[發明專利]一種適用直流充電樁的車載充電機系統

在審

• 申請號: 202310240161.7
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116353374A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 魏俊巧;涂智溢;王斗
• 申請（專利權）人: 杭州世偉奇科技有限公司
• 主分類號: B60L53/22
• 分類號: B60L53/22;B60L58/12;B60L58/10;B60L58/24
• 代理公司: 杭州伍博專利代理事務所(普通合伙) 33309
• 代理人: 熊小芬

1.一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，包括DC/DC功率轉換單元、控制系統和通信單元組成，其中控制系統通過通信單元實時獲得車載電池所需的電壓和電流信息，然后計算工作在最佳工作點時的輸入電壓，最后通過通信單元經直流充電座向直流充電樁下發所需的電壓指令，直流充電樁根據通信單元下方的電壓指令及時調整輸出直流電經直流充電座到DC/DC功率轉換單元，DC/DC功率轉換單元將輸出的直流電進行變換之后給車載電池進行供電，進而保證輸入電壓滿足要求。

2.根據權利要求1所述的一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，所述的控制系統包括單片機、采樣模塊、功率控制模塊、系統狀態監測模塊和通信模塊，所述的采樣模塊、功率控制模塊、系統狀態監測模塊和通信模塊均與單片機連接，所述的采樣模塊配合采樣電路來采集直流充電樁輸出的電壓電流、DC/DC功率轉換單元輸出的電壓電流以及車載充電機內部的溫度數據，所述的功率控制模塊通過串口與DC/DC功率轉換單元通信來傳遞電壓電流控制參數，所述的系統狀態監測模塊用于監測整合車載充電機系統采樣數據、運行狀態并實時監測告警和故障狀態來執行保護動作，所述的通信模塊與車載充電機的通信單元通過串口交互通信報文，其中通信報文中包含車載電池的需求電壓電流信息。

3.根據權利要求2所述的一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，所述的采樣模塊通過DSP的12位ADC采樣獲取車載充電機內的導引電壓以及環境溫度、直流充電樁的高壓回路電壓電流、車載電池的回路電壓電流信息，其中車載充電機內采樣環境溫度所用的溫度探頭使用NTC電阻，采樣電路為分壓電路并使用差分放大電路采樣電壓和電流。

4.根據權利要求2所述的一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，所述的功率控制模塊根據充電任務狀態，啟動和停止DC/DC功率轉換單元，將電池管理系統BMS的需求Ub、Ib轉化為DC/DC功率轉換單元的需求UQ、IQ。

5.根據權利要求4所述的一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，所述的充電任務狀態具體如下：車載充電機無充電任務時處于休眠狀態，需要充電時經12V輔助電源接入并且引導連接成功之后，車載充電機切換為待機狀態，同時與電池管理系統BMS以及直流充電樁進行通信，經通信單元交互正常之后，車載充電機切換為充電狀態，與電池管理系統BMS以及直流充電樁交互需求信息，啟動DC/DC功率轉換單元并計算最佳工作點，當車載充電機在充電過程中出現異常保護或者充滿電之后，車載充電機切換為結束狀態，停止與電池管理系統BMS以及直流充電樁的交互，同時停止DC/DC功率轉換單元，報告充電信息或者故障碼，之后連接引導斷開使得車載充電機處于休眠狀態。

6.根據權利要求2所述的一種適用直流充電樁的車載充電機系統，其特征是，所述的系統狀態監測模塊包括散熱監測，所述的散熱監測通過控制PWM調速風扇實現風冷散熱，風扇的轉速由PWM占空比決定，占空比越高，風扇轉速越大；為降低噪音，同時保證可靠散熱，在算法中引入DCDC轉換功率和環境溫度兩個影響因素，具體流程如下：

溫度影響系數Kt?=?(100-20)/（Tmax-Tstart），其中占空比最高100%，最小為20%，Tstart為最低轉速的起轉溫度，Tmax為最高轉速對應的溫度；

溫度占空比Ct?=?Kt*（Treal-Tstart）+20，其中TrealTstart，Treal為實時溫度；

功率影響系數Kp?=?(100-20)/(Pmax-Pstart)，其中Pmax為車載充電機系統最大轉換功率，Pstart為風扇起轉的最小功率；

功率占空比Cp?=?Kp*（Preal-Pstart）+20；其中PrealPstart，Preal為實時功率；

最終的占空比?C?=?ηp*Cp?+?ηt?*Ct，其中ηt為溫度因素權重，ηp為功率因素權重，ηt+ηp?=1。