一种纯电动汽车的充电管理方法及系统

技术领域

本发明属于电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种纯电动汽车的充电管理方法及系统。

背景技术

纯电动汽车充电过程中控制器唤醒和休眠机制影响着充电效率、充电安全。充电过程中唤醒机制包括：需要唤醒的部件、唤醒方式等。其中，唤醒方式主要包括硬线唤醒和CAN唤醒两种方式。

因纯电动汽车的充电方式包括快充和慢充，现有技术中在对纯电动汽车进行充电管理时，一种是对于慢充和快充过程采用不同的唤醒方式，车载充电机(OBC，On-boardCharger)和电池管理系统(BMS，Battery Management System)需设计两路控制硬件接口资源分别对应快充和慢充，导致硬件接口资源占用过多；另一种是对于慢充和快充均采用硬线唤醒的方式，但是全部采用硬线唤醒时，占用的硬件接口资源更多，因此导致整体的充电管理成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种纯电动汽车的充电管理方法及系统，用于解决现有技术中对纯电动汽车进行充电时，唤醒机制导致占用的硬件接口资源较多，导致充电管理的成本增加的技术问题。

本发明提供一种纯电动汽车的充电管理方法，所述方法包括：

当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，利用车载充电机接收由充电桩发送的第一唤醒指令；所述充电桩包括：慢充桩或快充桩；

当所述车载充电机处于唤醒状态时，利用所述车载充电机向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送所述第二唤醒指令；所述第一唤醒指令和所述第二唤醒指令通过硬线传输；

当所述整车控制单元处于唤醒状态时，利用所述整车控制单元向网关发送第三唤醒指令；

当所述网关处于唤醒状态时，利用所述网关向仪表发送第四唤醒指令；所述第三唤醒指令和所述第四唤醒指令通过CAN总线传输；

当所述整车控制单元接收到由所述车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得所述车辆进入充电模式。

可选的，所述方法还包括：

当利用整车控制单元检测到所述车辆满足停止充电的条件时，判断所述车辆的电池包温度是否处于预设的温度范围内；

若确定所述电池包温度处于所述预设的温度范围内，则利用所述整车控制单元发送用于控制高压回路断开的指令；

当确定所述高压回路处于断开状态时，利用所述整车控制单元发送休眠指令。

可选的，所述方法还包括：

当车载充电机确定所述高压回路处于断开状态、且检测到所述车辆满足停止充电的条件并接收到所述休眠指令时，则进入休眠状态；其中，当所述车载充电机进入休眠状态时，停止发送所述第二唤醒指令；

当所述整车控制单元检测到确定所述高压回路处于断开状态且确定所述第二唤醒指令丢失，则进入休眠状态。

可选的，所述方法还包括：

当所述电机控制单元检测到所述第二唤醒指令丢失且接收到所述休眠指令时，则进入休眠状态。

可选的，所述方法还包括：

当所述电池管理系统检测到所述车辆满足停止充电的条件、确定所述高压回路处于断开状态、接收到所述休眠指令且检测到所述车辆满足停止充电的条件时，进入休眠状态。

可选的，所述车载充电机从处于唤醒状态至发送所述第二唤醒指令的时长小于预设的第一时长；所述车载充电机从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第二时长；

所述电机控制单元从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第三时长；

所述电池管理系统从接收到所述第二唤醒指令发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第四时长；

所述整车控制单元从接收到所述第二唤醒指令至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第五时长。

可选的，当充电桩为慢充桩时，所述方法还包括：

当确定所述电池包温度超出所述预设的温度范围时，利用所述整车控制单元发送高压上电断开指令，并向车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统发送延迟休眠指令；基于所述电池包的当前温度确定冷却功率；

利用所述电池管理系统将所述冷却功率转换为充电功率；

基于所述充电功率，利用所述车载充电机向所述充电桩发送充电请求，以能使得所述充电桩对冷却系统提供电能；

基于所述冷却系统对所述电池包进行降温。

可选的，当充电桩为快充桩时，所述方法还包括：

当确定所述电池包温度超出所述预设的温度范围时，利用所述整车控制单元发送高压上电断开指令，并向车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统发送延迟休眠指令；基于所述电池包的当前温度确定冷却功率；

利用所述电池管理系统将所述冷却功率转换为充电功率，基于所述充电功率对冷却系统提供电能；

基于所述冷却系统对所述电池包进行降温。

本发明还提供一种纯电动汽车的充电管理系统，所述系统包括：车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元；其中，

