一种复用BMS通讯总线的充电枪温度检测系统及方法与流程

本发明涉及电动汽车充电，尤其涉及一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统及方法。

背景技术：

1、随着新能源电动汽车的普及，大功率快充需求日益增长。在充电过程中，充电枪与车辆充电接口的连接处因大电流通过，容易产生接触电阻，从而引发温升。若无法实时监测温度并采取保护措施，极易导致烧枪、起火等安全事故。

2、目前，现有的充电枪温度检测方案主要分为两种。例如，公开号为cn105571739a的专利申请提出了一种电动汽车充电枪头温度检测系统，其采用温度传感器配合平衡桥式阻抗网络、电压调理电路和隔离单元进行信号采集。然而，该方案需要为温度传感器配置专门的信号线和通讯线（如rs485或can）上传至直流充电桩控制系统，这不仅增加了充电枪和整车线束的复杂度和成本，且布线困难，难以在现有车辆上兼容改造，对于利用车载bms实现热保护并不友好。

3、另外，公开号为cn122217480a的专利申请提出了一种基于红外摄像头和接触式温度传感器的“双通道”检测方案。该方案通过红外摄像头获取第一温度数据，并通过温度传感器获取第二温度数据进行综合决策。但该方案需要引入昂贵的红外成像设备，系统结构复杂、成本较高，且受环境光照和污渍影响较大，普适性不高。

4、因此，针对上述现有技术的不足，亟需一种无需增加额外物理线束、成本低、结构简单，且能有效利用车载现有资源进行高可靠性实时检测的充电枪温度检测方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，提供一种复用bms通讯总线的充电枪温度检测系统及方法。本发明通过复用电动车辆已有的bms通讯总线（如can总线），将温度检测模块直接挂载于总线上，利用总线空闲时间片传输温度数据帧，在不增加任何额外物理线缆的前提下，实现对充电枪温度的实时监测与过温保护。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复用bms通讯总线的充电枪温度检测系统，包括：电池管理系统bms主控单元、充电枪接口模块、温度检测模块以及通讯总线；所述温度检测模块设置于充电枪内部或充电枪头处，用于采集充电枪的实时温度信号；所述通讯总线为所述bms主控单元与外部设备进行数据交互的现有物理总线；所述温度检测模块通过所述通讯总线与所述bms主控单元电性连接，且所述温度检测模块配置为将采集到的温度信号转换为数字温度数据，并按照预定的通讯协议封装为数据帧，通过所述通讯总线发送至所述bms主控单元；所述bms主控单元配置有协议解析模块，用于从所述通讯总线的数据流中识别并提取所述温度数据帧，并根据所述温度数据判断充电枪是否处于过温状态。

3、进一步地，所述通讯总线为can总线，所述温度检测模块通过can收发器接入所述can总线，所述温度数据帧的标识符id被配置为所述bms主控单元预设的未使用id或扩展帧id，以避免与bms原有通讯数据发生冲突。

4、进一步地，所述温度检测模块包括温度传感器和模数转换单元，所述温度传感器为ntc热敏电阻或ptc热敏电阻，所述模数转换单元将所述热敏电阻的模拟电压信号转换为数字信号，并通过内部微控制器mcu完成数据帧的封装。

5、进一步地，所述bms主控单元还配置有故障响应模块，当所述bms主控单元在预设的时间窗口内未接收到所述温度数据帧，或接收到的温度数据超出预设的安全阈值时，所述故障响应模块通过所述通讯总线向充电机发送中断充电指令或告警信号。

6、进一步地，所述温度检测模块通过复用所述通讯总线的空闲时间片或利用所述通讯总线的广播模式，在bms主控单元未进行数据读写操作的间隙发送所述温度数据帧。

7、本发明还提供一种复用bms通讯总线的充电枪温度检测方法，应用于上述任一项所述的系统，包括以下步骤：

8、步骤s1：在充电枪与车辆充电接口连接后，温度检测模块上电初始化，实时采集充电枪连接端子处的温度模拟信号；

9、步骤s2：将所述温度模拟信号转换为数字温度值，并将所述数字温度值按照预设的通讯协议映射至数据帧的数据段中；

10、步骤s3：所述温度检测模块监测通讯总线的状态，在检测到总线空闲或预设的发送时隙到达时，将包含温度值的数据帧发送至所述通讯总线；

11、步骤s4：bms主控单元实时监听所述通讯总线，当接收到所述数据帧后，解析数据段中的温度值，并与预设的过温保护阈值进行比较；

12、步骤s5：若所述温度值超过所述过温保护阈值，则bms主控单元执行充电降流或切断充电回路动作，并将过温故障信息上报至整车控制器。

13、进一步地，所述温度检测模块的供电电源取自所述通讯总线的电源线或充电枪接口的辅助电源，且所述温度检测模块内部设置有电源隔离电路，用于抑制总线上的电压波动对温度采集精度的影响。

