一种纯电动汽车定时定量充电的控制系统及方法，其是在车辆插上充电设备以后，由VCU控制BCM和车载充电机，开始进行充电，在车辆充电时，定时定量充电控制模块进行时间和电量的统计，在达到设定的时间或电量时，定时定量充电控制模块将充电结束指令发送给VCU，由VCU控制BCM和车载充电机结束充电过程。本发明能根据人们的实际情况设定电动车的充电时间或充电量，以避开高峰用电，利用低谷电来对电动车进行充电。本发明可以在不借助车辆外接预约设备的情况下，达到无论家充设备还是桩充设备，都可以实现车辆的定时定量的充电，解决了纯电动汽车定时充电时对车辆外部设备依赖性过大以及车辆剩余电量过多而不使用造成浪费的问题。
1.一种纯电动汽车定时定量充电的控制系统，其特征在于：包括定时定量充电控制模块、整车控制器VCU、电池管理系统BCM、车载充电机；
所述定时定量充电控制模块：包括CAN收发模块、计时模块和人机交互模块，在车辆上电状态下，通过人机交互模块进行充电时间和充电电量的设定；充电开始后，通过CAN收发模块与VCU交流，监控充电电量，同时计时模块对充电时间进行计时；
所述CAN收发模块，与VCU进行信号通讯，采集VCU反馈的充电电量，并且发送充电开始及充电结束指令；所述计时模块，用于对充电时间进行计时；所述人机交互模块，用于驾驶员对定时定量充电控制模块进行设定，以达到驾驶员预期的充电时间和充电电量；
所述整车控制器VCU：是纯电动汽车动力系统主控制器，负责整个动力系统功能实现过程的控制、纯电动汽车动力系统各子系统之间的工作协调、能量管理，以及与整车其它相关系统之间的协调工作；
所述电池管理系统BCM：负责对电池包工作状态的监测和控制，并与整车通信网络进行信息交互，是电池系统的控制核心，其包括SOC计算、SOH预测及历史使用记录、电池均衡、协助整车高压系统上下电、电池充电控制、电池性能监控、电池工作能力判断、CAN通讯、控制器标定、故障诊断及其他必要功能；
所述车载充电机：车载充电机响应VCU和BCM的指令，将外界的交流电转化为直流电，并为车辆电池充电，同时实时监控充电的数据并反馈给BCM；车载充电机包括以下功能：充电功能，定时休眠功能，CAN唤醒功能，故障存储功能以及保护功能；
纯电动汽车定时定量充电的控制系统是在车辆插上充电设备以后，由VCU控制BCM和车载充电机，开始进行充电，在车辆充电时，定时定量充电控制模块进行时间和电量的统计，在达到设定的时间或电量时，定时定量充电控制模块将充电结束指令发送给VCU，由VCU控制BCM和车载充电机结束充电过程。
2.一种纯电动汽车定时、定量充电的控制方法，其步骤如下：
（2）选择充电形式：如果对充电形式选择为不定时定量充电，则不启动定时定量充电模块，进入即插即充的传统充电模式；若选择定时定量充电，则根据所设定的时间和电量对车辆进行充电；
（3）获取定时定量的充电需求，通过定时定量充电模块的发送给VCU的信号，确定整车有定时定量的充电需求，由定时定量充电模块发出休眠指令，通过VCU控制整车进入休眠状态，整车进入预约等待充电状态；
（4）时间到达定时充电开始时间，由定时定量充电模块唤醒VCU，VCU发送指令唤醒BCM和车载充电机；通过BCM对电池状态检测，包括目前电池电量，允许充电功率，最大允许充电电流等，BCM将充电功率，充电电流等充电指令发送给车载充电机，由车载充电机将外界交流电转变为高压直流电，对电池进行充电；
（5）在充电过程中，由BCM实时监控电池状态，包括电池电量，充电电流，充电功率等，并将电池电量等信息发送给VCU，由VCU将电池电量等信息发送给定时定量充电模块，定时定量充电模块根据的充电电池电量，同时对充电时间进行监控，发出相关信号，控制车辆的充电的继续进行或者停止；在充电结束时，定时定量充电模块发送非充电需求信号和休眠信号给VCU，VCU控制BCM和车载充电机结束充电。
一种纯电动汽车定时、定量充电的控制系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于纯电动汽车动力系统领域，涉及纯电动汽车的电池充电技术。
背景技术
[0002] 现代社会，汽车业迅速发展。汽车改变了人们的生活，让人们的出行变得更加方便快捷。同时，由传统汽车所带来的能源短缺及环境污染等方面的问题越来越明显。此时，纯电动汽车逐渐为人们所接受，纯电动汽车的零排放以及能以多种能源为动力源的特点，可以大大的改善由传统汽车所带来的能源问题和环境问题。目前，发展电动汽车已得到各国政府的大力支持，并成为汽车行业的发展趋势，电动汽车的研发已成为汽车行业的热点。
[0003] 随着纯电动汽车投放市场，越来越多的纯电动汽车成为了人们上下班的代步车辆，也有很多成为出租车公司或公交公司的公共运营车辆，这势必导致了车辆同时充电，增加了电网的负荷，同时在用电高峰期充电时，较高的电价和过多的剩余电量对客户来说，也造成了能源的浪费和增加了出行成本。同时市场上现有的定时充电装置，都是需要车辆外接新的设备，或者直接在充电桩上实现定时充电。