所述车载充电机，用于当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，接收由充电桩发送的第一唤醒指令；所述充电桩包括：慢充桩或快充桩；当处于唤醒状态时，向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送所述第二唤醒指令；所述第一唤醒指令和所述第二唤醒指令通过硬线传输；

所述整车控制单元，用于处于唤醒状态时，向网关发送第三唤醒指令；

所述网关，用于处于唤醒状态时，向仪表发送第四唤醒指令；所述第三唤醒指令和所述第四唤醒指令通过CAN总线传输；

所述整车控制单元，还用于当接收到由所述车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得所述车辆进入充电模式。

可选的，所述整车控制单元还用于：

当利检测到所述车辆满足停止充电的条件时，判断所述车辆的电池包温度是否处于预设的温度范围内；

若确定所述电池包温度处于所述预设的温度范围内，则发送用于控制高压回路断开的指令；

当确定所述高压回路处于断开状态时，发送休眠指令。

本发明提供了一种纯电动汽车的充电管理方法及系统，方法包括：当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，利用车载充电机接收由充电桩发送的第一唤醒指令；所述充电桩包括：慢充桩或快充桩；当所述车载充电机处于唤醒状态时，利用所述车载充电机向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送所述第二唤醒指令；所述第一唤醒指令和所述第二唤醒指令通过硬线传输；当所述整车控制单元处于唤醒状态时，利用所述整车控制单元向网关发送第三唤醒指令；当所述网关处于唤醒状态时，利用所述网关向仪表发送第四唤醒指令；所述第三唤醒指令和所述第四唤醒指令通过CAN总线传输；当所述整车控制单元接收到由所述车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得所述车辆进入充电模式。如此，无论是慢充还是快充，均可利用同一种唤醒机制对车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元进行唤醒，进而对车辆进行充电，从而节约硬件接口资源；并且本发明利用硬线和CAN总线配合传输对应的唤醒指令，进一步降低硬件接口资源的占用，进而降低充电管理成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的纯电动汽车的充电管理方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的充电过程中各控制器的唤醒时序图；

图3为本发明实施例提供的纯电动汽车的充电管理系统结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中对纯电动汽车进行充电时，唤醒机制导致占用的硬件接口资源较多，导致充电管理的成本增加的技术问题，本发明提供了一种纯电动汽车的充电管理方法及系统。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种纯电动汽车的充电管理方法，如图1所示，方法包括：

S110，当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，利用车载充电机接收由充电桩发送的第一唤醒指令；所述充电桩包括：慢充桩或快充桩；

这里，纯电动汽车的充电方式包括慢充和快充，本实施例为了降低硬件资源接口占用，慢充和快充的唤醒机制可以使用同样的唤醒机制。

具体的，当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，利用车载充电机OBC接收由充电桩发送的第一唤醒指令；充电桩包括：慢充桩或快充桩。其中，第一唤醒指令通过硬线传输的。

S111，当所述车载充电机处于唤醒状态时，利用所述车载充电机向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送所述第二唤醒指令；所述第一唤醒指令和所述第二唤醒指令通过硬线传输；

当车载充电机处于唤醒状态时(被唤醒后)，利用车载充电机同时向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送第二唤醒指令；第二唤醒指令也是通过硬线传输的。

这样，参与高压连接的主要控制器(车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元)采用硬线发送唤醒指令，可以减少各个控制器的唤醒时间，提高充电效率。

S112，当所述整车控制单元处于唤醒状态时，利用所述整车控制单元向网关发送第三唤醒指令；

当整车控制单元处于唤醒状态时，利用所述整车控制单元向网关发送第三唤醒指令；第三唤醒指令通过CAN总线传输的。

S113，当所述网关处于唤醒状态时，利用所述网关向仪表发送第四唤醒指令；所述第三唤醒指令和所述第四唤醒指令通过CAN总线传输；

当网关处于唤醒状态时，利用网关向仪表发送第四唤醒指令；第四唤醒指令通过CAN总线传输的。这样，网关和仪表等非关键部件采用CAN总线唤醒，可以减少硬件接口资源的占用。

S114，当所述整车控制单元接收到由所述车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得所述车辆进入充电模式。