14、进一步地，所述bms主控单元还设有历史数据存储模块，用于记录按时间顺序接收到的温度数据并生成温度变化曲线，所述bms主控单元根据所述温度变化曲线的斜率判断充电枪温度是否发生异常陡升，若所述斜率超过预设的变化率阈值，则提前触发过温预警。

15、进一步地，所述充电枪接口模块设有多个充电枪或充电插头，所述温度检测模块具有唯一的设备识别码，所述数据帧的帧头或数据段中包含所述设备识别码，所述bms主控单元根据所述设备识别码区分不同充电枪的温度状态，并分别进行独立的安全控制。

16、进一步地，在步骤s5之后，还包括步骤s6：当所述温度值低于所述过温保护阈值且持续预设的恢复时间后，所述bms主控单元自动解除过温保护状态，并将充电电流逐步恢复至正常设定值，同时清除过温故障记录。

17、本发明的有益效果在于：

18、一、完全复用电动车辆上已有的bms通讯总线（如can总线），省去了传统方案中用于连接温度传感器的独立物理线束，减少了整车线束的复杂度和成本，也无需引入昂贵的红外摄像头等外部设备。

19、二、温度信号在检测端即转换为数字信号，并采用标准通讯协议进行封装和传输，有效避免了模拟信号在长距离传输过程中因电磁干扰产生的误差，同时也便于bms主控单元进行协议校验和数据过滤。

20、三、温度检测模块巧妙利用通讯总线的空闲时间片发送数据帧，并通过预设未使用的can id或扩展帧id进行严格区分，确保温度数据帧不会与bms原有的数据通讯发生冲突。

21、四、除了基于绝对阈值的保护，还具备“通讯超时保护”（即数据丢失判定）以及“温度变化率预警”（即判断温度异常陡升）功能，实现了多维度的主动安全防护。

22、五、单条通讯总线上可挂载多个带有唯一设备识别码的温度检测模块，不仅支持单枪，还支持多枪充电接口的独立温度监测和独立控制，便于系统扩展。

1.一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述通讯总线为can总线，所述温度检测模块通过can收发器接入所述can总线，所述温度数据帧的标识符id被配置为所述bms主控单元预设的未使用id或扩展帧id，以避免与bms原有通讯数据发生冲突。

3.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述温度检测模块包括温度传感器和模数转换单元，所述温度传感器为ntc热敏电阻或ptc热敏电阻，所述模数转换单元将所述热敏电阻的模拟电压信号转换为数字信号，并通过内部微控制器mcu完成数据帧的封装。

4.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述bms主控单元还配置有故障响应模块，当所述bms主控单元在预设的时间窗口内未接收到所述温度数据帧，或接收到的温度数据超出预设的安全阈值时，所述故障响应模块通过所述通讯总线向充电机发送中断充电指令或告警信号。

5.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述温度检测模块通过复用所述通讯总线的空闲时间片或利用所述通讯总线的广播模式，在bms主控单元未进行数据读写操作的间隙发送所述温度数据帧。

6.一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测方法，应用于如权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述温度检测模块的供电电源取自所述通讯总线的电源线或充电枪接口的辅助电源，且所述温度检测模块内部设置有电源隔离电路，用于抑制总线上的电压波动对温度采集精度的影响。

8.根据权利要求1所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述bms主控单元还设有历史数据存储模块，用于记录按时间顺序接收到的温度数据并生成温度变化曲线，所述bms主控单元根据所述温度变化曲线的斜率判断充电枪温度是否发生异常陡升，若所述斜率超过预设的变化率阈值，则提前触发过温预警。

9.根据权利要求1或5所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测系统，其特征在于，所述充电枪接口模块设有多个充电枪或充电插头，所述温度检测模块具有唯一的设备识别码，所述数据帧的帧头或数据段中包含所述设备识别码，所述bms主控单元根据所述设备识别码区分不同充电枪的温度状态，并分别进行独立的安全控制。

10.根据权利要求6所述的一种复用 bms 通讯总线的充电枪温度检测方法，其特征在于，在步骤s5之后，还包括步骤s6：当所述温度值低于所述过温保护阈值且持续预设的恢复时间后，所述bms主控单元自动解除过温保护状态，并将充电电流逐步恢复至正常设定值，同时清除过温故障记录。