一种车辆充电系统及其控制方法和车辆与流程

本技术涉及车辆，特别是涉及一种车辆充电系统及其控制方法和车辆。

背景技术：

1、目前的电动车辆为了提高续航里程，高压电池的容量越来越大，其标定的电压等级也越来越高，例如800v电压等级的高压电池，但目前多数的充电桩的输出电压等级为500v标准。部分车辆通过在内部设置升压模块，可实现低电压等级的充电桩向高电压等级的电池的充电。

2、在传统的充电策略中，通常是先利用充电桩直接对高压电池进行充电，再利用升压模块升压后对高压电池进行充电。然而，该种充电方式在直接充电阶段，容易出现充电桩错误地认为高压电池已到达充满状态而异常结束充电的现象，进而导致高压电池无法充电或无法充满电。

技术实现思路

1、本技术提供一种车辆充电系统及其控制方法和车辆，以解决目前低电压等级的充电桩在给高电压等级的电池进行充电的过程中容易出现异常结束充电现象的问题。

2、为了解决上述问题，本技术采用了以下的技术方案：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种车辆充电系统，包括高压电池、第一开关模块、第二开关模块和变压模块；所述高压电池包括第一电池和第二电池；

4、所述第一电池的负极通过第一控制开关与所述第二电池的正极连接；所述第一电池的负极还通过第二控制开关与所述第二电池的负极连接；

5、所述第一开关模块的输出端分别与所述第一电池的正极和所述第二电池的负极连接，所述第一开关模块的输入端与所述第二开关模块的输出端连接，所述第二开关模块的输入端用于连接充电桩；所述变压模块的输入端通过第三控制开关连接所述充电桩，所述变压模块的输出端与所述第一开关模块的输入端连接；

6、当所述充电桩与车辆连接成功时，所述第一控制开关和所述第三控制开关断开，所述第二控制开关、所述第一开关模块和第二开关模块闭合，所述充电桩给所述第一电池充电，以使所述充电桩满足运行条件；

7、当所述充电桩满足切换条件时，所述第二控制开关和所述第二开关模块断开，所述第一控制开关和所述第三控制开关闭合，所述充电桩通过所述变压模块给所述第一电池和所述第二电池充电。

8、在本技术一实施例中，所述高压电池包括串联连接的多个第二电池；其中，

9、多个所述第二电池中的首个电池的正极通过所述第一控制开关与所述第一电池的负极连接；

10、多个所述第二电池中的最后一个电池的负极通过所述第二控制开关与所述第一电池的负极连接。

11、在本技术一实施例中，所述运行条件为：所述第一电池的充电电流大于或等于第一电流阈值；所述切换条件为：所述充电电流大于或等于所述第一电流阈值的持续时长达到时长阈值；其中，所述第一电流阈值为令所述充电桩保持运行状态的最小电流。

12、在本技术一实施例中，所述车辆充电系统还包括充电保持模块；所述充电保持模块分别与所述第一电池的正极和所述第二电池的负极连接；

13、当所述充电桩与车辆连接成功时，所述充电保持模块按照第一目标电压给所述第一电池充电；所述第一目标电压大于或者等于所述充电桩的当前桩电压；

14、当所述充电桩满足所述切换条件时，所述充电保持模块的输出电压从所述第一目标电压上升至第二目标电压，所述第二控制开关和所述第二开关模块断开，所述第一控制开关和所述第三控制开关闭合，以使所述充电保持模块按照所述第二目标电压给所述第一电池和所述第二电池充电；

15、当所述变压模块的输出电压上升至所述第二目标电压时，所述充电保持模块停止供电，所述充电桩通过所述变压模块按照所述第二目标电压给所述第一电池和所述第二电池充电。

16、在本技术一实施例中，当所述充电保持模块处于供电状态时，所述充电保持模块的输出电流小于第二电流阈值。

17、在本技术一实施例中，所述充电保持模块包括蓄电池和电压转换单元；所述蓄电池与所述电压转换单元的输入端连接，所述电压转换单元的输出端包括正极输出端和负极输出端；所述电压转换单元的正极输出端通过第四控制开关与所述第一电池的正极连接，所述电压转换单元的负极输出端与所述第二电池的负极连接；

18、当所述充电桩与车辆连接成功时，所述第四控制开关闭合，所述蓄电池通过所述电压转换单元升压后按照所述第一目标电压给所述第一电池充电；

19、当所述充电桩满足所述切换条件时，所述电压转换单元的输出电压从所述第一目标电压上升至第二目标电压；

20、当所述变压模块的输出电压上升至所述第二目标电压时，所述第四控制开关断开，以使所述充电保持模块停止供电。

21、在本技术一实施例中，所述车辆充电系统还包括预充电容；所述第一开关模块包括第五控制开关、第六控制开关、预充开关和预充电阻；所述第一开关模块的输出端包括正极输出端和负极输出端，所述第一开关模块的输入端包括正极输入端和负极输入端；

