一种基于BOOST控制器的充电控制系统、方法及装置与流程

一种基于boost控制器的充电控制系统、方法及装置
技术领域
1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种基于boost控制器的充电控制系统、方法及装置。


背景技术：

2.目前为解决电动汽车用户的充电焦虑，通常需要为电动汽车配备大功率快充功能，大功率快充的实现方向之一是提高车辆电压平台。通过提高车辆电压平台，提高充电电压，以提升充电功率。但当前市场上高电压平台的超级快充桩尚处于试点状态，还未大规模商业化。在将来可预见的一段时间内，市场上会存在国标直流桩和超级快充桩共存的局面，根据当前市场上国标桩的保有量，可以预见两种直流桩共存的局面会维持较长时间。
3.但是目前的国标直流充电桩和超级快充桩的之间的充电接口相互独立，无法实现兼容，导致现有的充电桩难以得到充分的使用，运营成本难以降低。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本发明提出了一种基于boost控制器的充电控制系统、方法及装置，能够很好的兼容国标桩和超级快充桩的充电，保证现有的充电桩均能够得到充分的使用。
5.第一方面，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
6.一种基于boost控制器的充电控制系统，包括：降压模块、升压模块、旁通开关组和控制模块，所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组并联，并联后的输入端用于连接充电桩，并联后的输出端用于连接电池包；所述控制模块用于控制降压模块和升压模块是否工作，以及控制所述旁通开关组是否闭合。
7.可选的，还包括：缓启动模块，连接在所述升压模块的靠近输入端一侧。
8.第二方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
9.一种基于boost控制器的充电控制方法，应用于上述第一方面中任一所述的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制方法包括：
10.获取连接充电桩后预设检测点的电桩电桩检测信号；根据所述电桩检测信号，确定所述充电桩的桩类型；根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
11.可选的，所述根据所述电桩检测信号，确定所述充电桩的桩类型，包括：
12.若所述电桩检测信号电压为8v时，确定桩类型为国标桩；若所述电桩检测信号电压为6v时，确定桩类型为超级快充桩。
13.可选的，所述桩类型为国标桩时，所述根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压，包括：
14.控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制所述控制模块断开所述旁通开关
组，以及禁止所述升压模块启动；控制所述控制模块启动所述降压模块工作；其中，所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；在检测到所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并启动所述升压模块对桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
15.可选的，所述桩类型为超级快充桩时，所述根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压，包括：
16.控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制所述控制模块闭合所述旁通开关组，禁止所述升压模块和所述降压模块启动；请求所述超级快充桩输出电压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
17.第三方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
18.一种基于boost控制器的充电控制装置，应用于上述第一方面中任一所述的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制装置包括：
19.获取单元，用于获取连接充电桩后预设检测点的电桩电桩检测信号；确定单元，用于根据所述电桩检测信号，确定所述充电桩的桩类型；控制单元，用于根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
20.可选的，所述确定单元，具体用于：
21.若所述电桩检测信号电压为8v时，确定桩类型为国标桩；若所述电桩检测信号电压为6v时，确定桩类型为超级快充桩。
22.第四方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
23.一种基于boost控制器的充电控制方法，应用于上述第一方面中任一所述的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制方法包括：
24.当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为国标桩时：断开所述旁通开关组，并禁止所述升压模块启动；控制所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；在所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并控制所述升压模块对所述桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压；
25.当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为超级快充桩时：闭合所述旁通开关组，并禁止所述升压模块和所述降压模块启动，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
