CN119261604B - 一种充电监控系统、方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电监控系统、方法及车辆，涉及车辆辅助装备的供电技术领域，当车辆插入充电枪后，整车控制器输出第一控制信号至第一开关模块的控制端，使得第一开关模块断开；充电枪输出的第一电源信号经第一单向导通模块输入至电池管理系统，电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作；充电枪输出的第一电源信号还输入至第二开关模块的控制端，使得第二开关模块导通，第一电池电流转换器输出的第一电流输入至五合一控制器。能满足车辆关闭常火进行充电及充电监控的需求，保障了车辆充电的安全性。

Description

一种充电监控系统、方法及车辆

技术领域

本发明涉及车辆辅助装备的供电技术领域，尤其涉及一种充电监控系统、方法及车辆。

背景技术

现有非公路矿用混合动力矿车（矿车）的充电监控系统包括充电枪、电池管理系统（Battery Management System，BMS）、24V电瓶、整车监控主机（Telematics Box，TBOX）、五合一控制器、热管理控制器以及热冷机组。能保证整车正常上电时，电池管理系统、五合一控制器、整车监控主机、热管理控制器都是常火供电，ON火唤醒（通过操作钥匙开关，将低压电源位置切换至ON，简称为ON火）。整车在ON火状态下上高压，若ON火关闭，则整车下高压。

现有技术矿车的低压零部件采用常火供电，电池也需要在常火工作时进行充电，并且整车只有在ON火状态下上高压，才能够实现充电监控。

现有技术的矿车不能满足关闭常火进行充电及充电监控的需求，且电池充电时有一定的安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种充电监控系统、方法及车辆，能够满足车辆关闭常火进行充电及充电监控的需求，保障了车辆充电的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种充电监控系统，包括：整车控制器、第一开关模块、第一电源、五合一控制器、第一单向导通模块、电池管理系统、第一电池电流转换器、第二开关模块、第二单向导通模块以及整车监控主机；

所述整车控制器的输出端与所述第一开关模块的控制端电连接，所述第一开关模块的输入端与所述第一电源的输出端电连接，所述第一开关模块的输出端与所述五合一控制器电连接；所述第一电源的输出端还与所述第一单向导通模块的输入端电连接，所述第一单向导通模块的输出端与所述电池管理系统的第一输入端电连接；

所述电池管理系统的输出端与所述第一电池电流转换器的输入端电连接，所述第一电池电流转换器的输出端与所述第二开关模块的输入端电连接；所述第二开关模块的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接；

所述第二单向导通模块的输出端与所述整车监控主机的输入端电连接，所述整车监控主机的输出端与所述五合一控制器电连接；

当车辆插入充电枪后，所述整车控制器输出第一控制信号至所述第一开关模块的控制端，使得所述第一开关模块断开；所述第一单向导通模块的输入端、所述第二开关模块的控制端以及所述第二单向导通模块的输入端均与所述充电枪的输出端电连接；所述充电枪输出的第一电源信号经所述第一单向导通模块输入至所述电池管理系统，所述电池管理系统输出第一控制信号至所述第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作；所述充电枪输出的第一电源信号还输入至所述第二开关模块的控制端，使得所述第二开关模块导通，所述第一电池电流转换器输出的第一电流输入至所述五合一控制器。

可选的，所述充电监控系统还包括：热管理控制器、整车电流转换器以及热冷机组；

所述热管理控制器的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接，所述五合一控制器的输出端与所述整车电流转换器的输入端电连接，所述整车电流转换器的输出端与所述热冷机组的输入端电连接。

可选的，所述第一电池电流转换器的输出端还与所述第二单向导通模块的输入端电连接。

可选的，所述第一单向导通模块包括第一二极管，所述第二单向导通模块包括第二二极管；

所述第一二极管的正极与所述第一电源的输出端电连接，所述第一二极管的负极与所述电池管理系统电连接；当所述车辆插入充电枪后，所述第一二极管的正极还与所述充电枪的输出端电连接；

所述第一电源的输出端以及所述第一电池电流转换器的输出端均与所述第二二极管的正极电连接；当所述车辆插入所述充电枪后，所述第二二极管的正极还与所述充电枪的输出端电连接。

