專利名稱：一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置。
背景技術：
隨著世界各國對汽車排放控制、能源問題的日益關注，環保、節能的電動汽車已成 為世界汽車工業發展的一個方向。我國的電動汽車發展也列入了汽車產業調整和振興規 劃。鑒于蓄電池的發展現狀，目前只有鋰離子電池適合應用于電動汽車。而鋰離子蓄 電池的特性決定了目前制約電動汽車產業發展的2個技術問題一個是鋰離子蓄電池本 身，一個是鋰離子蓄電池的充電技術。目前，鋰離子蓄電池的功率和使用壽命已基本滿足電動汽車的要求。但是，鋰離子 電池不像傳統的鉛酸蓄電池，在充、放電過程中，具有自動均衡的特性。如不進行嚴格的過 程控制，很容易造成單個電池過充、過放、超溫、過流，而引發燃燒、爆炸等事故。原有的基于端電壓的恒流、多階段恒流、恒壓、恒壓限流充放電控制，和維護管理 等成組應用技術和設備，只能用于普通鉛酸等非密封類富液電池，不能適應動力鋰電池特 點ο在實現本實用新型過程中，充電機監控裝置對鋰離子蓄電池組充電過程，放棄了 傳統的簡單基于端電壓和電流的2段式充電模式，采用了適合鋰離子蓄電池特點的控制方 法；監控裝置具有與車載電池管理系統(BMS)、充電樁和充電站后臺監控系統的通信接口， 可以實現多重充電控制方案的備份；同時，對充電機的電源、充電機輸出、充電過程中電池 組狀態及單節電池狀態等進行監測和記錄。從而使提高整個充電過程的安全性、可靠性。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，以解決 目前充電機監控及鋰離子電池組充電過程控制的不足，提高鋰離子電池組充電過程的安全 性和可靠性。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，充電系統通過充電接口和CAN總線 或RS485方式與車載電池管理系統和蓄電池模塊連接，同時充電系統還通過CAN總線或 RS485方式分別與充電樁和充電站后臺監控裝置連接。所述車載電池管理系統和蓄電池模塊間采用CAN總線或RS485通信方式，蓄電池 模塊通過充電接口與充電系統連接；車載電池管理系統通過CAN總線或RS485方式與充電 系統連接。所述充電系統包括充電機和充電機監控裝置，兩者間通過CAN總線或RS485方式 通信；充電機通過充電接口與蓄電池模塊連接；充電機監控裝置通過CAN總線或RS485方 式與車載電池管理系統通信。[0012]在本實用新型中，提供了一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，包括與車 載BMS通信的CAN或485通信網絡系統、與充電樁通信的CAN或485通信網絡系統、與充電 站后臺通信的CAN或485通信網絡系統、充電過程管理的邏輯控制系統、模擬量采集系統、 開關量輸入采集系統、開關量輸出控制系統、人機界面系統和基于以太網的WEB訪問服務 系統。充電機監控裝置與車載BMS通信可選擇CAN或485通信方式。充電機監控裝置與充電樁通信可選擇CAN或485通信方式。充電機監控裝置與充電站后臺通信可選擇CAN或485通信方式。在上述通信網絡中，優先采用CAN通信方式。充電機監控裝置可以接受BMS、充電樁或充電站后臺發送過來的充電控制指令，并 根據控制指令完成充電過程的控制。在BMS、充電樁或充電站后臺有2個或2個以上的控制源提供充電過程控制參數 時，充電機監控裝置按照最安全的控制參數進行控制，即選擇3個控制源中，充電電壓最 低，充電電流最低的控制參數進行控制。在鋰離子電池組的充電過程控制中，在恒流充電階段采用了端電壓和單體最高電 壓相結合的方法，在端電壓或單體最高電壓達到限定值后，采用數字閉環反饋控制的方法， 進行充電控制，直至端電壓或單體最高電壓維持在限定值，且充電電流小于設定值后完成 充電過程。通過適當的參數設定，該充電監控裝置同樣可以用于鉛酸蓄電池的充電過程監 控。 上述充電機監控裝置還能夠監測充電機的供電電源狀態并對其異常進行報警，保 障充電機正常、健康工作。上述充電機監控裝置還能夠對充電過程的每節電池電壓電流變化曲線進行記錄 和顯示，為可能的電池狀態分析提供依據。在充電機監控裝置中，采用了高性能的AT91SAM9263型ARM嵌入式處理器，數據、 信息處理能力高于普通的單片機系統，且成本較低。在上述裝置中，人機界面系統采用了彩色TFT液晶顯示屏，人機界面較傳統單色 顯示屏友好。本實用新型的有益效果是RS_485串行總線采用平衡驅動級差分接收方式來驅 動總線，實現工業網絡的物理層連接，具有信號的抗干擾能力較強、結構簡單、成本較低等 優點，這種通信方式廣泛應用在儀器儀表、智能傳感器等領域。但RS-485總線存在自適應 能力和自保護能力較弱能缺點。相比于RS-485總線，CAN總線具有較好的差錯控制能力， 可靠性高，高速率長距離的傳輸特性，完善的規范和協議等優點。另外，CAN總線是多主對 等系統，傳輸才哦那個非破壞總線仲裁技術，具有實時性強、通信硬件接口簡單，通信介質 選擇靈活等特點，成為一種最具有競爭力的現場總線之一，廣泛應用于汽車、樓宇自動化和 工業控制領域。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
