CN104362704A - 一种车辆交流充电握手装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车辆交流充电握手装置，属于汽车技术领域。它解决了现有技术中不能单独使用的问题。本装置包括微处理器、蓄电池、开关电路一和开关电路二，开关电路一控制端通过导线连接微处理器的控制输出端一，开关电路二控制端连接微处理器的控制输出端二，开关电路二开关端串联连接有电阻一，电阻一另一端反馈连接微处理器的电压输入检测端，在供电设备连接车辆时微处理器启动并通过导通开关电路一给电池管理系统和整车控制器供电，微处理器接收车辆状态及电池状态确认信息，微处理器确定时控制开关电路二导通，开关电路二导通接入电阻一，微处理器的电压输入检测端接收电压变化发送信号给供电设备。该装置能独立应用与不同车型实现握手。

Description

一种车辆交流充电握手装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种车辆交流充电握手装置。

背景技术

在国标充电桩及交流充电线组的充电环境下，电动汽车必须和供电设备进行握手，电动汽车才能正常充电。目前电动汽车都将该握手功能集成到车载充电器微处理器内部或电池管理系统内部，但没有独立的充电握手装置。集成于电池管理系统内部的握手装置在不同的车型中并不相同，如果需要升级则就更换掉整个电池管理系统，而不升级就可能不能够实现与国际充电桩匹配充电。

如中国专利文献公开了申请号为201110263780.5的一种分布式电池管理系统，由主控制系统和电池监控系统组成，主控制系统包括微处理模块、继电器控制及诊断模块、握手信号收发模块、CAN收发器模块、非挥发记忆模块及无线通讯模块，在该系统中握收信号收发模块接收车内微处理器的报文信号进行判断后确定握手成功，该握手模块是电池管理系统的一部分，只能配合对应的电池管理系统进行使用。不能单独使用，且不能进行升级，不适用多个不同的车型，特别老版电动汽车，该电池管理系统本身并不适用国际交流充电要求。给电动车辆的充电带来了不便。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种车辆交流充电握手装置，该装置结构简单，并能独立应用与不同车型电动汽车的交流充电中实现握手。

本发明通过下列技术方案来实现：一种车辆交流充电握手装置，其特征在于，本充电握手装置包括与电池管理系统及整车控制器通信的微处理器、给微处理器供电的蓄电池、用于连接并通断电池管理系统及整车控制器与蓄电池供电的开关电路一和用于接收反馈电压状态的开关电路二，所述开关电路一的控制端通过导线连接微处理器的控制输出端一，所述开关电路二的控制端连接微处理器的控制输出端二，所述开关电路二的开关端串联连接有电阻一，所述电阻一的另一端反馈连接微处理器的电压输入检测端，所述微处理器在供电设备的充电插头连接电动车辆准备充电时微处理器启动并通过控制开关电路一的导通给电池管理系统和整车控制器供电，同时所述微处理器接收电池管理系统和整车控制器发送的车辆状态及电池状态确认信息，微处理器比对车辆当前状态及电池状态确定在设定范围内时控制开关电路二导通，开关电路二导通接入电阻一，微处理器的电压输入检测端接收电压变化发送信号给供电设备。

