一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法与流程

本发明涉及一种车载充电设备的上电设计，属于新能源领域，尤其涉及一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法。

背景技术：

随着国家对空气质量的要求越来越高，对汽车行业也是一个不小的挑战，所以新能源汽车的发展非常有必要，现在新能源汽车的市场越来越大，发展潜力巨大。电动汽车依靠电力为能源来驱动车辆，能降低汽油的使用，是汽车行业发展的趋势。车载充电系统可通过家用交流电转换成高压直流电为动力电池供电，灵活解决了电动汽车充电问题，因此，车载充电系统是目前电动汽车领域的研究重点。

车载充电系统的主要执行单元是车载充电机（obc），车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池进行安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统（bms）与整车控制器（vcm）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。但现有技术中在进行高压上电时，操作步骤的可执行性不强，非但不利于提高上电效率，甚至会引发事故。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，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一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的上电步骤的可执行性不强、上电效率较低的缺陷与问题，提供一种上电步骤的可执行性较强、上电效率较高的电动汽车车载充电系统的高压上电方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法，包括cp唤醒的高压上电策略、can唤醒的高压上电策略中的任意一种或两种均有；

所述cp唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc检测到唤醒信号之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文唤醒vcm；

若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈，从而闭合一号开关，再由obc输出电压和电流；

所述车载充电系统包括动力电池、交流充电设备、obc、vcm与bms，所述obc上的bat+、bat-接口之间连接有低压电源，所述交流充电设备上的cc接口、cp接口分别与vcm、二极管的一端相连接，vcm的另一端与obc上的can_h、can_l接口均连接，同时，can_h、can_l接口与bms均连接，所述二极管的另一端与obc上的cp接口、一号电阻、二号电阻的一端相连接，二号电阻的另一端与bat-接口相连接，一号电阻的另一端与继电器内的一号开关的一端相连接，一号开关的另一端与bat-接口相连接，继电器内的一号线圈的两端分别与req开关、接地端相连接。

在cp唤醒的高压上电策略中，在汇报idle状态与检测第一类条件是否都成立之间，obc检查cp信号，若cp电压不为0，obc_cpstatus设为connected，否则设为disconnect；

若cp为connected，则检测cp是否异常，检测到cp的duty或者pwm频率不在允许值范围内，并持续50ms，则obc_cpstatus汇报cpabnormal。

所述duty的允许值范围为8%—90%，所述pwm频率的允许值范围为950—1050hz。

所述第一类条件包括：

cp信号的duty的范围为8%—90%；

obc没有检测到自身的故障；

通过接收到vcm发送的报文，包括vcm_ccstatus、vcm_cablecapacity，获取cc为连接状态，且线缆容量为16a或a；

接受的bms发送的报文bms_chargerworkingenable为notenable，并且bms_chargingstop为normal；

接受的vcm发送的报文vcm_chargingstoprequest不为chargingstop。

所述第二类条件包括：

bms_chargerworkingenable=enable；

bms_chargecurrentrequest=valid；

bms_chargevoltagerequest=valid；

bms_cvendcurrent=valid；

实际输出电压小于bms请求输出的电压；

vcm_chargingstoprequest=none；

obc没有检测到自身的故障。

所述can唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc接收到vcm发出的can报文之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文给bms；

若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈，从而闭合一号开关，再由obc输出电压和电流。

在can唤醒的高压上电策略中，在汇报idle状态与检测第一类条件是否都成立之间，obc检查cp信号，若cp电压不为0，obc_cpstatus设为connected，否则设为disconnect；

若cp为connected，则检测cp是否异常，检测到cp的duty或者pwm频率不在允许值范围内，并持续50ms，则obc_cpstatus汇报cpabnormal。

在cp唤醒的高压上电策略、can唤醒的高压上电策略中，当通过obc_status报文汇报ready状态之后，若检测到触发条件，obc则先跳转到idle状态，再继续检测cp，当检测到第一类条件都成立之后，通过obc_status报文汇报ready状态。

所述触发条件包括以下任意一种：

cp信号的duty的范围不在8%—90%内；

cp信号的pwm频率范围不在950—1050hz内；

cc不处于连接状态。

在检测触发条件、检测第二类条件之间，需要检测自身故障，若检测未通过，存在故障，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法中，包括cp唤醒的高压上电策略、can唤醒的高压上电策略中的任意一种或两种均有，以适应不同的应用需求，其中，cp是硬线，can是通讯协议，此外，无论是cp唤醒的高压上电策略，还是can唤醒的高压上电策略，都包括唤醒步骤、上电自检步骤、报文汇报idle状态步骤、报文汇报ready状态步骤、报文汇报working状态步骤、req控制步骤，不仅每个步骤都具备清晰的执行内容，而且步骤之间的衔接性较强，利于应用，提高上电效果，避免事故的发生。因此，本发明不仅上电步骤的可执行性较强，而且上电效率较高。

