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      電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法及系統(tǒng)與流程

      文檔序號(hào):12097964閱讀:1950來(lái)源:國(guó)知局
      電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法及系統(tǒng)與流程

      本發(fā)明涉及電動(dòng)車(chē)自動(dòng)充電設(shè)備領(lǐng)域,具體涉及電動(dòng)車(chē)的充電控制方法及系統(tǒng),尤其是針對(duì)充電的溫度安全進(jìn)行保障的控制方法和系統(tǒng)。



      背景技術(shù):

      電動(dòng)車(chē)在充電時(shí),如果充電接口過(guò)熱,會(huì)影響充電槍或充電座的壽命(包括槍線(xiàn))。尤其當(dāng)環(huán)境溫度很高時(shí),如果沒(méi)有散熱裝置,在滿(mǎn)載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的情況下,甚至?xí)?lái)安全隱患。目前市場(chǎng)上的充電槍分為兩種類(lèi)型,一種是帶溫感開(kāi)關(guān)的充電槍?zhuān)?dāng)溫度超出警戒值,它會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)充電回路,這種類(lèi)型的充電槍操作比較繁瑣,需要多次重新開(kāi)啟充電;而在環(huán)境溫度很高的情況下,甚至無(wú)法開(kāi)啟充電。另外一種是帶有感溫元件的充電槍?zhuān)撬谡麄€(gè)控制系統(tǒng)中電源和信號(hào)沒(méi)有做隔離保護(hù),當(dāng)出現(xiàn)ESD、電壓或電流過(guò)沖,可能造成整個(gè)充電系統(tǒng)工作失靈,甚至出現(xiàn)安全隱患。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是提供一種克服了現(xiàn)有的充電缺陷,通過(guò)閉環(huán)控制而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)連續(xù)充電過(guò)程且能夠保障充電溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi),從而消除安全隱患的電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法。

      為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:

      一種電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法,用于對(duì)電動(dòng)車(chē)的充電過(guò)程進(jìn)行控制,以保障充電過(guò)程中的溫度安全,所述電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法為:檢測(cè)所述電動(dòng)車(chē)的充電接口處的溫度,依據(jù)所檢測(cè)到的溫度調(diào)節(jié)所述電動(dòng)車(chē)充電所使用的充電槍或充電座所接收的PWM信號(hào)的占空比,從而調(diào)節(jié)充電電流的大小,使所述充電接口處的溫度始終處于設(shè)定允許的溫度范圍之內(nèi)。

      上述方案中,所述充電電流隨溫度的升高而減小。

      當(dāng)所述充電接口處的溫度T的取值范圍為0℃≤T<50℃時(shí),所述充電電流為滿(mǎn)載電流;當(dāng)所述充電接口處的溫度的取值范圍為50℃≤T<70℃時(shí),所述充電電流為滿(mǎn)載電流的1/2;當(dāng)所述充電接口處的溫度的取值范圍為70℃≤T<90℃時(shí),所述充電電流為滿(mǎn)載電流的1/4;當(dāng)所述充電接口處的溫度的取值范圍為90℃≤T<100℃時(shí),所述充電電流為滿(mǎn)載電流的1/8;當(dāng)所述充電接口處的溫度的取值范圍為T(mén)≥100℃時(shí),所述充電電流為0。

      本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用了上述電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制方法的電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng),該系統(tǒng)包括用于檢測(cè)所述電動(dòng)車(chē)的充電接口處的溫度并輸出與所檢測(cè)到的溫度對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)信號(hào)的溫度檢測(cè)單元、根據(jù)所述溫度檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生控制信號(hào)的MCU主控模塊、根據(jù)所述控制信號(hào)輸出具有所需占空比的PWM信號(hào)給所述充電槍或充電座的控制導(dǎo)引電路。

      優(yōu)選的,所述溫度檢測(cè)單元包括設(shè)置于所述充電槍或充電座上的感溫元件。

      優(yōu)選的,所述溫度檢測(cè)單元還包括與所述感溫元件相連接的信號(hào)隔離電路、與所述信號(hào)隔離電路相連接的濾波電路,所述MCU主控模塊與所述濾波電路相連接。

