一种支持国标和欧标双枪充电的直流充电系统的制作方法

1.本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种支持国标和欧标双枪充电的直流充电系统。


背景技术：

2.当前,珍惜地球上有限的石油资源,保护人类赖以生存的自然环境,减少温室气体排放量,遏制全球气候变暖己经成为各国面临的共同问题。以电动汽车为代表的新能源汽车具有零(低)污染物排放、低噪声、能源效率高、维修及运行成本低等特点,代表了世界汽车发展的方向,但需利用充电机对车载电源进行充电。
3.在新能汽车充电技术领域仍存在因充电电流小导致充电时间长的问题，该问题也是目前制约电动汽车行业进一步快速发展的关键所在。电动汽车使用大功率充电技术是充电行业未来发展的必然趋势，同时，中国新能源行业积极开拓国外新能源商用车市场，所设计的新能源商用车既需满足国际标准充电需求，又需要满足国内标准充电需求，因此需要针对新能源商用车设计新的充电系统以解决国标与欧标充电兼容的问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种支国标和欧标双枪充电的直流充电系统，实现了既适用于国标双枪充电，又适用于欧标双枪充电。
5.本发明一实施例提供一种支国标和欧标双枪充电的直流充电系统，包括动力电池、电池管理装置、国标充电回路和欧标充电回路；
6.所述动力电池与所述电池管理装置连接，同时连接在系统的主回路上；
7.所述国标充电回路包括第一国标充电回路和第二国标充电回路，所述第一国标充电回路和第二国标充电回路上分别对应设置有第一国标充电插座和第二国标充电插座；
8.所述欧标充电回路包括第一欧标充电回路和第二欧标充电回路，所述第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上分别对应设置有第一欧标充电插座和第二欧标充电插座；
9.所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路均连接所述电池管理装置，同时并联连接在所述主回路上。
10.进一步的，所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路均通过高压插件和低压插件，与所述电池管理装置连接。
11.进一步的，所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上均分别设置有正继电器和负继电器。
12.进一步的，所述主回路上设置有msd和电流传感器。
13.进一步的，所述动力电池为单路功率型动力电池或双路功率型动力电池，所述双路功率电池采用并联连接的方式连接在系统的主回路上。
14.进一步的，所述电池管理装置连接有液冷回路，所述液冷回路包括液冷装置、液冷高压正继电器和主负继电，所述液冷高压正继电器、液冷装置和主负继电依次串联连接；所
述液冷装置的高压接口连接所述电池管理装置，同时连接在所述主回路上；
15.所述电池管理装置内的bms控制所述液冷高压正继电器的开合，所述液冷装置控制所述主负继电器的开合。
16.进一步的，所述bms为所述液冷装置供电，并通过控制所述液冷装置的运行控制所述功率型动力电池处于合适的温度范围。
17.进一步的，在所述bms中预设所述功率型动力电池的soc值、温度和充放电电流三者之间的关系；
18.所述bms根据所述三者之间的关系、所述功率型动力电池当前的温度和所述功率型动力电池当前的soc值确定所述功率型动力电池当前的最大充电电流，选择所述功率型动力电池的最大充电电流和充电桩的最大充电电流之间较小的最大充电电流作为所述功率型动力电池的实际充电电流。
19.进一步的，所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座的低压通讯信号先发送至evcc，再由evcc转换成国标can信号后发送至所述bms；所述第一国标充电插座和第二国标充电插座的低压通讯信号直接发送至所述bms；
20.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别为国标充电连接时，按照国标充电流程进行充电；
21.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别为欧标充电连接时，由evcc将欧标充电桩的plc信号转换成国标can信号发送至所述bms后，按照国标充电流程进行充电。
22.进一步的，所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座采用直流正负高压接口、pp充电枪、pe接地方式和cp基于pwm频率的信号线；
23.所述第一国标充电插座和第二国标充电插座采用直流正负高压接口、cc1和cc2充电枪、pe接地方式和can信号线。
24.本发明的实施例，具有如下有益效果：
25.本发明提供了一种支国标和欧标双枪充电的直流充电系统，本系统通过设置第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路，并配置相应的动力电池和电池管理装置，使得本系统可以同时满足国标双充的充电标准和欧标充电的充电标准，进而可以实现同时应用于国标双枪充电和欧标双枪充电，扩大了新能源汽车的使用范围，大大提高了新能源汽车充电时的便利程度。
附图说明
26.图1是本发明一实施例提供的支国标和欧标双枪充电的直流充电系统的架构图；
具体实施方式
27.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本发明一实施例提供的一种支国标和欧标双枪充电的直流充电系统，包括动力电池、电池管理装置、国标充电回路和欧标充电回路；
