[发明专利]一种基于电动汽车OBC的CP信号幅值采样方法

说明书

本发明公开了一种基于电动汽车OBC的CP信号幅值采样方法，克服了现有技术无法有效提高CP信号幅值采样精度以及稳定度的问题，包括步骤1：准备对V_CP采样前，开关S断开；当CP信号是高电平时，通过电阻R对电容C进行充电，当充电时间超过时间常数τ=RC后，电容C充电完成，不再充电，之后电容C两端的电势差V_C接近CP信号的幅值V_CP；ADC采集V_CP即为CP信号的幅值；在下一个采样周期开始前，闭合开关S，电容C通过电阻R_L对外放电；放电完成，等待闭合开关S后即可开始下次采样。本发明弥补CPU负载率占用高的技术缺陷，占用相同的CPU资源的前提下，可以处理更多的采样数据，增加了数据稳定性和准确性。

技术领域

本发明涉及电动汽车OBC充电技术领域，尤其是涉及一种基于电动汽车OBC的CP信号幅值采样方法。

背景技术

CP信号属于控制导引装置中的充电确认握手信号，具备监控慢充供电设备和电动汽车车载充电设备OBC之间交互情况的功能。根据国家标准，电动汽车准备进行交流充电(慢充)前，需要依靠充电控制导引装置来完充电桩和电动汽车充电机的握手过程，在该过程中，CP信号是否正常，是决定充电机能否进入准备充电的关键因素之一。在开始充电后，需实时监测CP信号的各个参数，以确定是否可以继续维持在当前充电状态。

根据充电插头是否插入电动汽车的充电插座，以及车辆是否准备进入充电状态，CP信号主要有2种状态：直流信号和PWM信号，其幅值分别有+12V/+9V/+6V三种。

目前，CP信号幅值采样主要有两种方案：电压比较法和模数转换法。由于电压比较法无法精确计算CP信号当前的幅值，目前多采用模数转换法。为了采集到准确的CP信号幅值，需要对CP信号进行滤波，常见的滤波方法可以分为两类：模拟滤波和数字滤波。基于OBC工作环境、元器件寿命需求长等特点，使得模拟滤波电路结构复杂、抗干扰性差、阻带最小衰减易受限等缺点更加凸出，因此多采用数字滤波。

基于奈奎斯特采样定理，对CP信号的模数转换采样频率不能低于2kHz。为了提高数字滤波器的抗混叠能力以及削弱高频噪声的干扰，可以通过提高ADC采样频率来改善数字滤波器的效果。但是，高采样率受限于信号处理单元资源限制，为了兼容高ADC采样频率、数字信号处理资源有限，优化数字滤波方法极为重要。目前针对车载OBC采集CP幅值的滤波方法主要有以下3个方案。方案1是冒泡排序法，方案2是中位值平均滤波法。方案3是对经过模拟滤波后的CP信号，再经过ADC计算得到CP幅值。

方案1，冒泡排序法。该方案属于稳定的排序方法，实现简单，但时间复杂度高，为O(n2)，导致该方法仅适用于采样点较少的采样序列，同时，该方法在处理CP占空比较小的序列时，滤波后的CP信号幅值计算结果波动大，导致可能会误触发CP异常，影响OBC正常充电。

方案2，中位值平均滤波法。该方法可以有效减少异常波动引起的干扰，但是，该方法系统响应速度慢，不适用于快速变化的信号。

方案3，将CP信号经过n阶模拟滤波，提取其直流分量，通过对该直流分量进行ADC采样后，根据占空比与幅值的关系反推出CP的幅值。当CP占空比较小时，该方法计算出的CP幅值与实际CP幅值偏差大，导致无法满足国家标准对CP信号采样精度的要求。