22、所述第五控制开关的第一端与所述第一开关模块的正极输出端连接，所述第五控制开关的第二端与所述第一开关模块的正极输入端连接；

23、所述第六控制开关的第一端与所述第一开关模块的负极输出端连接，所述第六控制开关的第二端与所述第一开关模块的负极输入端连接；

24、所述预充开关的第一端与所述第五控制开关的第一端连接，所述预充开关的第二端与所述第五控制开关的第二端连接；

25、所述预充电阻的第一端与所述预充开关的第二端连接，所述预充电阻的第二端与所述第五控制开关的第二端连接；所述预充电容的第一端与所述第五控制开关的第二端连接，所述预充电容的第二端与所述第六控制开关的第二端连接；

26、在所述充电桩连接成功之前，所述预充开关和所述第六控制开关依次闭合，直到当预设的高压部件预充完成时，所述第六控制开关和所述预充开关依次断开；

27、当所述充电桩与车辆连接成功时，所述第五控制开关和所述第六控制开关依次闭合，以使所述第一开关模块闭合。

28、在本技术一实施例中，所述电压转换单元包括开关管、电感、二极管和充电电容；所述电压转换单元的输入端包括正极输入端和负极输入端；

29、所述电压转换单元的正极输入端与所述蓄电池的正极连接，所述电压转换单元的负极输入端与所述蓄电池的负极连接；

30、所述开关管的第一端与所述电压转换单元的正极输入端连接，所述开关管的第二端与分别与所述电感的第一端和所述二极管的负极连接；所述开关管的第三端用于连接控制源；

31、所述二极管的正极与所述充电电容的第一端连接，所述充电电容的第一端与所述电压转换单元的正极输出端连接；所述电感的第二端分别与所述电压转换单元的负极输入端和所述充电电容的第二端连接，所述充电电容的第二端与所述电压转换单元的负极输出端连接。

32、在本技术一实施例中，当所述蓄电池的电压小于或者等于电压阈值时，所述蓄电池以第一目标电流给所述电压转换单元供电；其中，所述第一目标电流小于第二电流阈值，所述第二电流阈值为所述蓄电池在给所述电压转换单元供电的过程中保证与其连接的低压部件正常运行的最大电流。

33、第二方面，基于相同发明构思，本技术实施例提供了一种车辆充电系统的控制方法，适用于本技术第一方面提出的一种车辆充电系统，所述方法包括：

34、当所述充电桩与车辆连接成功时，控制所述第一控制开关和所述第三控制开关断开，并控制所述第二控制开关、所述第一开关模块和第二开关模块闭合，以使所述充电桩给所述第一电池充电，所述充电桩满足运行条件；

35、当所述充电桩满足切换条件时，控制所述第二控制开关和所述第二开关模块断开，并控制所述第一控制开关和所述第三控制开关闭合，以使所述充电桩通过所述变压模块给所述第一电池和所述第二电池充电。

36、在本技术一实施例中，所述高压电池包括串联连接的多个第二电池；其中，多个所述第二电池中的首个电池的正极通过所述第一控制开关与所述第一电池的负极连接；多个所述第二电池中的最后一个电池的负极通过所述第二控制开关与所述第一电池的负极连接；

37、所述方法还包括：

38、当所述充电桩满足切换条件时，控制所述第二控制开关和所述第二开关模块断开，并控制所述第一控制开关和所述第三控制开关闭合，以使所述充电桩通过所述变压模块给所述第一电池和多个所述第二电池充电。

39、在本技术一实施例中，所述方法还包括：

40、获取所述第一电池的充电电流；

41、在所述充电电流大于第一电流阈值的情况下，确定所述充电桩满足所述运行条件，并触发针对所述充电电流大于所述第一电流阈值的持续时长的计时；其中，所述第一电流阈值为令所述充电桩保持运行状态的最小电流；

42、在所述持续时长大于时长阈值的情况下，确定所述充电桩满足所述切换条件。

43、在本技术一实施例中，所述车辆充电系统还包括充电保持模块；所述充电保持模块分别与所述第一电池的正极和所述第二电池的负极连接；

44、所述方法还包括：

45、当所述充电桩与车辆连接成功时，控制所述充电保持模块按照第一目标电压给所述第一电池充电；所述第一目标电压大于或者等于所述充电桩的当前桩电压；

46、当所述充电桩满足所述运行条件时，控制所述充电保持模块的输出电压从第一目标电压上升至第二目标电压给所述第一电池充电；

47、当所述充电桩满足所述切换条件时，控制所述第二控制开关和所述第二开关模块断开，所述第一控制开关和所述第三控制开关闭合，以使所述充电保持模块按照所述第二目标电压给所述第一电池和所述第二电池充电；并控制所述变压模块的输出电压上升至所述第二目标电压；