4[0027]其中，1.車載電池管理系統，2.蓄電池模塊，3.充電系統，4.充電樁，5.充電 站后臺監控裝置，6.充電機，7.充電機監控裝置。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。圖1示出了本實用新型的一個實施例的變電站充電控制系統示意圖。它包括與車載電池管理系統1和蓄電池模塊2，充電系統3通過充電接口和CAN總 線或RS485方式與車載電池管理系統1和蓄電池模塊2連接，同時充電系統3還通過CAN 總線或RS485方式分別與充電樁4和充電站后臺監控裝置5連接。所述車載車載電池管理系統1和蓄電池模塊2間采用CAN總線或RS485通信方式， 蓄電池模塊2通過充電接口與充電系統3連接；車載電池管理系統1通過CAN總線或RS485 方式與充電系統3連接。所述充電系統3包括充電機6和充電機監控裝置7，兩者間通過CAN總線或RS485 方式通信；充電機6通過充電接口與蓄電池模塊2連接；充電機監控裝置7通過CAN總線或 RS485方式與車載電池管理系統1通信。該實施例中，充電機監控裝置7是整個充電過程實施的最終控制者，其控制信息 來源有車載電池管理系統1 (BMS)、充電樁4和(或)充電站后臺監控裝置5。這三種控制 源的選擇提供了充電控制的靈活性，能夠滿足各種不同情況下的充電控制要求。同時，2種 以上的充電控制互為備份，提高了充電過程控制的安全性和可靠性。在上述充電系統中，充電接口包括了充電控制導引電路接口，保證在充電過程失 控時的急停控制，保護充電系統和電動汽車的安全。在上述充電系統中，充電機監控裝置7的處理部分采用了 ARM系列嵌入式計算機 和LINUX多任務操作系統。能夠滿足充電過程控制、信息采集記錄、信息查詢展示、通信和 緊急控制動作的執行等多任務的并行執行。在上述充電系統的通信網絡中，充電機監控裝置7與充電站后臺監控5、充電樁4 和車載電池管理系統1 (BMS)系統的通信都是獨立的通信接口，提高了通信的可靠性，不會 因為其中一部分故障而導致整個系統癱瘓。在上述通信網絡中，通信接口優先選擇CAN總線。
權利要求一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，其特征是，充電系統通過充電接口和CAN總線或RS485方式與車載電池管理系統和蓄電池模塊連接，同時充電系統還通過CAN總線或RS485方式分別與充電樁和充電站后臺監控裝置連接。
2.如權利要求1所述的用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，其特征是，所述車載 電池管理系統和蓄電池模塊間采用CAN總線或RS485通信方式，蓄電池模塊通過充電接口 與充電系統連接；車載電池管理系統通過CAN總線或RS485方式與充電系統連接。
3.如權利要求1或2所述的用于電動汽車充電站的充電機監控裝置，其特征是，所述充 電系統包括充電機和充電機監控裝置，兩者間通過CAN總線或RS485方式通信；充電機通過 充電接口與蓄電池模塊連接；充電機監控裝置通過CAN總線或RS485方式與車載電池管理 系統通信。專利摘要本實用新型涉及一種用于電動汽車充電站的充電機監控裝置。它解決了目前充電機監控及鋰離子電池組充電過程控制的不足，提高鋰離子電池組充電過程的安全性和可靠性。其結構為它包括與車載電池管理系統和蓄電池模塊或總成，充電系統通過充電接口CAN總線或RS485方式與車載電池管理系統和蓄電池模塊或總成連接，同時充電系統還通過CAN總線或RS485方式分別與充電樁和充電站后臺監控裝置連接。
文檔編號H02J7/00GK201699445SQ20102020258
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者劉敦秀, 鞏方彬, 張華棟, 徐正飛, 李國華, 王興光 申請人:山東魯能智能技術有限公司