从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出到车辆充电装置的充电电流来确定设置于车辆外部的电动车辆供电设备是否关闭;当设置于车辆外部的电动车辆供电设备关闭时,由车辆控制单元关断车辆充电装置的主继电器,并停止对电池的充电。

所述车辆控制单元可以通过利用逆变器和车辆充电装置的驱动电机来降低从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压,所述逆变器连接至主继电器和驱动电机并控制驱动电机。

所述车辆控制单元可以通过利用逆变器和车辆充电装置的驱动电机,将从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压降低到0,所述逆变器连接至主继电器和驱动电机并控制驱动电机。

设置于车辆外部的电动车辆供电设备可以包括快速充电器。

当从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出到车辆充电装置的充电电流为0时,车辆控制单元可以确定出设置于车辆外部的电动车辆供电设备关闭。

本发明的各个方面致力于提供一种控制车辆电池充电的设备,其包括:车辆充电装置,其配置为生成比设置于车辆外部的电动车辆供电设备的充电电压更高的升压电压,并且对存储用于驱动车辆的电力的电池进行充电;以及车辆控制单元,其配置为当利用升压电压对电池进行充电时,确定传输利用电动车辆供电设备执行的对电池充电的信息的电力线通信是否关闭,所述电动车辆供电设备设置于车辆外部,并且向车辆充电装置提供充电电压,其中,当电力线通信关闭时,车辆控制单元配置为通过利用提供升压电压的车辆充电装置来降低从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压,车辆控制单元确定车辆充电装置的输入端电压是否达到设置于车辆外部的电动车辆供电设备不工作的电压,在车辆充电装置的输入端电压达到设置于车辆外部的电动车辆供电设备不工作的电压后,车辆控制单元基于从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出到车辆充电装置的充电电流来确定设置于车辆外部的电动车辆供电设备是否关闭,当设置于车辆外部的电动车辆电设备关闭时,车辆控制单元关断充电装置的主继电器并停止对电池的充电。

所述车辆控制单元可以通过利用逆变器和车辆充电装置的驱动电机来降低从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压,所述逆变器连接至主继电器和驱动电机并控制驱动电机。

所述车辆控制单元可以通过利用逆变器和车辆充电装置的驱动电机来将从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出的车辆充电装置的输入端电压降低到0,所述逆变器连接至主继电器和驱动电机并控制驱动电机。

设置于车辆外部的电动车辆供电设备可以包括快速充电器。

当从设置于车辆外部的电动车辆供电设备输出到车辆充电装置的充电电流为0时,车辆控制单元可以确定出设置于车辆外部的电动车辆供电设备关闭。

根据本发明的示例性实施方案的控制车辆电池充电的方法和设备可以在利用比车辆外部的电动车辆供电设备的充电电压更高的升压电压对车辆电池进行充电的情况下,当车辆外部的电动车辆供电设备与车辆控制单元之间的电力线通信(PLC)关闭时,防止连接至车辆外部的电动车辆供电设备的车辆充电装置的主继电器熔断和安装于充电装置的中性点的电容器中产生过电压。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述,这些附图和实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1是用于描述根据本发明的各种示例性实施方案的控制车辆电池充电的方法的流程图。

图2是用于描述在应用了图1中示出的控制车辆电池充电的方法的控制车辆电池充电的设备的示意图。

可以理解的是,应当理解的是,附图并非按比例地绘制,而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如,具体尺寸、方向、位置和外形)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中,贯穿附图的多幅图形,附图标记指代本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的各个实施方案,这些实施方案的示例示出在附图中并描述如下。尽管将结合本发明的示例性实施方案对本发明进行描述,但是应当理解,本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面,本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案,还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其它实施方案。

为了充分理解本发明以及通过实施本发明实现的目的,可以参考示出了本发明的示例性实施方案的附图和附图中描述的内容。

下面将通过参考附图描述本发明的示例性实施方案来详细描述本发明。在以下对本发明的示例性实施方案的描述中,当判断出详细描述可能会使本发明的主题不清楚时,将省略本文中并入的已知配置或功能的详细描述。在整个说明书中,每个附图中呈现的相同的附图标记表示相同的元件。

本发明的示例性实施方案中使用的术语仅用于描述具体实施方案,并非旨在限制本发明。除非在上下文中有相反的具体描述,否则单数表述包括复数表述。在示例性实施方案中,可以理解的是,术语“包括”和“具有”旨在表示存在说明书或其组合中描述的特征、数字、步骤、操作、组成元件和组件,并不排除预先存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组成元件和组件或其组合的可能性。

