一种车载充电机用的通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车载充电机用的通信系统。它包括如下步骤：（1）自定义报文转化：将电池的电压电流需求转化为符合国准的CAN总线报文；（2）与充电桩、充电DC/DC功率转换单元、电池充电交互：在充电过程中通过报文交互与国标充电流程协调同步；（3）充电交互过程中的异常处理：执行报文超时、导引连接断开、充电桩故障、OBC故障这四类异常触发后的保护动作；（4）充电桩需求响应的判断：实时更新与充电桩的报文信息，并判断充电桩的响应执行情况。本发明专利技术的有益效果是：通过报文的优化能够加快与国标充电流程的协调同步，而随着国标充电流程协调同步能够提高功率转化效率以及电池预充效率，能够及时处理异常问题并更为安全可靠的保证充电效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种车载充电机用的通信系统


[0001]本专利技术涉及车载充电机相关
，尤其是指一种车载充电机用的通信系统。

技术介绍

[0002]车载充电机（On
‑
board charger；OBC）是指固定安装在电动汽车上的充电机，它具有为动力电池安全快速便捷充满电的能力，它根据电池管理系统BMS提供的数据，动态调节充电电流与电压参数，执行相应的充电动作，完成充电过程。标准的OBC是将来自电网的单相220V或三相380V交流电转换为动力电池所需要的直流电。随着直流充电桩的广泛应用，在某些采用低压电池组的车型上的OBC可以直接将直流充电桩的直流电压转换为动力电池所需要的直流电。现有车载OBC中的通信单元主要用于：实时获得车载电池所需的电压和电流信息，并向充电桩下发所需的电压指令，但是在该通信过程中需要对报文进行转化，实现与国标充电流程协调同步，而报文转化的效率往往能够大大的影响整个通信单元的通信效率，如何提高通信效率是一个重要的研究课题，而且对于充电异常处理往往也可以通过报文来处理，这也是一个课题的研究方向。现有的公开技术中往往存在报文处理效率低下以及报文异常处理不及时的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种优化报文转化且能够及时处理异常问题的车载充电机用的通信系统。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种车载充电机用的通信系统，具体包括如下步骤：（1）自定义报文转化：将电池的电压电流需求转化为符合国准的CAN总线报文；（2）与充电桩、充电DC/DC功率转换单元、电池充电交互：在充电过程中通过报文交互与国标充电流程协调同步；（3）充电交互过程中的异常处理：执行报文超时、导引连接断开、充电桩故障、OBC故障这四类异常触发后的保护动作；（4）充电桩需求响应的判断：实时更新与充电桩的报文信息，并判断充电桩的响应执行情况。
[0005]OBC由充电DC/DC功率变换单元、控制系统和通信单元组成，控制系统通过通信单元，实时获得车载电池所需的电压和电流信息，然后计算工作在最佳工作点时的输入电压，之后通过通信单元向充电桩下发所需的电压指令，充电桩根据指令及时调整输出，保证OBC输入电压满足要求。OBC的通信单元通过串口（RS485或CAN）交互，报文中包含车载电池的需求电压电流信息；通过报文的优化能够加快与国标充电流程的协调同步，而随着国标充电流程协调同步能够提高功率转化效率以及电池预充效率，而对于电池和控制系统的异常检测动作，能够及时处理异常问题；充电桩的响应设计能够更为安全可靠的保证充电效率。
[0006]作为优选，在步骤（1）中，具体包括如下几个方面：
（11）针对需求电压、电流：由自定义报文转化后通过CAN总线传输需求电压U
b
、电流需求I
b
、运行状态信息数据到控制系统，控制系统计算转换前的电压电流值后，经过通信单元的解析和重新打包之后按照国标要求重新组帧；（12）针对电池的单体温度T、单体电压V、容量C：由自定义报文转化后经过通信单元的解析和重新打包之后按照国标要求重新组帧。
[0007]作为优选，在（11）中，自定义报文中的需求电压U
b
和需求电流I
b
经过控制系统计算确定最佳工作点电压U
Q
，并得到对应点的电流I
Q = U
b
I
b
/U
Q
，而实际电压U
Q
和实际电流I
Q
转化为充电DC/DC功率转换单元采样的输入电压、电流值。
[0008]作为优选，所述的自定义报文包括标识符、点对点标记位、目标地址、发送方地址和连续报文标记，其中标识符包括需求电压电流、实际电压电流、当前SOC及SOH、告警状态位、单节电池电压、单节电池温度。
[0009]作为优选，在步骤（2）中，具体充电流程如下：（21）待机阶段：充电桩启动充电，闭合K3K4以提供12V电源使得控制系统唤醒充电DC/DC功率转换单元，充电桩发送握手报文给充电DC/DC功率转换单元，充电DC/DC功率转换单元应答握手报文，同时电池与充电DC/DC功率转换单元待机交互；（22）预充电阶段：充电DC/DC功率转换单元启动升压电路以满足充电桩的预充判定条件，同时发送车辆充电准备就绪报文，充电桩输出预充电压并发送充电桩预充就绪报文，闭合K1K2后停止升压电路；（23）充电阶段：充电DC/DC功率转换单元实时传输电池的电压电流需求并实时发送电池需求报文以及电池信息报文，充电桩进入充电状态并发送充电输出信息报文，充电DC/DC功率转换单元接入充电回路，电池启动充电功能并发送BMS需求给充电DC/DC功率转换单元，通信单元对充电桩、电池、充电DC/DC功率转换单元的异常做判断，符合条件则触发停止充电流程；（24）结束充电：充电桩停止充电，断开K1K2，电池充电停止信息发送给充电DC/DC功率转换单元，充电DC/DC功率转换单元将电池停止报文发送给充电桩，充电桩发送充电桩统计报文给充电DC/DC功率转换单元，充电DC/DC功率转换单元将充电过程中的电池统计信息发送给充电桩，充电桩断开K3K4停止输出12V电源。