26.第五方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
27.一种基于boost控制器的充电控制装置，应用于上述第一方面中任一所述的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制装置包括：
28.第一充电单元，用于当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为国标桩时：断开所述旁通开关组，并禁止所述升压模块启动；控制所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；在所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并控制所述升压模块对所述桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压；
29.第二充电单元，用于当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为超级快充桩时：闭合所述旁通开关组，并禁止所述升压模块和所述降压模块启动，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
30.本发明实施例中提供的一种基于boost控制器的充电控制系统，包括：降压模块、升压模块、旁通开关组和控制模块，降压模块、升压模块和旁通开关组并联，并联后的输入端用于连接充电桩，并联后的输出端用于连接电池包；控制模块用于控制降压模块和升压模块是否工作，以及控制旁通开关组是否闭合。当充电控制系统工作时，通过对电桩类型进行检测，确认电桩为国标桩还是超级快充桩；然后针对不同的桩类型对控制模块发出信号以是控制模块对升压模块、降压模块以及旁通开关组进行操作，从而适配对应的桩类型，以对车辆进行充电。可很好的兼容国标桩和超级快充桩的充电，保证现有的充电桩均能够得到充分的使用。
31.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
33.图1示出了本发明一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制系统的结构示意图；
34.图2示出了本发明又一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制方法的流程图；
35.图3示出了图1中对应的控制模块与整车控制器交互的结构示意图；
36.图4示出了本发明又一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制装置的结构示意图；
37.图5示出了本发明又一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制方法的流程图；
38.图6示出了本发明又一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
39.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.请参见图1，示出了本发明第一实施例提供的一种基于boost控制器的充电控制系统100，可保证高电压平台的车辆兼容国标桩直流充电。
41.具体的，该充电控制系统100包括：降压模块101、升压模块102、旁通开关组103和控制模块104；降压模块101、升压模块102和旁通开关组103并联，并联后的输入端用于连接充电桩，并联后的输出端用于连接电池包201。
42.降压模块101，用于对车辆电池包201的电压进行降低，以输出较低的电压；降压模块101可采用现有的降压电路(buck电路)组成。升压模块102，用于对充电桩的电压进行升高以达到车辆所需要的充电电压；升压模块102可采用现有的升压电路(boost电路)组成。旁通开关组103包括第一开关和第二开关，第一开关和第二开关分别连接在充电桩正极和负极对应的电路上，实现对升压模块102和降压模块101的旁通功能。
43.在本实施例中的充电控制系统100还可包括缓启动模块105，该缓启动模块105可连接在升压模块102的靠近输入端一侧，在该充电控制系统100上电时，可有效的保护充电控制系统100升压模块102的电路以及保护电池包201。
44.并联后的输出端可通过一充电接口连接电池包201，该充电控制系统100可配置为车辆中的一模块化部件。为了识别超级(chaoji，gb/t 20234.4中的一种充电标准)快充桩和国标桩(即国标直流充电桩)，还可增加转接口。例如，车辆上设计的接口为超级快充桩对应的接口时，可对应配置一超级快充桩转国标桩的转接口，用于在使用国标桩充电时，插上车辆的充电口。在本实施例中，被充电的车辆为高电压平台的车辆，该高电压平台的车辆可为800v电压平台的车辆；对应的，按照标准的不同，可推广应用于其他高电压平台车辆。
45.由于目前新能源车辆的充电桩存在国标充电桩和超级快充桩，本实施例中所指的国标充电桩为根据国标gb/t 18487.1设计硬件接口电路，根据gb/t 27930设计通讯协议，实现车辆跟充电桩的充电交互；超级快充桩对应的快充接口在结构和控制导引电路上是完全重新设计，在充电协议上基于gb/t 27930进行了优化。
46.控制模块104用于控制该充电控制系统100内的各个模块和开关组的工作状态，具体的，可控制降压模块101和升压模块102是否工作，以及控制旁通开关组103是否闭合。进一步的，在该充电控制系统100插上充电桩向车辆的电池包201进行充电时，其中的控制模块104与车辆的整车控制器(vehicle control unit，vcu)通信连接，整车控制器可与充电桩中的控制单元通信连接。控制模块104，可采用现有的控制电路或控制芯片，如微控制器(microcontroller unit，mcu)。
47.当采用本实施中的基于boost控制器的充电控制系统100为车辆进行充电时，若该充电控制系统100匹配的充电桩为超级快充桩时，则该充电控制系统100中的控制模块104将控制升压模块102和降压模块101均禁止工作，并闭合旁通开关组103，以使超级快充桩为车辆的电池包201进行充电。若该充电控制系统100匹配的充电桩为国标桩时，控制模块104可控制降压模块101将车辆电池包201的电压降低以触发国标桩输出电压，然后控制升压模块102对国标桩的输出的电压进行升压，以为车辆提供充电电压。为了使本实施例中的基于boost控制器的充电控制系统100的工作原理及有益效果更加易于理解可继续参照本说明书的后续实施例。