可选的，所述第一开关模块包括第一继电器，所述第二开关模块包括第二继电器；

所述第一继电器的控制端与所述整车控制器的输出端电连接，所述第一继电器的输入端与所述第一电源的输出端电连接，所述第一继电器的输出端与所述五合一控制器电连接；

所述第二继电器的输入端与所述第一电池电流转换器电连接，当车辆插入充电枪后，所述第二继电器的控制端与所述充电枪的输出端电连接，所述第二继电器的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接。

可选的，所述第一继电器和所述第二继电器均为五爪继电器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种充电监控方法，采用如第一方面所述的充电监控系统实现，所述充电监控方法包括：

检测充电枪状态；

当检测到车辆插入充电枪时，控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作。

可选的，所述充电监控系统还包括热冷机组，在所述检测充电枪状态之后，还包括：

当检测到车辆插入所述充电枪时，识别所述充电枪输出的第一电源信号的类型，所述第一电源信号的类型包括慢充电源信号和快充电源信号；

若识别出所述第一电源信号的类型为所述快充电源信号，在控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作的同时，控制整车电流转换器输出第二电流至所述热冷机组。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括第一方面所述的充电监控系统。

可选的，所述车辆包括混合动力矿车或电动矿车。

本发明实施例提供了一种充电监控系统、方法及车辆，当车辆插入充电枪后，整车控制器输出第一控制信号至第一开关模块的控制端，使得第一开关模块断开；充电枪输出的第一电源信号经第一单向导通模块输入至电池管理系统，电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作；充电枪输出的第一电源信号还输入至第二开关模块的控制端，使得第二开关模块导通，第一电池电流转换器输出的第一电流输入至五合一控制器。本发明实施例的方案可以在车辆充电时，第一电源和充电枪都可以经第一单向导通模块和第二单向导通模块给整车监控主机和电池管理系统供电，第一电池电流转换器可以经第二开关模块给五合一控制器供电，保证整车其它零部件不上电的情况下，使得整车监控主机能够正常监控电池管理系统、五合一控制器以及充电枪，保障了车辆关闭常火进行充电及充电监控的需求，且保障了车辆充电的安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

图1为本发明实施例提供的一种充电监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种充电监控系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种充电监控方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的另一种充电监控方法的流程图。

附图标记说明：110、整车控制器；120、第一开关模块；130、第一电源；140、五合一控制器；150、第一单向导通模块；160、电池管理系统；170、第一电池电流转换器；180、第二开关模块；190、第二单向导通模块；121、第一继电器；151、第一二极管；181、第二继电器；191、第二二极管；1100、整车监控主机；1110、热管理控制器；1120、整车电流转换器；1130、热冷机组；200、充电枪。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1为本发明实施例提供的一种充电监控系统的结构示意图，参考图1，充电监控系统包括：整车控制器110、第一开关模块120、第一电源130、五合一控制器140、第一单向导通模块150、电池管理系统160、第一电池电流转换器170、第二开关模块180、第二单向导通模块190以及整车监控主机1100。

其中，第一开关模块120和第二开关模块180可以包括继电器，第一电源130可以为24V电瓶，第一单向导通模块150和第二单向导通模块190可以包括二极管。第一电池电流转换器170可以包括车辆电池自带DCDC转换器。

继续参考图1，整车控制器110的输出端与第一开关模块120的控制端电连接，第一开关模块120的输入端与第一电源130的输出端电连接，第一开关模块120的输出端与五合一控制器140电连接；第一电源130的输出端还与第一单向导通模块150的输入端电连接，第一单向导通模块150的输出端与电池管理系统160的第一输入端电连接。电池管理系统160的输出端与第一电池电流转换器170的输入端电连接，第一电池电流转换器170的输出端与第二开关模块180的输入端电连接；第二开关模块180的输出端与五合一控制器140的输入端电连接。第二单向导通模块190的输出端与整车监控主机1100的输入端电连接，整车监控主机1100的输出端与五合一控制器140电连接。

本发明实施例中，当车辆插入充电枪200后，整车控制器110输出第一控制信号至第一开关模块120的控制端，使得第一开关模块120断开；第一单向导通模块150的输入端、第二开关模块180的控制端以及第二单向导通模块190的输入端均与充电枪200的输出端电连接；充电枪200输出的第一电源信号经第一单向导通模块150输入至电池管理系统160，电池管理系统160输出第一控制信号至第一电池电流转换器170，使得第一电池电流转换器170工作；充电枪200输出的第一电源信号还输入至第二开关模块180的控制端，使得第二开关模块180导通，第一电池电流转换器170输出的第一电流输入至五合一控制器140。