48、当所述变压模块的输出电压上升至所述第二目标电压时，控制所述充电保持模块停止供电，并控制所述充电桩通过所述变压模块按照所述第二目标电压给所述第一电池和所述第二电池充电。

49、在本技术一实施例中，所述方法还包括：

50、当所述充电保持模块处于供电状态时，控制所述充电保持模块的输出电流小于第二电流阈值。

51、在本技术一实施例中，所述充电保持模块包括蓄电池和电压转换单元；所述蓄电池与所述电压转换单元的输入端连接，所述电压转换单元的输出端包括正极输出端和负极输出端；所述电压转换单元的正极输出端通过第四控制开关与所述第一电池的正极连接，所述电压转换单元的负极输出端与所述第二电池的负极连接；

52、所述方法还包括：

53、当所述充电桩与车辆连接成功时，控制所述第四控制开关闭合，并控制所述蓄电池通过所述电压转换单元升压后按照所述第一目标电压给所述第一电池充电；

54、当所述充电桩满足所述切换条件时，控制所述电压转换单元的输出电压从所述第一目标电压上升至所述第二目标电压给所述第一电池充电；

55、当所述变压模块的输出电压上升至所述第二目标电压时，控制所述第四控制开关断开，以使所述充电保持模块停止供电。

56、在本技术一实施例中，所述车辆充电系统还包括预充电容；所述第一开关模块包括第五控制开关、第六控制开关、预充开关和预充电阻；所述第一开关模块的输出端包括正极输出端和负极输出端，所述第一开关模块的输入端包括正极输入端和负极输入端；

57、所述第五控制开关的第一端与所述第一开关模块的正极输出端连接，所述第五控制开关的第二端与所述第一开关模块的正极输入端连接；

58、所述第六控制开关的第一端与所述第一开关模块的负极输出端连接，所述第六控制开关的第二端与所述第一开关模块的负极输入端连接；

59、所述预充开关的第一端与所述第五控制开关的第一端连接，所述预充开关的第二端与所述第五控制开关的第二端连接；

60、所述预充电阻的第一端与所述预充开关的第二端连接，所述预充电阻的第二端与所述第五控制开关的第二端连接；所述预充电容的第一端与所述第五控制开关的第二端连接，所述预充电容的第二端与所述第六控制开关的第二端连接；

61、所述方法还包括：

62、在所述充电桩连接成功之前，控制所述预充开关和所述第六控制开关依次闭合，直到当预设的高压部件预充完成时，控制所述第六控制开关和所述预充开关依次断开；

63、当所述充电桩与车辆连接成功时，控制所述第五控制开关和所述第六控制开关依次闭合，以使所述第一开关模块闭合。

64、在本技术一实施例中，所述方法还包括：

65、当所述蓄电池的电压小于或者等于电压阈值时，控制所述蓄电池以第一目标电流给所述电压转换单元供电；其中，所述第一目标电流小于第二电流阈值，所述第二电流阈值为所述蓄电池在给所述电压转换单元供电的过程中保证与其连接的低压部件正常运行的最大电流。

66、第三方面，基于相同发明构思，本技术实施例提供了一种车辆，包括本技术第一方面提出的车辆充电系统。

67、与现有技术相比，本技术包括以下优点：

68、本技术实施例提供的一种车辆充电系统，包括高压电池、第一开关模块、第二开关模块和变压模块，高压电池包括第一电池和第二电池，当充电桩与车辆连接成功时，第一控制开关和第三控制开关断开，第二控制开关、第一开关模块和第二开关模块闭合，充电桩给第一电池充电，以使充电桩满足运行条件；当充电桩满足切换条件时，第二控制开关和第二开关模块断开，第一控制开关和第三控制开关闭合，充电桩通过变压模块给第一电池和第二电池充电。本技术实施例通过在充电桩成功连接车辆后，控制充电桩单独给第一电池充电，能够有效保证充电桩维持在运行状态，进而有效避免充电桩错误地认为高压电池已达到充满状态而异常结束充电的现象；同时，通过设置变压模块，使得在第一电池和第二电池切换至串联连接之后，充电桩依然能够通过变压模块持续稳定地给高压电池充电，进而确保将高压电池充电至满充状态。