2、本发明一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法中，在报文汇报ready状态步骤、报文汇报working状态步骤之前，分别需要检测第一类条件、第二类条件是否都立，而第一类条件、第二类条件各自都包括多条判断内容，依据该设计，不仅能明确执行内容，可执行性较强，更关键的是能够确保上电的成功率，避免事故。因此，本发明不仅可执行性较强，而且上电效果较好。

3、本发明一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法中，在通过obc_status报文汇报ready状态之后，若检测到触发条件，obc则会跳转到idle状态，再次检测cp，重复之前的检测内容，并当检测到第一类条件都成立之后，通过obc_status报文汇报ready状态，该设计使得本方法在整体上具备反馈控制功能，进一步降低事故的发生，确保上电的成功率。因此，本发明具备反馈控制功能，上电效果较好。

附图说明

图1是本发明中cp唤醒的高压上电策略的操作流程图。

图2是本发明中can唤醒的高压上电策略的操作流程图。

图3是本发明中第一类条件的放大示意图。

图4是本发明中第二类条件的放大示意图。

图5是本发明中车载充电系统的连接示意图。

图中：一号电阻1、二号电阻2、继电器3、一号开关31、一号线圈32、低压电源4、二极管5。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1—图5，一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法，包括cp唤醒的高压上电策略、can唤醒的高压上电策略中的任意一种或两种均有；

所述cp唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc检测到唤醒信号之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文唤醒vcm；

若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文向vcm、bms汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈32，从而闭合一号开关31，再由obc输出电压和电流；

所述车载充电系统包括动力电池、交流充电设备、obc、vcm与bms，所述obc上的bat+、bat-接口之间连接有低压电源4，所述交流充电设备上的cc接口、cp接口分别与vcm、二极管5的一端相连接，vcm的另一端与obc上的can_h、can_l接口均连接，同时，can_h、can_l接口与bms均连接，所述二极管5的另一端与obc上的cp接口、一号电阻1、二号电阻2的一端相连接，二号电阻2的另一端与bat-接口相连接，一号电阻1的另一端与继电器3内的一号开关31的一端相连接，一号开关31的另一端与bat-接口相连接，继电器3内的一号线圈32的两端分别与req开关、接地端相连接。

在cp唤醒的高压上电策略中，在汇报idle状态与检测第一类条件是否都成立之间，obc检查cp信号，若cp电压不为0，obc_cpstatus设为connected，否则设为disconnect；

若cp为connected，则检测cp是否异常，检测到cp的duty或者pwm频率不在允许值范围内，并持续50ms，则obc_cpstatus汇报cpabnormal。

所述duty的允许值范围为8%—90%，所述pwm频率的允许值范围为950—1050hz。

所述第一类条件包括：

cp信号的duty的范围为8%—90%；

obc没有检测到自身的故障；

通过接收到vcm发送的报文，包括vcm_ccstatus、vcm_cablecapacity，获取cc为连接状态，且线缆容量为16a或32a；

接受的bms发送的报文bms_chargerworkingenable为notenable，并且bms_chargingstop为normal；

接受的vcm发送的报文vcm_chargingstoprequest不为chargingstop。

所述第二类条件包括：

bms_chargerworkingenable=enable；

bms_chargecurrentrequest=valid；

bms_chargevoltagerequest=valid；

bms_cvendcurrent=valid；

实际输出电压小于bms请求输出的电压；

vcm_chargingstoprequest=none；

obc没有检测到自身的故障。

所述can唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc接收到vcm发出的can报文之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文给bms；

若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈32，从而闭合一号开关31，再由obc输出电压和电流。

在can唤醒的高压上电策略中，在汇报idle状态与检测第一类条件是否都成立之间，obc检查cp信号，若cp电压不为0，obc_cpstatus设为connected，否则设为disconnect；

若cp为connected，则检测cp是否异常，检测到cp的duty或者pwm频率不在允许值范围内，并持续50ms，则obc_cpstatus汇报cpabnormal。

在cp唤醒的高压上电策略、can唤醒的高压上电策略中，当通过obc_status报文汇报ready状态之后，若检测到触发条件，obc则先跳转到idle状态，再继续检测cp，当检测到第一类条件都成立之后，通过obc_status报文汇报ready状态。