48.请参阅图2，基于同一发明构思，在本发明的又一实施例中还提供了一种基于boost控制器的充电控制方法，该方法可应用于前述实施例中的基于boost控制器的充电控制系统。具体的，该方法可被整车控制器执行，该方法可被设计为计算机程序以存储在一存储介质中，当程序运行时，可被整车控制器执行该方法的各个步骤。具体的，所述控制方法
包括：
49.步骤s110：获取连接充电桩后预设检测点的电桩检测信号。
50.在步骤s110中，该电桩检测信号可为充电桩充电时周期性检测的cc2信号，该cc2信号为现有的充电标准中所规定的信号，其具体的检测方式和检测位置可参照相关标准执行。
51.步骤s120：根据所述电桩检测信号，确定所述充电桩的桩类型。
52.在步骤s120中，由于不同类型的充电桩，其对应的电桩检测信号不同。因此，可通过电桩检测信号的大小来确定充电桩的桩类型，实现了基于现有的标准来进行不同桩类型的兼容。在本实施例中，若电桩检测信号电压为8v时，可确定桩类型为国标桩；若电桩检测信号电压为6v时，可确定桩类型为超级快充桩。还可基于标准的修改或变化，对不同桩类型匹配的电桩检测信号的大小进行适应性调整。
53.步骤s130：根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
54.在步骤s130中，针对不同的桩类型，对充电控制系统各模块的控制方法不同。
55.具体的，当桩类型为国标桩时，步骤s130包括如下步骤：
56.步骤s131：控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制所述控制模块断开所述旁通开关组，以及禁止所述升压模块启动。
57.步骤s132：控制所述控制模块启动所述降压模块工作；其中，所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压。
58.通过步骤s131和步骤s132，可保证国标桩给高电压平台的车辆充电时，能够对国标桩进行充电触发，以使国标桩输出电压。在本实施例中整车控制器对控制模块的控制可为，整车控制器向控制模块发出请求信号，控制模块基于该请求信号进行相应的操作，具体交互方式可基于协议的不用进行适应性调整，本实施例中不作限制。其交互原理可参照图3所示。
59.控制模块在与整车控制器交互的过程中可周期性的上报当前充电控制系统的状态系统、电流信号以及电压信号，在信号异常时，整车控制器可做出对应的应急响应，例如中断充电过程等。
60.步骤s133：在检测到所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并启动所述升压模块对桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
61.在步骤s133中，启动升压模块对桩电压进行升压保证充电电压能够达到电池包允许的电压范围，从而向电池包输出充电电压。
62.举个例子：
63.用户使用国标直流桩及转接口为车辆(800v平台)进行充电。用户插枪后，整车控制器通过控制导引电路检测cc2信号。基于cc2信号确认充电桩为国标桩后，控制电池管理系统(battery management system，bms)闭合电池包内部继电器，再控制降压模块工作，充电控制系统进入降压模式(buck mode)，将电池包800v电压降压为400v输出。整车控制器控制控制模块断开旁通开关组，即k1和k2继电器。降压模块将电池包电压进行降压输出后，国标桩检测到车端400v电压后开始启动输出。此时，整车控制器会控制充电桩端输出电压输
出略高于降压模块的输出电压。整车控制器通过控制模块上报的状态信号，判断充电控制系统当前是否为降压模式；整车控制器检测到国标桩的输出电压后，控制控制模块启动升压模块，充电控制系统进入升压模式(boost mode)。boost升压电路进行功率输出，同时控制模块停止降压模块的工作。由此，通过国标桩、升压模块和降压模块的控制，可将桩端400v电压升压成800v给动力电池进行充电。
64.当桩类型为超级快充桩时，步骤s130的执行过程如下：
65.首先，控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制控制模块闭合旁通开关组，禁止升压模块和降压模块启动；然后，请求超级快充桩输出电压，以使充电控制系统向电池包输出充电电压。通过上述控制过程，超级快充桩通过旁通开关组所在的通路即可为车辆进行充电。
66.举个例子：
67.用户使用超级快充桩进行充电。用户插枪后，整车控制器通过控制导引电路检测cc2，并确认充电桩为超级快充桩后，控制充电控制系统进入旁通模式(bypass mode)。控制模块禁止降压模块和升压模块工作，并闭合旁通开关组的继电器k1和k2。整车控制器通过升压模块上报的状态信号，确定充电控制系统为旁通模式后，控制超级快充桩进行功率输出，给车辆电池包充电。
68.需要说明的是，本实施例中整车控制器、控制模块、电池管理系统之间可通过can(controller area network，控制器局域网络)协议进行通讯交互。
69.因此，本实施例中提供的一种基于boost控制器的充电控制方法，通过对电桩类型进行检测，确认电桩为国标桩还是超级快充桩；然后针对不同的桩类型对控制模块发出信号以是控制模块对升压模块、降压模块以及旁通开关组进行操作，从而适配对应的桩类型，以对车辆进行充电。以使前述充电控制系统很好的兼容国标桩和超级快充桩的充电，保证现有的充电桩均能够得到充分的使用。
70.请参阅图4，基于同一发明构思，本发明中的又一实施例还提供了一种基于boost控制器的充电控制装置300，应用于前述实施例中的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制装置300包括：
71.获取单元301，用于获取连接充电桩后预设检测点的电桩检测信号；确定单元302，用于根据所述电桩检测信号，确定所述充电桩的桩类型；控制单元303，用于根据所述桩类型，控制所述控制模块对所述降压模块、所述升压模块和所述旁通开关组进行操作，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