微处理器连接有蓄电池，当供电设备的充电插头接入电动车辆进行充电时，微处理器的控制输出端通过开关电路一的控制端接地，开关电路一导通给电池管理系统及整车控制器供电，电池管理系统和整车控制器得电后，电池管理系统和整车控制器分别把电池状况和车辆状态发送给微处理器，微处理器对接收的电池管理系统和整车控制器发送的车辆状态及电池状态进行信息确认，微处理器比对车辆当前状态及电池状态确定在设定范围内时控制开关电路二导通，开关电路二导通接入电阻一，微处理器的电压输入检测端接收电压变化发送信号给供电设备，此时握手成功。供电设备给车辆充交流电。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述开关电路一包括继电器一，所述继电器一线圈的一端连接微处理器的控制输出端一，所述继电器一线圈的另一端用于供电设备的充电插头接入电动车辆时接地，所述继电器一的常开开关分别连接蓄电池和电池管理系统及整车控制器。这里用微处理器通过控制继电器一线圈的通断来控制对应的常开开关闭合，使蓄电池给整车控制器及电池管理系统供电。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述开关电路一包括三极管一，所述三极管一的基极连接微处理器的控制输出端一，所述三极管一的发射极连接蓄电池，三极管一的集电极连接电池管理系统及整车控制器的电源输入端。这里微处理器通过控制三极管一基极的导通来实现控制电池管理系统和整车控制器与电源的导通。同时控制了电池管理系统和整车控制器与微处理器的通讯。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述开关电路二包括继电器二，所述继电器二线圈连接微处理器的控制输出端二与地线，同时继电器二的常开开关串联连接于电阻一后并联连接有电阻二，所述电阻一与电阻二连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端，所述继电器二开关与电阻二连接节点接地线。这里在微处理器不导通继电器二线圈时，供电设备的输出电压经过电阻二分流，给微处理器电压输入检测端的电压稳定，当微处理器通过控制继电器二线圈的导通，使供电设备输出电压在继电器二开关闭合时接入电阻一，此时微处理器的电压输入检测端的电压发生变化，该变化发送给供电设备，此时握手成功。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述开关电路二包括三极管二，所述三极管二的基极连接微处理器的控制输出端二，所述三极管二的发射极串联连接有电阻一后并联连接电阻二，所述电阻一与电阻二连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端，所述三极管二的集电极接地线。这里通过微处理器导通三极管二基极时，使供电设备输出电压在三极管二发射极和集电极导通时接入电阻一，此时微处理器的电压输入检测端的电压发生变化，该变化发送给供电设备，此时握手成功。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述电阻二与电阻一连接的节点上正向串联接有二极管，所述二极管的正极留出导线连接供电设备输出电压，同时二极管的正极连接微处理器的电压输入检测端。这里使用二极管是为了保护开关电路二与供电设备电压的接入。在单片机接地端和电压输入端反接时也不会损坏该电路。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述微处理器的保护端连接开关电路二的接地端，所述微处理器保护端在接收到微处理器控制输出端一电压状态与设定值不符时控制开关电路一断开。这里是为了检测微处理器给输出的电压状态与设定值不符时断开蓄电池给电池管理系统和整车控制器供电。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述微处理器的通讯端通过CAN总线连接电池管理系统及整车控制器。通过CAN总线实现微处理器与电池管理系统及整车控制器的通讯，微处理器根据电池管理系统输出的本电池型号、电池能接受的充电电压范围，整车控制器提供的车辆是否已经通过充电设备正常连接到充电桩等车辆状态和车辆当前蓄电池状态，在确定当前车辆的充电设备已经连接就绪，而本车的电池型号和充电电压都能符合的情况下反馈握手正常信号。

在上述的车辆交流充电握手装置中，所述微处理器为单片机。这里用单元机使得本装置整体结构简单化，从而也减少了硬件结构。使新开发车辆满足国际标准充电要求，同时也节省了零部件的再次开发和升级。可直接到单片机的内容程序进行升级。

与现有技术相比，本车辆交流充电握手装置具有以下优点：本装置结构简单，升级方便，节省零部件再次开发费用；同时适用于老版的电动汽车车型升级，使其能在国标交流充电桩下充电；也可以匹配现有车载充电机使用，使新开发电动汽车满足国标充电要求。

附图说明

图1是本发明的实施例一的结构示意图；

图2是本发明的实施例二电路的示意图。

图中，1、电压输入检测端；2、电源端；3、控制输出端一；4、保护端；5、通讯端；6、控制输出端二；10、握手装置；R1、电阻二；R2、电阻一；R3、电阻三；S1、继电器一；S2、继电器二；D1、二极管；Q1、三极管一；Q2、三极管二。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一，如图1所示，本车辆交流充电握手装置包括与电池管理系统及整车控制器通信的微处理器、给微处理器供电的蓄电池、用于连接并通断电池管理系统及整车控制器与蓄电池供电的开关电路一和用于接通反馈电压状态的开关电路二。如图中KL30接线端用于连接蓄电池。开关电路一的控制端导线连接微处理器的控制输出端一3，开关电路二的控制端连接微处理器的控制输出端二6，开关电路二的开关端串联连接有电阻一R2，电阻一R2的另一端反馈连接微处理器的电压输入检测端1。通过CAN总线实现微处理器与电池管理系统及整车控制器的通讯。微处器在供电设备的充电插头接电动车辆时微处理器启动并通过控制开关电路一的导通给电池管理系统供电，本握手装置10的控制电池管理系统和整车控制器供电的接线端为HW端。