29.所述动力电池通过电池管理装置连接在所述国标充电回路和欧标充电回路的主回路上；
30.优选地，所述电池管理装置为电池高压箱；
31.优选地，所述主回路上设置有msd和电流传感器。
32.作为其中一种实施例，所述动力电池为单路功率型动力电池或双路功率型动力电池，所述双路功率电池采用并联连接的方式通过所述电池管理装置连接在所述国标充电回路和欧标充电回路的主回路上。
33.所述国标充电回路包括第一国标充电回路和第二国标充电回路，所述第一国标充电回路和第二国标充电回路上分别对应设置有第一国标充电插座和第二国标充电插座；
34.所述欧标充电回路包括第一欧标充电回路和第二欧标充电回路，所述第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上分别对应设置有第一欧标充电插座和第二欧标充电插座；
35.所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路互相并联连接；
36.作为其中一种实施例，所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路均通过高压插件和低压插件，与所述电池管理装置连接；
37.第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路采用相同的高压线插件相同，可直接通过所述相同的高压线插件对接所述电池高压箱。第一欧标充电插座和第二欧标充电插座的低压通讯信号连接到evcc，evcc转换成国标直流充电信号，再连接到bms，国标直流充电插座的低压信号直接连接到bms，二者的对插件相同。
38.作为其中一种实施例，采用快插件的方式，并根据车型配置和成本需求，都配置第一国标充电插座、第二国标充电插座、第一欧标充电插座和第二欧标充电插座，或者只配置欧标充电插座，选装国标充电插座，当使用国标充电桩充电时，可直接将国标充电插座提供的高低压快插插件连接到所述电池高压箱，简单便利。
39.作为其中一种实施例，所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上均设置有正继电器和负继电器。
40.作为其中一种实施例，所述电池管理装置连接有液冷回路，所述液冷回路包括液冷装置、液冷高压正继电器和主负继电器，所述液冷装置的高压接口通过所述电池管理装置连接在所述主回路上；
41.所述电池管理装置内的bms通过控制所述液冷高压正继电器来控制所述液冷回路的通断，所述液冷装置通过控制所述主负继电器来控制所述液冷回路的通断；
42.所述bms为所述液冷装置供电，并通过控制所述液冷装置来保证所述功率型动力电池处于合适的温度范围。
43.作为其中一种实施例，在所述bms中预设所述功率型动力电池的soc值、温度和充放电电流三者之间的关系；
44.所述bms根据所述功率型动力电池当前的温度和soc值确定所述功率型动力电池当前的最大充电电流，再选择所述功率型动力电池的最大充电电流和充电桩的最大充电电流之间较小的最大充电电流作为所述功率型动力电池的实际充电电流。
45.作为其中一种实施例，所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座的低压通讯信号先连接到evcc，再由evcc转换成国标直流充电信号连接到所述bms；所述第一国标充电插
座和第二国标充电插座的低压通讯信号直接连接到所述bms；
46.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别是国标时，按照国标充电流程进行充电；
47.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别是欧标时，由evcc将欧标充电桩的plc信号转换成国标can信号发送至所述bms后，按照国标充电流程进行充电。
48.作为其中一种实施例，所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座采用欧标combo2交直流集成方式，即采用直流正负高压接口、pp插枪连接方式、pe接地方式和cp基于pwm频率的信号线；
49.所述第一国标充电插座和第二国标充电插座采用直流正负高压接口、cc1/cc2插枪连接方式、pe接地方式和can信号线，所述can信号线包括can高位信号线和can低位信号线。
50.作为其中一种实施例，所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路均通过高压插件和低压插件连接所述电池管理装置。
51.更为详细的例子如下：
52.如图1所示，包括动力电池、电池管理装置、第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路；
53.优选地，所述电池管理装置为电池高压箱；
54.所述动力电池为双路功率型动力电池，所述双路功率型电池与所述电池高压箱连接，同时连接在系统的主回路上，所述主回路上设置有msd和电流传感器；在所述主回路上设置所述msd(保险)为所述主回路提供过流熔断保护，所述电流传感器用于检测所述主回路上的电流信息；所述动力电池也可以是单路功率型动力电池，所述单路功率型动力电池的充电倍率大于等于1c；所述双路功率型动力电池的充电倍率大于等于2c。本发明实施例配置大容量电池或大功率电池，并配置与所述大容量电池或大功率电池相适应的硬件及软件，即满足大电流的硬件及软件。