[0010]作为优选，在步骤（21）中，充电桩闭合了K1K2，同时对充电桩绝缘进行检测，传输电池的容量信息并发送辨识报文，充电桩应答辨识报文，电池传输充电DC/DC功率转换单元转化前的目标充电信息并发送电池参数配置报文，同时判断充电桩的输出能力是否满足电池需求，充电桩应答充电桩输出能力报文并进行时钟同步。
[0011]作为优选，在步骤（3）中，具体的异常处理如下：（31）待机阶段：异常包括与充电桩交互报文超时、充电桩输出范围不匹配、12V辅助电源断开、CC2导引断开故障，进行停止充电、关闭充电DC/DC功率转换单元处理，并上传充电、统计信息以及异常故障码；（32）预充电阶段：异常包括充电DC/DC功率转换单元升压失败、充电桩预充调压失败、12V辅助电源断开、CC2导引断开故障，进行停止充电、关闭充电DC/DC功率转换单元处理，并上传充电、统计信息以及异常故障码；（33）充电阶段：异常包括与充电桩交互报文超时、充电桩报文中电压与OBC检测电
压相差超过12V、充电桩报文中电流与OBC检测电流相差超过2A、充电DC/DC功率转换单元故障、OBC检测到过温过压过流、12V辅助电源断开、CC2导引断开故障，进行停止充电、关闭充电DC/DC功率转换单元处理，并上传充电、统计信息以及异常故障码。
[0012]作为优选，针对报文超时的具体操作如下：当充电处于某个阶段时，在该阶段周期发送报文，其中每发送一次报文则报文计数器加一，报文计数器判断是否超过设定的门限阈值，如果是则报文超时标记置位，否则继续进行报文计数器判断；如果在该阶段收到充电桩报文，则报文计数器直接清零。
[0013]作为优选，在步骤（4）中，充电桩的具体响应执行流程如下：（41）在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载充电机用的通信系统，其特征是，具体包括如下步骤：（1）自定义报文转化：将电池的电压电流需求转化为符合国准的CAN总线报文；（2）与充电桩、充电DC/DC功率转换单元、电池充电交互：在充电过程中通过报文交互与国标充电流程协调同步；（3）充电交互过程中的异常处理：执行报文超时、导引连接断开、充电桩故障、OBC故障这四类异常触发后的保护动作；（4）充电桩需求响应的判断：实时更新与充电桩的报文信息，并判断充电桩的响应执行情况。2.根据权利要求1所述的一种车载充电机用的通信系统，其特征是，在步骤（1）中，具体包括如下几个方面：（11）针对需求电压、电流：由自定义报文转化后通过CAN总线传输需求电压U
b
、电流需求I
b
、运行状态信息数据到控制系统，控制系统计算转换前的电压电流值后，经过通信单元的解析和重新打包之后按照国标要求重新组帧；（12）针对电池的单体温度T、单体电压V、容量C：由自定义报文转化后经过通信单元的解析和重新打包之后按照国标要求重新组帧。3.根据权利要求2所述的一种车载充电机用的通信系统，其特征是，在（11）中，自定义报文中的需求电压U
b
和需求电流I
b
经过控制系统计算确定最佳工作点电压U
Q
，并得到对应点的电流I
Q = U
b
I
b
/U
Q
，而实际电压U
Q
和实际电流I
Q
转化为充电DC/DC功率转换单元采样的输入电压、电流值。4.根据权利要求2或3所述的一种车载充电机用的通信系统，其特征是，所述的自定义报文包括标识符、点对点标记位、目标地址、发送方地址和连续报文标记，其中标识符包括需求电压电流、实际电压电流、当前SOC及SOH、告警状态位、单节电池电压、单节电池温度。5.根据权利要求1所述的一种车载充电机用的通信系统，其特征是，在步骤（2）中，具体充电流程如下：（21）待机阶段：充电桩启动充电，闭合K3K4以提供12V电源使得控制系统唤醒充电DC/DC功率转换单元，充电桩发送握手报文给充电DC/DC功率转换单元，充电DC/DC功率转换单元应答握手报文，同时电池与充电DC/DC功率转换单元待机交互；（22）预充电阶段：充电DC/DC功率转换单元启动升压电路以满足充电桩的预充判定条件，同时发送车辆充电准备就绪报文，充电桩输出预充电压并发送充电桩预充就绪报文，闭合K1K2后停止升压电路；（23）充电阶段：充电DC/DC功率转换单元实时传输电池的电压电流需求并实时发送电池需求报文以及电池信息报文，充电桩进入充电状态并发送充电输出信息报文，充电DC/DC功率转换单元接入充电回路，电池启动充电功能并发送BMS需求给充电DC/DC功率转换单元，通信单元对充电桩、电池、充电DC/DC功率转换单元的异常做判断，符合条件则触发停止充电流程；（24）结束充电：充电桩停止充电，断开K1K2，电池充电停止信息发送给充电DC/DC功率转换单元，充电DC/DC功率转换单元将电池停止报文...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曌，陈句，姚飞建，
申请(专利权)人：杭州世伟奇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：