所述触发条件包括以下任意一种：

cp信号的duty的范围不在8%—90%内；

cp信号的pwm频率范围不在950—1050hz内；

cc不处于连接状态。

在检测触发条件、检测第二类条件之间，需要检测自身故障，若检测未通过，存在故障，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理。

本发明的原理说明如下：

本发明中的cc表示连接确认，cp表示功率确认。

参见图5，本发明中的动力电池的正、负极与obc上的hv+、hv-接口对应连接，交流充电设备上的l、n、pe接口与obc上的ac_l、ac_n、gnd接口一一对应连接。

实施例1：

参见图1、图3、图4与图5，一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法，包括cp唤醒的高压上电策略，所述cp唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc检测到唤醒信号之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文唤醒vcm；若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈32，从而闭合一号开关31，再由obc输出电压和电流；所述车载充电系统包括动力电池、交流充电设备、obc、vcm与bms，所述obc上的bat+、bat-接口之间连接有低压电源4，所述交流充电设备上的cc接口、cp接口分别与vcm、二极管5的一端相连接，vcm的另一端与obc上的can_h、can_l接口均连接，同时，can_h、can_l接口与bms均连接，所述二极管5的另一端与obc上的cp接口、一号电阻1、二号电阻2的一端相连接，二号电阻2的另一端与bat-接口相连接，一号电阻1的另一端与继电器3内的一号开关31的一端相连接，一号开关31的另一端与bat-接口相连接，继电器3内的一号线圈32的两端分别与req开关、接地端相连接。其中：

第一类条件包括：cp信号的duty的范围为8%—90%；obc没有检测到自身的故障；通过接收到vcm发送的报文，包括vcm_ccstatus、vcm_cablecapacity，获取cc为连接状态，且线缆容量为16a或32a；接受的bms发送的报文bms_chargerworkingenable为notenable，并且bms_chargingstop为normal；接受的vcm发送的报文vcm_chargingstoprequest不为chargingstop。

第二类条件包括：

bms_chargerworkingenable=enable；

bms_chargecurrentrequest=valid；

bms_chargevoltagerequest=valid；

bms_cvendcurrent=valid；

实际输出电压小于bms请求输出的电压；

vcm_chargingstoprequest=none；

obc没有检测到自身的故障。

实施例2：

参见图1—图5，一种电动汽车车载充电系统的高压上电方法，包括can唤醒的高压上电策略，所述can唤醒的高压上电策略是指：处于休眠状态中的obc接收到vcm发出的can报文之后，先被唤醒，再进入上电自检，并在自检后发送网络管理报文给bms；若上电自检未通过，则obc通过obc_status报文汇报fault状态，存储故障码，进入故障处理，若上电自检通过，则obc先通过obc_status报文汇报idle状态，再检测第一类条件是否都成立，若第一类条件都成立，则通过obc_status报文汇报ready状态，然后检测第二类条件是否都成立，若第二类条件都成立，则通过obc_status报文汇报working状态，在进入working状态后，先使req开关状态为on以控制一号线圈32，从而闭合一号开关31，再由obc输出电压和电流；所述车载充电系统包括动力电池、交流充电设备、obc、vcm与bms，所述obc上的bat+、bat-接口之间连接有低压电源4，所述交流充电设备上的cc接口、cp接口分别与vcm、二极管5的一端相连接，vcm的另一端与obc上的can_h、can_l接口均连接，同时，can_h、can_l接口与bms均连接，所述二极管5的另一端与obc上的cp接口、一号电阻1、二号电阻2的一端相连接，二号电阻2的另一端与bat-接口相连接，一号电阻1的另一端与继电器3内的一号开关31的一端相连接，一号开关31的另一端与bat-接口相连接，继电器3内的一号线圈32的两端分别与req开关、接地端相连接。其中：

第一类条件包括：cp信号的duty的范围为8%—90%；obc没有检测到自身的故障；通过接收到vcm发送的报文，包括vcm_ccstatus、vcm_cablecapacity，获取cc为连接状态，且线缆容量为16a或32a；接受的bms发送的报文bms_chargerworkingenable为notenable，并且bms_chargingstop为normal；接受的vcm发送的报文vcm_chargingstoprequest不为chargingstop。

第二类条件包括：

bms_chargerworkingenable=enable；

bms_chargecurrentrequest=valid；

bms_chargevoltagerequest=valid；

bms_cvendcurrent=valid；

实际输出电压小于bms请求输出的电压；

vcm_chargingstoprequest=none；

obc没有检测到自身的故障。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。