需要说明的是，其它实施例中，车辆未插入充电枪200，且整车在ON火状态下上高压时，各个零部件通过第一电源130进行供电工作。

本发明实施例的方案在车辆充电时，第一电源130和充电枪200都可以经第一单向导通模块150和第二单向导通模块190给整车监控主机1100和电池管理系统160供电，第一电池电流转换器170可以经第二开关模块180给五合一控制器140供电，保证整车其它零部件不上电的情况下，使得整车监控主机1100能够正常监控电池管理系统160、五合一控制器140以及充电枪200。此外，保障了车辆关闭常火进行充电及充电监控的需求，且保障了车辆充电的安全性。

图2为本发明实施例提供的另一种充电监控系统的结构示意图，可选的，在上述实施例的基础上，参考图2，充电监控系统还包括：热管理控制器1110、整车电流转换器1120以及热冷机组1130。

继续参考图2，热管理控制器1110的输出端与五合一控制器140的输入端电连接，五合一控制器140的输出端与整车电流转换器1120的输入端电连接，整车电流转换器1120的输出端与热冷机组1130的输入端电连接。

其中，整车电流转换器1120可以包括整车DCDC转换器。

可以理解的是，若本发明实施例的充电枪200为快充充电枪，则车辆充电时，需要热管理控制器1110进行工作。本发明实施例中，在车辆充电时，第一电源130和充电枪200都可以经第一单向导通模块150和第二单向导通模块190给整车监控主机1100和电池管理系统160供电，第一电池电流转换器170可以经第二开关模块180给五合一控制器140以及热管理控制器1110供电，保证整车其它零部件不上电的情况下，使得整车监控主机1100能够正常监控电池管理系统160、五合一控制器140、充电枪200以及热管理控制器1110。其中，五合一控制器140通过检测热管理控制器1110输出的充电状态信号，检测到电池需要降温时，控制整车电流转换器1120输出电流给热冷机组1130供电。由于当车辆插入充电枪200后，整车控制器110输出第一控制信号至第一开关模块120的控制端，使得第一开关模块120断开，能够保证整车未上高压，不具备工作的条件，但整车电流转换器1120能给热冷机组1130进行供电，使热冷机组1130工作，对电池进行充电降温。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，第一电池电流转换器170的输出端还与第二单向导通模块190的输入端电连接。

可以理解的是，为解决零部件为一路供电问题，本发明实施例中，第一电池电流转换器170的输出端还与第二单向导通模块190的输入端电连接，能够保证充电时第一电池电流转换器170给整车监控主机1100供电。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，第一单向导通模块150包括第一二极管151，第二单向导通模块190包括第二二极管191。第一二极管151的正极与第一电源130的输出端电连接，第一二极管151的负极与电池管理系统160电连接。本发明实施例中，当车辆插入充电枪200后，第一二极管151的正极还与充电枪200的输出端电连接。第一电源130的输出端以及第一电池电流转换器170的输出端均与第二二极管191的正极电连接；当车辆插入充电枪200后，第二二极管191的正极还与充电枪200的输出端电连接。

其中，第一二极管151和第二二极管191的外部可增设二极管盒。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参考图2，第一开关模块120包括第一继电器121，第二开关模块180包括第二继电器181。第一继电器121的控制端与整车控制器110的输出端电连接，第一继电器121的输入端与第一电源130的输出端电连接，第一继电器121的输出端与五合一控制器140电连接。第二继电器181的输入端与第一电池电流转换器170电连接，当车辆插入充电枪200后，第二继电器181的控制端与充电枪200的输出端电连接，第二继电器181的输出端与五合一控制器140的输入端电连接。

可以理解的是，本发明实施例中，小功率零部件（例如整车监控主机1100）的供电电流通过第一二极管151和第二二极管191进行外部处理，因第一二极管151和第二二极管191散热达不到较大功率零部件（例如五合一控制器140和热管理控制器1110）的供电要求，使用第一继电器121和第二继电器181对较大功率零部件的供电电流进行外部处理，能够保证电路的安全性。