      優(yōu)選的,所述信號(hào)隔離電路與電源單元相連接。

      優(yōu)選的,所述電源單元包括與外接電源相連接的輔助電源、與所述輔助電源相連接的電源隔離模塊,所述信號(hào)隔離電路與所述電源隔離模塊相連接。

      優(yōu)選的,所述感溫元件為設(shè)置于所述充電槍或充電座的相線(xiàn)上的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。

      由于上述技術(shù)方案運(yùn)用,本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過(guò)閉環(huán)控制,借由調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)了充電電流的大小,進(jìn)而調(diào)節(jié)了充電接口的溫度這一反饋,實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)車(chē)在復(fù)雜環(huán)境中的連續(xù)充電過(guò)程,使充電溫度保持在設(shè)定范圍內(nèi),較好地實(shí)現(xiàn)了充電電流和充電接口溫度的匹配,從而使充電過(guò)程相對(duì)安全、快速。

      附圖說(shuō)明

      附圖1為本發(fā)明的電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng)的原理框圖。

      附圖2為本發(fā)明的電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng)的電路圖。

      具體實(shí)施方式

      下面結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

      如附圖1所示,一種電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng),與電動(dòng)車(chē)的充電接口(包括充電座和可以插入充電座的充電槍?zhuān)┫噙B接從而對(duì)充電過(guò)程進(jìn)行控制,它包括溫度檢測(cè)單元、MCU主控模塊、控制導(dǎo)引電路以及電源單元。

      溫度檢測(cè)單元用于檢測(cè)充電接口處的溫度,并根據(jù)所檢測(cè)到的溫度輸出對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)信號(hào)。該溫度檢測(cè)單元包括感溫元件,該感溫元件貼設(shè)于充電槍或充電座的相線(xiàn)上,并采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,它的一段與電源相連接。當(dāng)溫度變化時(shí),熱敏電阻的阻值隨著溫度的變化而變化,使得其另一端的分壓也發(fā)生變化。溫度檢測(cè)單元還包括信號(hào)隔離電路和濾波電路。感溫元件的輸出端與信號(hào)隔離電路的輸入端相連接,信號(hào)隔離電路的輸出端與濾波電路相連接,MCU主控模塊又與濾波電路相連接。感溫元件輸出的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)隔離電路的隔離和濾波電路的濾波后形成溫度檢測(cè)單元輸出的所檢測(cè)到的溫度對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)信號(hào),并傳輸給MCU主控模塊。

      電源單元與信號(hào)隔離電路相連接并用于為信號(hào)隔離電路供電,它包括輔助電源和電源隔離模塊,輔助電源與外接電源相連接,電源隔離模塊與輔助電源相連接,而信號(hào)隔離電路又與電源隔離模塊相連接。外接的220V交流電源依次經(jīng)過(guò)輔助電源和電源隔離模塊后輸送給信號(hào)隔離電路。

      溫度檢測(cè)單元輸出的溫度檢測(cè)信號(hào)輸送到MCU主控模塊后,在MCU主控模塊中即可得到該溫度檢測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的溫度值,從而MCU主控模塊根據(jù)溫度檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生對(duì)控制導(dǎo)引電路進(jìn)行控制的控制信號(hào)。而控制導(dǎo)引電路則根據(jù)控制信號(hào)來(lái)輸出對(duì)應(yīng)的具有所需占空比的PWM信號(hào),PWM信號(hào)傳輸給充電槍或充電座,從而充電槍或充電座在控制導(dǎo)引電路的控制作用下,以與PWM信號(hào)的占空比對(duì)應(yīng)的充電電流實(shí)現(xiàn)充電。