车载充电机、电池管理系统、整车控制单元、电机控制单元均被唤醒后，车载充电机、电池管理系统、整车控制单元、电机控制单元进入自检状态，以判断自身是否允许上高压，若允许(整车控制单元也允许)，则车载充电机、电池管理系统、电机控制单元分别向整车控制单元发送高压上电允许指令；当整车控制单元接收到由车载充电机、电机控制单元及电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，闭合高压回路，使得所述车辆进入充电模式。

作为一种可选的实施例，为了避免由于时序混乱导致充电失败或者充电延迟等故障，提高充电效率，参考图2，本实施还设置了车载充电机、电机控制单元、电池管理系统及整车控制单元的唤醒时序，具体的：

从插枪开始，车载充电机被唤醒后，车载充电机从处于唤醒状态至发送第二唤醒指令(唤醒输出)的时长小于预设的第一时长t1；车载充电机从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第二时长t2；其中，t1＜100ms，t2＜300ms。

电机控制单元从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第三时长t3，t3＜210ms；

电池管理系统从接收到第二唤醒指令发送对应的高压上电允许指令的时长小于预设的第四时长t4，t4＜600ms；

所述整车控制单元从接收到所述第二唤醒指令至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第五时长t5，t5＜1000ms。

作为一种可选的实施例，方法还包括：

当利用整车控制单元检测到车辆满足停止充电的条件时，判断车辆的电池包温度是否处于预设的温度范围内；其中，停止充电的条件可以包括：充电枪拔枪或者车载充电机、电池管理系统、整车控制单元、电机控制单元出现故障等；预设的温度范围可以为0～45度，优选地为30度；

若确定电池包温度处于预设的温度范围内，则利用整车控制单元发送用于控制高压回路断开的指令，以断开高压回路；

当确定高压回路处于断开状态时，利用整车控制单元发送休眠指令。

当车载充电机确定高压回路处于断开状态、且检测到车辆满足停止充电的条件并接收到休眠指令时，进入休眠状态；其中，当车载充电机进入休眠状态时，停止发送第二唤醒指令；

当整车控制单元检测到确定高压回路处于断开状态且确定第二唤醒指令丢失，则进入休眠状态。

当电机控制单元检测到所述第二唤醒指令丢失且接收到所述休眠指令时，则进入休眠状态。

当电池管理系统检测到车辆满足停止充电的条件、确定高压回路处于断开状态、接收到休眠指令且检测到车辆满足停止充电的条件时，进入休眠状态。

作为一种可选的实施例，当充电桩为慢充桩时，方法还包括：

当确定电池包温度超出预设的温度范围时，利用整车控制单元发送高压上电断开指令，并向车载充电机、电机控制单元及电池管理系统发送延迟休眠指令；基于电池包的当前温度确定冷却功率；

利用所述电池管理系统将冷却功率转换为充电功率，基于充电功率向充电桩发送充电请求，以能使得充电桩对冷却系统提供电能；

基于冷却系统对电池包进行降温；

温度达到预设的温度范围时，进入休眠流程。

具体的，整车控制单元基于电池包的当前温度确定冷却功率，并将冷却功率发送至电池管理系统，电池管理系统将冷却功率转换为充电功率，将充电功率发送至车载充电机，车载充电机基于充电功率向充电桩发送充电请求，以能使得充电桩对冷却系统提供电能。这样，降温所用的电能由充电桩提供，并不消耗电池包内的电能。

作为一种可选的实施例，当充电桩为快充桩时，方法还包括：

当确定电池包温度超出所述预设的温度范围时，利用整车控制单元发送高压上电断开指令，并向车载充电机、电机控制单元及电池管理系统发送延迟休眠指令；基于电池包的当前温度确定冷却功率；

利用电池管理系统将所述冷却功率转换为充电功率，电池管理系统基于充电功率对冷却系统提供电能；

基于冷却系统对电池包进行降温；

温度达到预设的温度范围时，进入休眠流程。

这里，冷却系统包括：泵、风扇、电动压缩机等，如果检测到电池包温度过高，整车控制单元会控制水泵和风扇的转速，增加散热量；或者控制压缩机工作，增加制冷量，以对电池包进行降温。