可选的，在上述实施例的基础上，第一继电器121和第二继电器181均为五爪继电器。

需要说明的是，五爪继电器的控制端包括电磁铁和线圈，五爪继电器的输出端包括动触点和铁芯，五爪继电器的输入端包括固定触点，动触点在电磁铁的作用下与固定触点接触或分离，实现电路的开闭。当线圈通电时，电磁铁产生磁场，吸引铁芯，使动触点与固定触点接触，电路导通。当线圈断电时，电磁铁的磁场消失，铁芯返回原位，动触点与固定触点分离，电路断开。

本发明实施例中，在车辆充电时，第一电源130和充电枪200都可以经第一单向导通模块150和第二单向导通模块190给整车监控主机1100和电池管理系统160供电，第一电池电流转换器170可以经第二开关模块180给五合一控制器140以及热管理控制器1110供电，保证整车其它零部件不上电的情况下，使得整车监控主机1100能够正常监控电池管理系统160、五合一控制器140、充电枪200以及热管理控制器1110。其中，当充电枪200为快充充电枪时，五合一控制器140通过检测热管理控制器1110输出的充电状态信号，检测到电池需要降温时，控制整车电流转换器1120输出电流给热冷机组1130供电。由于当车辆插入充电枪200后，整车控制器110输出第一控制信号至第一开关模块120的控制端，使得第一开关模块120断开，能够保证整车未上高压，不具备工作的条件，但整车电流转换器1120能给热冷机组1130进行供电，对电池进行充电降温。为解决零部件为一路供电问题，本发明实施例中，第一电池电流转换器170的输出端还与第二单向导通模块190的输入端电连接，能够保证充电时第一电池电流转换器170给整车监控主机1100供电。小功率零部件（例如整车监控主机1100）的供电电流通过第一二极管151和第二二极管191进行外部处理，因第一二极管151和第二二极管191散热达不到较大功率零部件（例如五合一控制器140和热管理控制器1110）的供电要求，使用第一继电器121和第二继电器181对较大功率零部件的供电电流进行外部处理，能够保证电路的安全性。

图3为本发明实施例提供的一种充电监控方法的流程图，该充电监控方法采用上述实施例提供的充电监控系统实现，参考图3，该充电监控方法包括：

S310、检测充电枪状态。

其中，充电枪状态包括车辆插入充电枪和车辆未插入充电枪。

S320、当检测到车辆插入充电枪时，控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作。

需要说明的是，当车辆插入充电枪后，充电枪输出的第一电源信号经第一单向导通模块输入至电池管理系统，电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作。充电枪输出的第一电源信号还输入至第二开关模块的控制端，使得第二开关模块导通，第一电池电流转换器输出的第一电流输入至五合一控制器。

图4为本发明实施例提供的另一种充电监控方法的流程图，可选的，在上述实施例的基础上，充电监控系统还包括热冷机组，参考图4，该充电监控方法包括：

S410、检测充电枪状态。

S420、当检测到车辆插入充电枪时，识别充电枪输出的第一电源信号的类型，第一电源信号的类型包括慢充电源信号和快充电源信号。

可以理解的是，充电枪可以是快充充电枪，也可以是慢充充电枪，当充电枪是快充充电枪时，第一电源信号的类型是快充电源信号。当充电枪是慢充充电枪时，第一电源信号的类型是慢充电源信号。

S430、若识别出第一电源信号的类型为快充电源信号，在控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作的同时，控制整车电流转换器输出第二电流至热冷机组。

需要说明的是，当车辆插入充电枪后，充电枪输出的第一电源信号经第一单向导通模块输入至电池管理系统，电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作。充电枪输出的第一电源信号还输入至第二开关模块的控制端，使得第二开关模块导通，第一电池电流转换器输出的第一电流输入至五合一控制器。若为快充，则在控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得第一电池电流转换器工作的同时，控制整车电流转换器输出第二电流至热冷机组。能够保证整车未上高压，不具备工作的条件，但整车电流转换器能给热冷机组进行供电，使热冷机组工作，对电池进行充电降温。