55.所述电池高压箱连接有液冷回路，所述液冷回路包括液冷系统、液冷高压正继电器和主负继电，所述液冷高压正继电器、液冷系统和主负继电依次串联连接；所述液冷系统的高压接口连接所述电池管理装置，同时连接在所述主回路上；
56.所述电池高压箱内的bms控制所述液冷高压正继电器的开合以控制所述液冷回路的通断，所述液冷系统控制所述主负继电器的开合以控制所述液冷回路的通断，防止因单继电器无法断开导致所述动力电池充放电异常和温度过高的问题。
57.所述bms为所述液冷系统供电，并通过控制所述液冷系统供的运行控制所述功率型动力电池处于合适的温度范围；所述bms通过控制所述液冷系统进入高压模式、加热模式、冷却模式或自循环模式来保证所述动力电池处于合适的工作温度范围；所述bms为所述液冷系统提供电源，即所述bms唤醒后输出电源给所述液冷系统并唤醒所述液冷系统，所述bms休眠前停止输出电源至所述液冷系统。
58.所述bms根据所述动力电池的充电能力向充电桩请求充电电流，由所述充电桩控制电流的输出。
59.所述bms中预设有所述功率型动力电池的soc值、温度和充放电电流三者之间的关系；
60.所述bms根据所述功率型动力电池当前的温度、当前的soc值以及所述三者之间的关系确定所述功率型动力电池当前的最大充电电流，选择所述功率型动力电池的最大充电电流和充电桩的最大充电电流之间较小的最大充电电流作为所述功率型动力电池的实际充电电流。所述bms的充电电流请求通过国标can信号发送至国标充电桩或由所述evcc将所述国标can信号转换成plc信号后发送至欧标充电桩。所述bms向充电桩发送大功率充电请求，充电电流可达400a。
61.欧标充电采用网关转换，欧标充电桩通过plc通讯与网关(evcc)通讯，所述网关将通讯内容转换成can信号国标协议后发送给bms，以实现欧标充电通讯；若采用欧标充电桩，充电枪插座为欧标充电插座，通讯经evcc转换至所述bms。若采用国标充电桩充电，则无需通讯转换模块，直接对国标充电插座插枪充电，以实现自由配置兼容国标、欧标充电。
62.第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路均与所述电池高压箱连接，同时均并联连接在所述主回路上；所述第一国标充电回路和第二国标充电回路上分别对应设置有第一国标充电插座和第二国标充电插座，所述第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上分别对应设置有第一欧标充电插座和第二欧标充电插座；
63.所述第一国标充电回路、第二国标充电回路、第一欧标充电回路和第二欧标充电回路上均分别设置有直流充电正继电器和直流充电负继电器，以防止单继电器粘连回路无法断开，从而导致电池过充的问题。
64.所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座的低压通讯信号先发送至evcc，再由evcc转换成国标can信号后发送至所述bms；所述第一国标充电插座和第二国标充电插座的低压通讯信号直接发送至所述bms；
65.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别为国标充电连接时，按照国标充电流程进行充电；
66.当所述bms检测到当前充电插座的连接识别为欧标充电连接时，由evcc将欧标充电桩的plc信号转换成国标can信号发送至所述bms后，按照国标充电流程进行充电。
67.所述第一欧标充电插座和第二欧标充电插座采用欧标combo2交直流集成方式，所述欧标combo2交直流集成方式包括直流正负高压接口、pp充电枪、pe接地方式和cp基于pwm频率的信号线；
68.所述第一国标充电插座和第二国标充电插座采用直流正负高压接口、cc1和cc2充电枪、pe接地方式和can信号线，所述can信号线包括can高位信号线和can低位信号线。
69.大功率双枪直流充电是基于大容量或功率型电池基础上，通过设置两路充电回路，支持双充电枪连接充电，增大直流充电电流以缩短充电时间，并根据充电桩协议标准支持国标充电及欧标充电。
70.目前国标规定通用最大电压平台为750v，单充电枪充电电流最大为250a，导致单枪充电功率最大为187kw，对于乘用车及小电量电池车型已满足充电需求，但对于商用车、大巴车，配置电量较大，轻卡配置电量为80～100kw,中重卡电量为200～300kw，按照上述要求进行充电，轻卡约0.5h/中重卡约1～2h,充电速率的提升空间较大。大功率快充是行业发展的趋势，突破行业难点，缩短充电时间，解决客户快速充电的需求。为满足新能源产品远销海外，本发明实施例在配置国标充电功能的基础上，同时配置了欧标充电功能。本发明实施例具备以下优势：
71.(1)充电电流大幅度提升，充电电流最大达到400a，充电功率最大达300kw；
72.(2)有效缩短充电时间，中重卡充电时间可缩短至0.5～1h，有效缩短充电时间。
73.(3)满足欧标充电功能，适应海外市场需求，解决客户充电标注不匹配问题。
74.(4)单枪及双枪充电兼容，国标及欧标兼容，充电便利性及时效性有效提高。
75.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
76.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read
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only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。