      如附圖2所示,溫度檢測(cè)單元中,電阻R4串接作為感溫元件的熱敏電阻RT1,二者的公共端連接電阻R1。在充電過(guò)程中,熱敏電阻RT1的輸出電壓即信號(hào)隔離電路的輸入電壓,則該輸入電壓VIN=URT1=RT1*VCC/(RT1+R4)會(huì)發(fā)生變化,溫度越高則分壓越小,溫度越低分壓越大。信號(hào)隔離電路主要包括線(xiàn)性光耦U1、運(yùn)放A1和運(yùn)放A2。電阻R1連接至運(yùn)放A1的反相端和線(xiàn)性光耦U1的3腳,運(yùn)放A2連接在線(xiàn)性光耦U1的輸出側(cè),而電阻R2并接在運(yùn)放A2兩端。由運(yùn)放及線(xiàn)性光耦的特性可知,信號(hào)隔離電路的輸出電壓與輸入電壓之比Vout/ Vin =K* R2/R1,其中K的值為線(xiàn)性光耦流經(jīng)PD1和PD2電流的比值。這樣就可以知道所要采樣的電壓Vout的值。所要采樣的電壓經(jīng)過(guò)濾波后輸入到MCU主控模塊中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。根據(jù)采樣到的電壓,若知道熱敏電阻RT1的常溫下的阻值和對(duì)應(yīng)的B值,可以通過(guò)查表法得到此時(shí)充電接口處對(duì)應(yīng)的溫度。MCU主控模塊用于根據(jù)所檢測(cè)到的溫度輸出控制信號(hào)給控制導(dǎo)引電路,而控制導(dǎo)引電路則根據(jù)MCU主控模塊的控制信號(hào)來(lái)輸出PWM信號(hào)控制充電槍或充電座的充電電流。

      上述電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng)采用的控制方法為:檢測(cè)到電動(dòng)車(chē)的充電接口處的溫度后,依據(jù)所檢測(cè)到的溫度調(diào)節(jié)電動(dòng)車(chē)充電所使用的充電槍或充電座所接收的PWM信號(hào)的占空比,從而調(diào)節(jié)充電電流的大小,使充電接口處的溫度始終處于設(shè)定允許的溫度范圍之內(nèi)。即根據(jù)所檢測(cè)到的不同溫度,MCU主控模塊通過(guò)控制信號(hào)而使控制導(dǎo)引電路輸出與該溫度對(duì)應(yīng)占空比的PWM信號(hào),而充電槍或充電座則根據(jù)PWM信號(hào)調(diào)整充電電流的大小,并據(jù)此達(dá)到調(diào)節(jié)充電接口溫度的目的。通常需要使充電電流隨溫度的升高而減小,如:當(dāng)充電接口處的溫度T的取值范圍為0℃≤T<50℃時(shí),充電電流為滿(mǎn)載電流,即以充電槍或充電座所能承受的最大電流進(jìn)行充電;當(dāng)充電接口處的溫度的取值范圍為50℃≤T<70℃時(shí),充電電流為滿(mǎn)載電流的1/2;當(dāng)充電接口處的溫度的取值范圍為70℃≤T<90℃時(shí),充電電流為滿(mǎn)載電流的1/4;當(dāng)充電接口處的溫度的取值范圍為90℃≤T<100℃時(shí),充電電流為滿(mǎn)載電流的1/8;當(dāng)充電接口處的溫度的取值范圍為T(mén)≥100℃時(shí),充電電流為0,不再進(jìn)行充電。充電接口處的溫度通常不會(huì)低于0℃,因此這里不做考慮。

      上述電動(dòng)車(chē)充電溫度安全保障控制系統(tǒng)為了提高對(duì)溫度檢測(cè)的實(shí)時(shí)性,可以增加對(duì)電壓Vout的采樣頻率,例如1000次/秒。

      上述方案通過(guò)閉環(huán)控制,借由調(diào)節(jié)PWM波的占空比調(diào)節(jié)輸出電流大小,進(jìn)而調(diào)節(jié)充電接口溫度這一反饋,在可控的安全溫度范圍內(nèi),較好的實(shí)現(xiàn)了充電電流和充電接口溫度的匹配,使充電過(guò)程相對(duì)安全、快速??紤]到工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)信號(hào)隔離電路供電的電源單元同樣進(jìn)行了隔離,這樣即可較好的保證接口處的溫度充電電流的匹配,基本達(dá)到充電既安全又高效的目的。

      上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn),其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施,并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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