贯穿随后的说明书和权利要求,当描述了一个元件“联接至”另一个元件时,该元件可以是“直接地联接至”另一个元件,或者经由第三元件“电联接”或“机械联接”至另一个元件。

本文使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的含义相同的含义,除非它们被不同地限定。在通用词典中定义的术语应被解释为它们具有与相关领域的上下文中的含义相匹配的含义,除非在本说明书中有明确的定义,否则不得被解释为理想化或过于正式的含义。

根据相关技术的电动车辆的高压电池由设置于车辆外部的快速电动车辆供电设备(EVSE)充电。目前使用的快速EVSE的电压范围为400V。为了将来以800V的电压对车辆的电池进行充电,需要配置为将400V的电压升压到800V的装置,该装置可以是利用电机和逆变器的多重充电系统。包括多重充电系统的车辆电池可以由输出400V的EVSE和输出800V的EVSE进行充电。

EVSE与电动车辆通过利用电力线通信(Power Line Communication,PLC)交换信息。交换的信息包括车辆充电的开始和结束以及充电电流/电压。

在快速充电期间,当在EVSE与电动车辆之间没有建立PLC时,EVSE没有从电动车辆接收到的信号,使得从EVSE输出的电流量逐渐减少。因此,电动车辆开始停止充电准备。当通信切断时,电动车辆测量EVSE的充电电流,并且当充电电流小于或等于5A时,电动车辆将用于保护高压电池的主继电器关断。然而,当充电电流大于5A时,电动车辆从测量时间点开始5秒之后立即关断继电器。因此,在充电电流流动的状态下会出现车辆的继电器关断的情况。当在充电电流流动的状态下车辆的继电器关断时,继电器会产生熔断故障。此外,在充电期间,当通过继电器关断而切断电气路径时,从EVSE输出的电流进入设置于车辆充电装置的中性点的电容器(中性点电容器),从而产生过电压。

图1是用于描述根据本发明的各种示例性实施方案的控制车辆电池充电的方法的流程图。图2是用于描述在应用了图1中示出的控制车辆电池充电的方法的控制车辆电池充电的设备的示意图。

参考图1和图2,在检查操作100,车辆控制单元(Vehicle Control Unit,VCU)或车辆控制器220可以在利用比设置于车辆(例如,电动车辆)外部的EVSE的充电电压(例如,400V)更高的升压电压(例如,800V)对存储用于驱动车辆的电力的电池232进行充电时,向生成升压电压的车辆充电装置提供充电电压,并检查(确定)在设置于车辆外部的EVSE 250与VCU 220之间传输用于对电池充电的信息的PLC是否关闭。

例如,用于对电池充电的信息可以包括充电开始信息、充电结束信息、充电电流或充电电压。例如,PLC关闭(不执行PLC)的情况可以包括:VCU 220没有接收到电力线信号的情况、没有接收到电力线信号的时间等于或长于预定时间段的情况、或者接收到的电力线信号的强度小于或等于预定强度的情况。

当电力线通信关闭时,EVSE 250可以降低通过EVSE 250的输出端252输出到车辆充电装置的充电电流。如同执行快速充电的快速充电器一样,EVSE 250可以执行用于对电池232充电的电流控制。

如图2所示,车辆可以包括:车辆控制模块(VCM)200、车辆控制器(VCU)220、电池管理系统(BMS)230以及电机控制单元(或电机控制器)240,车辆控制模块(VCM)200包括利用EVSE 250执行PLC的充电控制模块(CCM)210;电池管理系统(BMS)230包括存储用于驱动车辆的电力的电池(例如,高压电池)232并且管理电池;电机控制单元(或电机控制器)240包括驱动车辆的驱动电机244和控制该驱动电机。

车辆充电装置包括BMS 230和MCU 240,并且可以是用于利用升压电压或充电电压对电池232充电的多重充电器。车辆充电装置的操作实施方案包括在韩国专利申请公开No.10-2019-0040120(美国专利公开出版物No.US 2019/0109462)中。

BMS 230可以包括:电池232、主继电器、第一继电器(800V继电器)、第二继电器((-)端子继电器)和第三继电器(例如,400V),主继电器用于保护电池232;第一继电器(800V继电器)用于利用升压电压(例如,800V)对电池充电;第二继电器((-)端子继电器)设置于车辆充电装置的接地线;第三继电器(400V)用于利用充电电压(例如,400V)对电池充电。在本发明的另一个示例性实施方案中,BMS 230可以省略(排除)电池232。