72.作为一种可选的实施方式，所述确定单元302，具体用于：
73.若所述电桩检测信号电压为8v时，确定桩类型为国标桩；若所述电桩检测信号电压为6v时，确定桩类型为超级快充桩。
74.作为一种可选的实施方式，所述桩类型为国标桩时，所述控制单元303，还具体用于：
75.控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制所述控制模块断开所述旁通开关组，以及禁止所述升压模块启动；控制所述控制模块启动所述降压模块工作；其中，所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；在检测到所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并启动所述升压模块对桩电压进行升
压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
76.作为一种可选的实施方式，所述桩类型为超级快充桩时，所述控制单元303，还具体用于：
77.控制电池管理系统闭合电池包继电器；并控制所述控制模块闭合所述旁通开关组，禁止所述升压模块和所述降压模块启动；请求所述超级快充桩输出电压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
78.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种基于boost控制器的充电控制装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法及系统实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
79.请参阅图5，基于同一发明构思，本发明的又一实施例中还提供一种基于boost控制器的充电控制方法，应用于前述实施例中的基于boost控制器的充电控制系统。具体的，该方法可被基于boost控制器的充电控制系统中的控制模块执行，该方法可被设计为计算机程序以存储在一存储介质中，当程序运行时，可被充电控制系统中的控制模块执行该方法的各个步骤。具体的，所述控制方法包括：
80.当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为国标桩时：
81.步骤s211：断开所述旁通开关组，并禁止所述升压模块启动；
82.步骤s212：控制所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；
83.步骤s213：在所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并控制所述升压模块对所述桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
84.当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为超级快充桩时：
85.步骤s221：闭合所述旁通开关组，并禁止所述升压模块和所述降压模块启动，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
86.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种基于boost控制器的充电控制方法，其具体实现及产生的技术效果和前述方法及系统实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
87.请参阅图6，基于同一发明构思，本发明的又一实施例中还提供了一种基于boost控制器的充电控制装置400，应用于前述实施例中任一所述的基于boost控制器的充电控制系统，所述控制装置400包括：
88.第一充电单元401，用于当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为国标桩时：
89.断开所述旁通开关组，并禁止所述升压模块启动；控制所述降压模块将所述电池包的电压降低后输出，以触发所述国标桩输出桩电压；在所述国标桩输出的桩电压后，控制所述降压模块停止工作，并控制所述升压模块对所述桩电压进行升压，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压；
90.第二充电单元402，用于当所述充电控制系统连接的充电桩的桩类型为超级快充桩时：
91.闭合所述旁通开关组，并禁止所述升压模块和所述降压模块启动，以使所述充电控制系统向所述电池包输出充电电压。
92.需要说明的是，本发明实施例所提供的一种基于boost控制器的充电控制装置
400，其具体实现及产生的技术效果和前述方法及系统实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
93.本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
94.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
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rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
95.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
96.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
97.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
98.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
99.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。