[發明專利]一種純電商用車充電監控系統及方法

在審

• 申請號: 202110270736.0
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112874382A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王昆;謝晏;鄭秀華;鄭艷;陳玉容;陳劍;柯紅平;陳道勇;楊魁
• 申請（專利權）人: 江西博能上饒客車有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;B60L53/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 李興林

1.一種純電商用車充電監控系統，其特征在于，包括：純電商用車、充電機、CANoe盒子和電腦，所述純電商用車內部設置有動力電池箱和BMS，所述動力電池箱通過高壓電纜連接動力電池接線盒，所述純電商用車的前部設置有OBD，側后部設置有充電接口，所述充電接口的輸入端通過高壓電纜與所述充電機連接，輸出端通過高壓電纜與所述動力電池接線盒連接，所述充電機用于通過連接所述充電接口及動力電池接線盒給所述動力電池箱充電；所述動力電池箱與所述動力電池接線盒之間、所述動力電池接線盒與所述BMS之間、所述BMS與所述充電接口之間、所述BMS與所述OBD之間均通過CAN通訊線連接，所述充電接口與所述充電機之間通過CAN通訊線連接；所述OBD與所述CANoe盒子之間連接有用于通訊的OBD接口線，所述CANoe盒子與所述電腦之間連接有CANoe通訊線；所述動力電池接線盒用于所述動力電池箱的串并聯，所述BMS用于對所述動力電池箱內部電芯的狀態信息進行檢測和管理，并與所述充電機進行通訊，所述OBD用于采集整車CAN總線信息，所述CANoe盒子用于采集所述純電商用車充電過程CAN通訊信號，并通過所述電腦顯示。

2.根據權利要求1所述的純電商用車充電監控系統，其特征在于，所述動力電池箱為多個，多個所述動力電池箱之間通過高壓電纜串聯，多個所述動力電池箱之間還連接有CAN通訊線。

3.根據權利要求1所述的純電商用車充電監控系統，其特征在于，所述電腦為安裝window10系統的一般電腦。

4.一種純電商用車充電監控方法，應用于權利要求1-3任一所述的純電商用車充電監控系統，其特征在于，所述方法包括設計充電監控功能和估算電池總能量；

第一，所述設計充電監控功能，包括：

建立DBC數據庫：通過規范配置DBC文件把CAN通訊中的16進制信號轉化為10進制，方便查看，具體步驟包括：

S1，打開CANoe中的CANdb++Editor模塊，按照國標GB/T27930規定創建信號，定義信號名稱、信號長度、分辨率和偏移量；

S2，按照國標GB/T27930規定創建充電過程的通訊信號分類，按類創建信號幀；所述通訊信號分類包括：低壓輔助上電及充電握手階段、充電參數配置階段、充電階段、充電結束階段和錯誤報文共5類CAN通訊信號，所述信號幀采用幀格式為CAN擴展幀29位標識符，其中涉及到節點僅包含充電機和BMS，節點地址分別為0x56和0xF4；

S3，按照國標GB/T27930規定把信號添加進相應信號幀內；

設計充電監控界面：具體步驟包括：

A1，打開CANoe中的Panel Editor模塊，按照國標GB/T27930規定的5類CAN通訊信號建立5個界面，通過“Tab Control”控件實現分頁顯示；

A2，對于每個界面，采用“Input/Output Box”控件設計BMS和充電機發送兩大欄信號，每欄按照GB/T27930規定創建信號；

A3，將數據庫中的報文信號、系統變量與對應控件進行關聯；

多包數據的解析：充電過程中存在傳輸信號數據超過8字節時，需采用一定規范進行解析，保證充電參數完整準確顯示，具體步驟包括：

B1，找出信號長度小于8位、大于8位信號；

B2，解析信號長度小于8位信號，采用解析公式為：數字量*分辨率+偏移量＝實際值，將實際值賦給對應系統變量，系統變量和Panel面板對應控件已關聯，實際值便可以直接顯示；

B3，解析信號長度大于8位信號，CAN信號的高位放在高字節的高位，信號的低位將放在低字節的低位，解析排列相反，高字節在前，低字節在后，排列后按所述步驟B2中的解析公式得出實際值，賦給對應系統變量；

第二，估算電池總能量：當SOC20％或SOC90％時，采用安時積分法估算電池總能量，同時使用開路電壓法進行校正，當SOC在20％～90％的區域，采用安時積分法估算電池總能量；所述估算電池總能量的具體步驟為：

C1，利用“Panel Editor”的“Switch/Indicator”控件設計測量按鍵，當此按鍵按下時，讀取所述BMS發送信息中的動力電池標稱總能量W、標稱容量C_N、荷電狀態SOC，讀取充電機發送信息中的電壓v_BO、電流I輸出值，將當前SOC值記為SOC₀，考慮到SOC數值的分辨率為1％，若直接用第一次采集的SOC開始安時積分，會造成較大的誤差，所以設計當SOC＝SOC₀+1％時開始采用安時積分算法，同時計時器開始不斷計時，結合讀取到的充電電流，計算充電容量，當SOC值再增大5％，即SOC＝SOC₀+6％時，根據所述電池總能量估算方法估算實測電池能量及能量差值；

C2，純電商用車采用充電機充電一段時間，按下Switch/Indicator按鈕；

C3，獲得估算實測電池能量及能量差值。

5.根據權利要求4所述的純電商用車充電監控方法，其特征在于，所述安時積分法公式為：

式中：C_N為額定容量；I為電池電流；SOC₀為充放電起始狀態；W為電池能量；a為電池充滿電時的開路電壓；

所述開路電壓法公式為：

式中：v_BO為電池開路電壓；a為電池充滿電時的開路電壓；b為電池充分放電后的開路電壓。