MCU 240可以包括:逆变器242、驱动电机244、连接在逆变器242的输入端之间的电容器以及设置于驱动电机的中性点的电容器(中性端电容器)。逆变器242可以包括开关,例如绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)。在本发明的另一示例性实施方案中,MCU 240可以省略(排除)驱动电机244。

VCU 220可以通过控制器局域网络(Controller Area Network,CAN)通信连接至VCM 200、BMS 230和MCU 240。VCU 220可以包括VCM 200、BMS 230和MCU 240。

VCU 220可以作为电子控制单元(ECU)控制车辆的总体操作。例如,VCU 220可以是由程序(控制逻辑)进行操作的一个或多个微处理器或包括微处理器的硬件(例如,微型计算机),并且该程序可以包括用于执行根据本发明的各种示例性实施方案的控制车辆电池充电的方法的一系列指令。所述指令可以存储在车辆或VCU 220的存储器中。

控制车辆电池充电的设备可以包括VCU 220和车辆充电装置。

根据图1中示出的操作120,当PLC关闭时,VCU 220可以通过利用提供升压电压的车辆充电装置来降低从设置于车辆外部的EVSE250输出的车辆充电装置的输入端电压。例如,VCU 220可以通过利用提供升压电压的车辆充电装置的驱动电机244和控制驱动电机的逆变器242(或驱动电机和连接至驱动电机的逆变器),将从设置于车辆外部的EVSE 250输出的车辆充电装置的输入端电压线性地降低到0V。

根据操作130,VCU 220可以确定车辆充电装置的输入端电压是否达到设置于车辆外部的EVSE 250不工作的电压(EVSE的工作下限电压)。当车辆充电装置的输入端电压降低时,通过设置于车辆外部的EVSE 250的输出端252的输出电压也会降低。

根据操作140,在车辆充电装置的输入端电压达到EVSE 250不工作的电压之后,VCU 220可以基于从设置于车辆外部的EVSE 250输出到车辆充电装置的充电电流来确定设置于车辆外部的EVSE 250是否关闭。例如,当从设置于车辆外部的EVSE 250输出到车辆充电装置的充电电流为0A时,VCU 220可以确定出设置于车辆外部的EVSE 250关闭。

根据操作150,当设置于车辆外部的EVSE 250关闭时,VCU 220可以通过关断车辆充电装置的主继电器来停止(中断)对电池232的充电。因此,可以防止连接至车辆外部的EVSE的车辆充电装置的主继电器熔断和设置于充电装置的中性点的电容器中产生过电压。

在本发明的另一个示例性实施方案中,当主继电器关断时,800V继电器和(-)端子继电器也可以关断。

在本发明的示例性实施方案中使用的构成元件、“~单元”、块或模块可以由软件或硬件来实现,并且也可以通过软件和硬件的组合来实现,所述软件例如任务、类、子例程、进程、对象、执行线程、以及在存储器的预定区域中执行的程序,所述硬件例如现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或专用集成电路(Application-SpecificIntegrated Circuit,ASIC)。构成元件、“~单元”等还可以包括在计算机可读存储介质中,并且其一部分可以分布在多个计算机中。

另外,控制装置涉及的术语例如“控制器”、“控制单元”、“控制装置”或“控制模块”等指的是包括存储器和处理器的硬件装置,所述处理器配置为执行解释为算法结构的一个或多个步骤。存储器存储算法步骤,并且处理器执行算法步骤以进行根据本发明的各种示例性实施方案的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施方案的控制器可以通过非易失性存储器和处理器来实现,所述非易失性存储器配置为存储用于控制车辆的各种组件的操作的算法或关于用于执行算法的软件命令的数据,所述处理器配置为利用存储在存储器中的数据执行上述操作。存储器和处理器可以是单独的芯片。或者,存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或多个处理器。

控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器,该预定程序可以包括用于执行包括在本发明的前述各种示例性实施方案中的方法的一系列命令。

前述发明也可以实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储随后可由计算机系统读取的数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括:硬盘驱动器(HDD)、固态盘(SSD)、硅盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等,并且实现为载波(例如,通过互联网传输)。

在本发明的各种示例性实施方案中,上述每个操作可以由控制器来执行,并且控制器可以由多个控制器或集成的单个控制器来配置。

为了方便解释和准确限定所附权利要求,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”和“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解的是,术语“连接”或其派生词指代直接连接和间接连接。

前面对本发明具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。它们并非旨在详尽的或将本发明限制在所公开的精确实施方案中,并且显然,根据上述教示可以进行一些修改和变化。选择示例性实施方案并进行描述以解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种替选形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求及其等同形式所限定。

11页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:一种充电用的液冷端子散热结构

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!

技术分类