本发明中无论是慢充还是快充，均可利用同一种唤醒机制对车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元进行唤醒，进而对车辆进行充电，简化了唤醒架构，从而节约硬件接口资源和车身空间；并且本发明利用硬线和CAN总线配合传输对应的唤醒指令，进一步降低硬件接口资源的占用，进而降低充电管理成本。并且休眠策略除了检测对应的唤醒指令是否丢失还加入了判断高压回路是否断开、充电是否停止等条件，避免了一些非预期停止充电现象的发生，提升了充电效率。

基于同样的发明构思，本发明还提供一种纯电动汽车的充电管理系统，详见实施例二。

实施例二

本实施例提供一种纯电动汽车的充电管理系统，如图3所示，系统包括：车载充电机1、电池管理系统2、整车控制单元3及电机控制单元4；

车载充电机1，用于当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，接收由充电桩发送的第一唤醒指令；充电桩包括：慢充桩5或快充桩6；当处于唤醒状态时，向电池管理系统2、整车控制单元3及电机控制单元4发送第二唤醒指令；第一唤醒指令和第二唤醒指令通过硬线传输；

整车控制单元3，用于处于唤醒状态时，向网关7发送第三唤醒指令；

网关7，用于处于唤醒状态时，向仪表8发送第四唤醒指令；第三唤醒指令和第四唤醒指令通过CAN总线传输；

整车控制单元3，还用于当接收到由车载充电机1、所述电机控制单元4及所述电池管理系统2分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得车辆进入充电模式。

具体的，纯电动汽车的充电方式包括慢充和快充，本实施例为了降低硬件资源接口占用，慢充和快充的唤醒机制可以使用同样的唤醒机制。

具体的，当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，车载充电机1接收由充电桩发送的第一唤醒指令；其中，第一唤醒指令通过硬线传输的。

当车载充电机处于唤醒状态时(被唤醒后)，车载充电机同时向电池管理系统2、整车控制单元3及电机控制单元4发送第二唤醒指令；第二唤醒指令也是通过硬线传输的。

这样，参与高压连接的主要控制器(车载充电机1、电池管理系统2、整车控制单元3及电机控制单元4)采用硬线发送唤醒指令，可以减少各个控制器的唤醒时间，提高充电效率。

当整车控制单元3处于唤醒状态时，用于向网关7发送第三唤醒指令；第三唤醒指令通过CAN总线传输的。

当网关7处于唤醒状态时，利用网关7向仪表8发送第四唤醒指令；第四唤醒指令通过CAN总线传输的。这样，网关7和仪表8等非关键部件采用CAN总线唤醒，可以减少硬件接口资源的占用。

车载充电机1、电池管理系统2、整车控制单元3、电机控制单元4均被唤醒后，车载充电机1、电池管理系统2、整车控制单元3、电机控制单元4进入自检状态，以判断自身是否允许上高压，若允许(整车控制单元3也允许)，则车载充电机1、电池管理系统2、电机控制单元4分别向整车控制单元3发送高压上电允许指令；当整车控制单元3接收到由车载充电机1、电机控制单元4及电池管理系统2分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，闭合高压回路，使得所述车辆进入充电模式。

作为一种可选的实施例，为了避免由于时序混乱导致充电失败或者充电延迟等故障，提高充电效率，参考图2，本实施还设置了车载充电机1、电机控制单元4、电池管理系统2及整车控制单元3的唤醒时序，具体的：

从插枪开始，车载充电机被唤醒后，车载充电机从处于唤醒状态至发送第二唤醒指令的时长小于预设的第一时长t1；车载充电机从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第二时长t2；其中，t1＜100ms，t2＜300ms。

电机控制单元从处于唤醒状态至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第三时长t3，t3＜210ms；

电池管理系统从接收到第二唤醒指令发送对应的高压上电允许指令的时长小于预设的第四时长t4，t4＜600ms；

所述整车控制单元从接收到所述第二唤醒指令至发送对应的所述高压上电允许指令的时长小于预设的第五时长t5，t5＜1000ms。

作为一种可选的实施例，当整车控制单元3检测到车辆满足停止充电的条件时，还用于：判断车辆的电池包温度是否处于预设的温度范围内；其中，停止充电的条件可以包括：充电枪拔枪或者车载充电机1、电池管理系统2、整车控制单元3、电机控制单元4出现故障等；预设的温度范围可以为0～45度，优选地为30度；