发明内容
[0004] 为了克服现有技术的不足，解决对纯电动汽车定时充电时对车辆外部设备依赖性过大以及车辆剩余电量过多而不使用造成浪费的问题，本发明提供一种纯电动汽车定时、定量充电的控制系统，它能根据人们的实际情况况设定电动车的充电时间或充电量，以避开高峰用电，利用低谷电来对电动车进行充电，可以大大节省用电成本。本发明还提出了一种纯电动汽车定时、定量充电的控制方法。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 一种纯电动汽车定时定量充电的控制系统，包括定时定量充电控制模块、整车控制器（Vehicle Control Unit；以下简称VCU）、电池管理系统（Battery Control Module；以下简称BCM）、车载充电机。在车辆插上充电设备以后，由VCU控制BCM和车载充电机，开始进行充电，在车辆充电时，定时定量充电控制模块会进行时间和电量的统计，在达到设定的时间或电量时，定时定量充电控制模块会将充电结束之灵发送给VCU，由VCU控制BCM和车载充电机结束充电过程。
[0007] 定时定量充电控制模块：主要包括了CAN收发模块，计时模块以及人机交互模块。在车辆上电状态下，通过人机交互模块进行充电时间和充电电量的设定。充电开始后，通过CAN收发模块与VCU交流，监控充电电量，同时计时模块对充电时间进行计时。CAN收发模块，主要与VCU进行信号通讯，采集VCU反馈的充电电量，并且发送充电开始及充电结束指令；计时模块，主要对充电时间进行计时；人机交互模块，主要用于驾驶员对定时定量充电控制模块进行设定，以达到驾驶员预期的充电时间和充电电量。
[0008] 整车控制器：整车控制器（VCU）是纯电动汽车动力系统主控制器，负责整个动力系统功能实现过程的控制、纯电动汽车动力系统各子系统之间的工作协调、能量管理，以及与整车其它相关系统之间的协调工作等。
[0009] 电池管理系统：电池管理系统(BCM)负责对电池包工作状态的监测和控制，并与整车通信网络进行信息交互，是电池系统的控制核心。其主要功能有：SOC计算、SOH预测及历史使用记录、电池均衡、协助整车高压系统上下电、电池充电控制、电池性能监控、电池工作能力判断、CAN通讯、控制器标定、故障诊断及其他必要功能。
[0010] 车载充电机：车载充电机响应VCU和BCM的指令，将外界的交流电转化为直流电，并为车辆电池充电，同时实时监控充电的数据并反馈给BCM。车载充电机包括以下功能：充电功能，定时休眠功能，CAN唤醒功能，故障存储功能以及保护功能。
[0011] 本发明还提出了一种纯电动汽车定时、定量充电的控制方法，其步骤如下：
[0012] 1、连接充电设备，整车正常上电，进行必要的初始化；
[0013] 2、选择充电形式：对所述定时定量充电流程进行选择，则根据所设定的时间和电量对车辆进行充电，否则不进行定时定量充电。即如果对充电形式选择为不定时定量充电，则不启动定时定量充电模块，进入即插即充的传统充电模式；若选择定时定量充电，则根据所设定的时间和电量对车辆进行充电；
[0014] 3、获取定时定量的充电需求，通过定时定量充电模块的发送给VCU的信号，确定整车有定时定量的充电需求，由定时定量充电模块发出休眠指令，通过VCU控制整车进入休眠状态，整车进入预约等待充电状态；
[0015] 4、时间到达定时充电开始时间，由定时定量充电模块唤醒VCU，VCU发送指令唤醒BCM和车载充电机；通过BCM对电池状态检测，包括目前电池电量，允许充电功率，最大允许充电电流等，BCM将充电功率，充电电流等充电指令发送给车载充电机，由车载充电机将外界交流电转变为高压直流电，对电池进行充电；
[0016] 5、在充电过程中，由BCM实时监控电池状态，包括电池电量，充电电流，充电功率等，并将电池电量等信息发送给VCU，由VCU将电池电量等信息发送给定时定量充电模块，定时定量充电模块根据的充电电池电量，同时对充电时间进行监控，发出相关信号，控制车辆的充电的继续进行或者停止；在充电结束时，定时定量充电模块发送非充电需求信号和休眠信号给VCU，VCU控制BCM和车载充电机结束充电。
[0017] 本发明的技术效果：
[0018] 本发明能根据人们的实际情况设定电动车的充电时间或充电量，以避开高峰用电，利用低谷电来对电动车进行充电，可以大大节省用电成本。本发明可以在不借助车辆外接预约设备的情况下，达到无论家充设备还是桩充设备，都可以实现车辆的定时定量的充电，解决了纯电动汽车定时充电时对车辆外部设备依赖性过大以及车辆剩余电量过多而不使用造成浪费的问题。
附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍：