本发明实施例中的充电监控方法采用上述实施例提供的充电监控系统实现，因此具备同样的有益效果，未在本发明实施例中详细描述的内容，可参考上述实施例提供的充电监控系统。

本发明实施例还提供了一种车辆，包括上述实施例提供的充电监控系统。

可选的，在上述实施例的基础上，本发明实施例的车辆包括混合动力矿车或电动矿车。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种充电监控系统，其特征在于，包括：整车控制器、第一开关模块、第一电源、五合一控制器、第一单向导通模块、电池管理系统、第一电池电流转换器、第二开关模块、第二单向导通模块以及整车监控主机；

所述整车控制器的输出端与所述第一开关模块的控制端电连接，所述第一开关模块的输入端与所述第一电源的输出端电连接，所述第一开关模块的输出端与所述五合一控制器电连接；所述第一电源的输出端还与所述第一单向导通模块的输入端电连接，所述第一单向导通模块的输出端与所述电池管理系统的第一输入端电连接；

所述电池管理系统的输出端与所述第一电池电流转换器的输入端电连接，所述第一电池电流转换器的输出端与所述第二开关模块的输入端电连接；所述第二开关模块的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接；

所述第二单向导通模块的输出端与所述整车监控主机的输入端电连接，所述整车监控主机的输出端与所述五合一控制器电连接；

当车辆插入充电枪后，所述整车控制器输出第一控制信号至所述第一开关模块的控制端，使得所述第一开关模块断开；所述第一单向导通模块的输入端、所述第二开关模块的控制端以及所述第二单向导通模块的输入端均与所述充电枪的输出端电连接；所述充电枪输出的第一电源信号经所述第一单向导通模块输入至所述电池管理系统，所述电池管理系统输出第一控制信号至所述第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作；所述充电枪输出的第一电源信号还输入至所述第二开关模块的控制端，使得所述第二开关模块导通，所述第一电池电流转换器输出的第一电流输入至所述五合一控制器。

2.根据权利要求1所述的充电监控系统，其特征在于，所述充电监控系统还包括：热管理控制器、整车电流转换器以及热冷机组；

所述热管理控制器的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接，所述五合一控制器的输出端与所述整车电流转换器的输入端电连接，所述整车电流转换器的输出端与所述热冷机组的输入端电连接。

3.根据权利要求1所述的充电监控系统，其特征在于，所述第一电池电流转换器的输出端还与所述第二单向导通模块的输入端电连接。

4.根据权利要求1或3所述的充电监控系统，其特征在于，所述第一单向导通模块包括第一二极管，所述第二单向导通模块包括第二二极管；

所述第一二极管的正极与所述第一电源的输出端电连接，所述第一二极管的负极与所述电池管理系统电连接；当所述车辆插入充电枪后，所述第一二极管的正极还与所述充电枪的输出端电连接；

所述第一电源的输出端以及所述第一电池电流转换器的输出端均与所述第二二极管的正极电连接；当所述车辆插入所述充电枪后，所述第二二极管的正极还与所述充电枪的输出端电连接。

5.根据权利要求1所述的充电监控系统，其特征在于，还包括：所述第一开关模块包括第一继电器，所述第二开关模块包括第二继电器；

所述第一继电器的控制端与所述整车控制器的输出端电连接，所述第一继电器的输入端与所述第一电源的输出端电连接，所述第一继电器的输出端与所述五合一控制器电连接；

所述第二继电器的输入端与所述第一电池电流转换器电连接，当车辆插入充电枪后，所述第二继电器的控制端与所述充电枪的输出端电连接，所述第二继电器的输出端与所述五合一控制器的输入端电连接。

6.根据权利要求5所述的充电监控系统，其特征在于，所述第一继电器和所述第二继电器均为五爪继电器。

7.一种充电监控方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一项所述的充电监控系统实现，所述充电监控方法包括：

检测充电枪状态；

当检测到车辆插入充电枪时，控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作。

8.根据权利要求7所述的充电监控方法，其特征在于，所述充电监控系统还包括热冷机组，在所述检测充电枪状态之后，还包括：

当检测到车辆插入所述充电枪时，识别所述充电枪输出的第一电源信号的类型，所述第一电源信号的类型包括慢充电源信号和快充电源信号；

若识别出所述第一电源信号的类型为所述快充电源信号，在控制第一开关模块断开，同时控制电池管理系统输出第一控制信号至第一电池电流转换器，使得所述第一电池电流转换器工作的同时，控制整车电流转换器输出第二电流至所述热冷机组。

9.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的充电监控系统。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述车辆包括混合动力矿车或电动矿车。