若确定电池包温度处于预设的温度范围内，整车控制单元3发送用于控制高压回路断开的指令，以断开高压回路；

当确定高压回路处于断开状态时，整车控制单元3发送休眠指令。

当车载充电机1确定高压回路处于断开状态、且检测到车辆满足停止充电的条件并接收到休眠指令时，进入休眠状态；其中，当车载充电机1进入休眠状态时，停止发送第二唤醒指令；

当整车控制单元3检测到确定高压回路处于断开状态且确定第二唤醒指令丢失，则进入休眠状态。

当电机控制单元4检测到所述第二唤醒指令丢失且接收到所述休眠指令时，则进入休眠状态。

当电池管理系统2检测到车辆满足停止充电的条件、确定高压回路处于断开状态、接收到休眠指令且检测到车辆满足停止充电的条件时，进入休眠状态。

当确定电池包温度超出预设的温度范围时，整车控制单元3还用于：发送高压上电断开指令，并向车载充电机1、电机控制单元4及电池管理系统2发送延迟休眠指令；基于电池包的当前温度确定冷却功率；

电池管理系统2将冷却功率转换为充电功率，基于充电功率向充电桩发送充电请求，以能使得充电桩对冷却系统提供电能；

基于冷却系统对电池包进行降温；

温度达到预设的温度范围时，进入休眠流程。

具体的，整车控制单元3基于电池包的当前温度确定冷却功率，并将冷却功率发送至电池管理系统2，电池管理系统2将冷却功率转换为充电功率，将充电功率发送至车载充电机1，车载充电机1基于充电功率向充电桩发送充电请求，以能使得充电桩对冷却系统提供电能。这样，降温所用的电能由充电桩提供，并不消耗电池包内的电能。

作为一种可选的实施例，当充电桩为快充桩时，整车控制单元3还用于：

当确定电池包温度超出所述预设的温度范围时，发送高压上电断开指令，并向车载充电机1、电机控制单元4及电池管理系统2发送延迟休眠指令；基于电池包的当前温度确定冷却功率；

电池管理系统2将冷却功率转换为充电功率，电池管理系统2基于充电功率对冷却系统提供电能；

基于冷却系统对电池包进行降温；

温度达到预设的温度范围时，进入休眠流程。

这里，冷却系统包括：泵、风扇、电动压缩机等，如果检测到电池包温度过高，整车控制单元会控制水泵和风扇的转速，增加散热量；或者控制压缩机工作，增加制冷量，以对电池包进行降温。

本发明中无论是慢充还是快充，均可利用同一种唤醒机制对车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元进行唤醒，进而对车辆进行充电，简化了唤醒架构，从而节约硬件接口资源和车身空间；并且本发明利用硬线和CAN总线配合传输对应的唤醒指令，进一步降低硬件接口资源的占用，进而降低充电管理成本。并且休眠策略除了检测对应的唤醒指令是否丢失还加入了判断高压回路是否断开、充电是否停止等条件，避免了一些非预期停止充电现象的发生，提升了充电效率。

本发明提供的一种纯电动汽车的充电管理方法及系统能带来的有益效果至少是：

本发明提供了一种纯电动汽车的充电管理方法及系统，方法包括：当检测到充电枪插入车辆的充电口中时，利用车载充电机接收由充电桩发送的第一唤醒指令；所述充电桩包括：慢充桩或快充桩；当所述车载充电机处于唤醒状态时，利用所述车载充电机向电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元发送所述第二唤醒指令；所述第一唤醒指令和所述第二唤醒指令通过硬线传输；当所述整车控制单元处于唤醒状态时，利用所述整车控制单元向网关发送第三唤醒指令；当所述网关处于唤醒状态时，利用所述网关向仪表发送第四唤醒指令；所述第三唤醒指令和所述第四唤醒指令通过CAN总线传输；当所述整车控制单元接收到由所述车载充电机、所述电机控制单元及所述电池管理系统分别发送的高压上电允许指令时，则发送高压上电指令，使得所述车辆进入充电模式。如此，无论是慢充还是快充，均可利用同一种唤醒机制对车载充电机、电池管理系统、整车控制单元及电机控制单元进行唤醒，进而对车辆进行充电，从而节约硬件接口资源；并且本发明利用硬线和CAN总线配合传输对应的唤醒指令，进一步降低硬件接口资源的占用，进而降低充电管理成本；并且休眠策略除了检测对应的唤醒指令是否丢失还加入了判断高压回路是否断开、充电是否停止等条件，避免了一些非预期停止充电现象的发生，提升了充电效率。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。