[0020] 图1是本发明的控制原理图。
[0021] 图2是本发明的系统框图。
[0022] 图3是本发明的控制系统流程图。
具体实施方式
[0023] 下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0024] 通过图1所示，本发明的定时定量充电模块的控制系统工作原理如下：
[0025] 在电动汽车101处于上电状态下，通过定时定量充电控制模块111的人机交互模块112，对需要充电的时间和需要充电的电量进行设定。按照电网用电低谷时间，定时充电时间被设定起始时间和结束时间。对充电电量的设定可以按照车辆需要行驶长短来进行设定，如可以设定为额定电量的80%,同时进行定时和定量充电时，以先达到预设的值为准；
[0026] 在连接完充电设备后，如果对充电形式选择为不定时定量充电，则不启动定时定量充电模块，进入即插即充的传统充电模式；
[0027] 如果对充电形式选择为定时定量充电，在连接好充电设备之后，定时定量充电模块111会发送休眠指令给VCU102，由VCU102控制整车下电，进入预约等待状态，同时计时模块114工作计时，检测时间是否达到人机交互模块112设定的充电起始时间。
[0028] 当计时模块114检测到时间到达了人机交互模块112设定的充电起始时间时，由CAN通讯模块113，发送CAN唤醒信号和充电需求信号给VCU102，通过VCU102,唤醒整车上电初始化，开始进行充电。
[0029] 当计时模块114检测到时间达到了人机交互模块112设定的充电结束时间时，由CAN通讯模块113，发送休眠指令和非充电需求信号给VCU102，通过VCU102，控制整车下电，结束充电过程。
[0030] 同时，CAN通讯模块113在充电时与VCU102进行实时的信号交流，接受VCU102发送给CAN通讯模块113的电池电量信息，当CAN通讯模块113检测到充电电量达到了人机交互模块112设定的充电电量时，由CAN通讯模块113，发送休眠指令和非充电需求信号给VCU102，通过VCU102，控制整车下电，结束充电过程。
[0031] 通过图2所示，可以了解需要实现定时定量充电功能，电动车辆不可缺少的相关系统和部件
[0032] 定时定量充电模块201与VCU202进行信息的交互：
[0033] 定时定量充电模块201在不同的工作状态下，根据需求，选择发送充电需求信号、非充电需求信号、CAN唤醒信号、休眠信号给VCU202，由VCU202来进行控制车辆的充电、上下电状态；
[0034] 在充电开始，时定时定量充电模块201发送充电需求信号和CAN换新信号给VCU202，唤醒VCU202后，VCU202发送指令唤醒BCM204和车载充电机203，由BCM204，检测动力电池包205的状态，将充电功率，充电电流等指令发送给车载充电机203，由车载充电机203将外界交流电转变为高压直流电，给电池充电。
[0035] 在充电过程中，BCM204实时监控动力电池包的状态，包括充电电流，电池电量等，并将电池电量等信息上传给VCU202，由VCU202给定时定量充电模块201发送充电电量等信息。
[0036] 在充电结束时，定时定量充电模块201发送非充电需求信号和休眠信号给VCU202，VCU202控制BCM204和车载充电机203结束充电。完成下电后，为了减少车辆静态功耗，VCU202自身也进入休眠状态。
[0037] 通过图3可以明确定时定量充电的控制系统工作流程
[0038] 1、从步骤301开始，连接充电设备，整车正常上电，进行必要的初始化；
[0039] 2、在步骤302，对所述定时定量充电流程进行选择，则根据所设定的时间和电量对车辆进行充电，如果不选择，则不进行定时定量充电。
[0040] 3、在步骤303，通过定时定量充电模块的发送给VCU的信号，确定整车有定时定量的充电需求，由定时定量充电模块发出休眠指令，通过VCU控制整车进入休眠状态，整车进入预约等待充电状态；
[0041] 4、在步骤304，时间到达定时充电开始时间，由定时定量充电模块唤醒VCU，VCU唤醒整车其他模块，如BCM、车载充电机等；通过BCM对电池状态检测，包括目前电池电量，允许充电功率，最大允许充电电流等，BCM将充电指令发送给车载充电机，由车载充电机将外界三相交流电转变为高压直流电，对电池进行充电；
[0042] 5、在步骤305，在充电过程中，由BCM实时监控电池状态，包括电池电量，充电电流，充电功率等，并将电池电量等信息发送给VCU，由VCU将电池电量等信息发送给定时定量充电模块，定时定量充电模块根据的充电电池电量，同时对充电时间进行监控，发出相关信号，控制车辆的充电的继续进行或者停止。
[0043] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和创造点相一致的最宽的范围。