同时微处理器接收电池管理系统和整车控制器发送的车辆状态及电池状态确认信息，微处理器比对车辆当前状态及电池状态确定在设定范围内时控制开关电路二导通，开关电路二导通接入电阻一R2，微控制器的电压输入检测端1接收电压变化发送信号给供电设备。微处理器的保护端4连接开关电路二的接地端，微处理器保护端4在接收到微处理器控制输出端一3电压状态与设定值不符时控制开关电路一断开，微处理器为单片机。

开关电路一包括继电器一S1，继电器一S1线圈的一端连接微处理器的控制输出端，继电器一S1线圈的另一端用于供电设备的充电插头接入电动车辆时接地，继电器一S1的常开开关分别连接蓄电池和电池管理系统及整车控制器。此时单片机的保护端4连接继电器一S1线圈的输出端。

开关电路二包括继电器二S2，继电器二S2线圈连接微处理器的控制输出端二6与地线，同时继电器二S2的常开开关串联连接于电阻一R2后并联连接有电阻二S1，电阻一R2与电阻二S1连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端1，继电器二S2开关与电阻二S1连接节点接地线。图中GND接线端为接地线端。

电阻二S1与电阻一R2连接的节点上正向串联接有二极管D1，二极管D1的正极留出导线连接供电设备输出电压，同时二极管D1的正极连接微处理器的电压输入检测端1。这里使用二极管D1是为了保护开关电路二与供电设备电压的接入。二极管D1多的正极留出插口端CP用于连接供电设备输出电压线。

以下是本车辆交流充电握手装置的工作原理：

单片机的电源端2连接蓄电池，当供电设备的充电插头接入电动车辆时，单片机的控制输出端一3连接继电器一S1线圈，继电器一S1线圈的另一端为如图为CC端用于供电设备接入车辆时接地，即此时单片机的控制输出端一3连接的继电器一S1线圈导通给电池管理系统及整车控制器供电，电池管理系统和整车控制器得电后，电池管理系统和整车控制器分别把电池状况和车辆状态发送给单片机，单片机对通讯端5接收的电池管理系统和整车控制器发送的车辆状态及电池状态确认信息，单片机根据电池管理系统输出的本电池型号、电池能接受的充电电压范围，整车控制器提供的车辆是否已经通过充电设备正常连接到充电桩等车辆状态和车辆当前蓄电池状态，在确定当前车辆的充电设备已经连接就绪，而本车的电池型号和充电电压都能符合的情况下反馈握手正常信号。

微处理器比对车辆当前状态及电池状态确定在设定范围内时单片机控制输出端二6控制继电器二S2线圈导通，继电器二S2常开开关闭合导通接入电阻一R2，电阻一R2得接入使得供电设备输出电压得到分压，从供电设备电压输出端连接的单片机电压输入检测端1接收电压变化发送信号给供电设备。此时握手成功。供电设备给进行车辆充交流电。同时在充电过程中，单片机电压输入检测端1和保护端4周期性进行扫描，监测供电设备和车辆充电系统的连接状态。当单片机控制输出端一3的输出电压状态与设定值不符时，单片机控制继电器一S1线圈失电，继电器一S1常开开关被打开，从而断开了蓄电池给电池管理系统和整车控制器的供电，即电池管理系统和整车控制器不能跟单片机实现通讯，即握手不能成功进行。则中断了供电设备向车辆的充电过程。

实施例二，如图2所示，本实施例其他结构同上述实施例一相同，把实施例一开关电路一的继电器一S1用三极管一Q1进行替换，开关电路一包括三极管一Q1，三极管一Q1的基极连接微处理器的控制输出端一3，三极管一Q1的发射极连接蓄电池，三极管一Q1的集电极连接电池管理系统及整车控制器的电源输入端。这里单片机通过控制三极管基极的导通来实现控制电池管理系统和整车控制器与电源的导通。同时控制了电池管理系统和整车控制器与微处理器的通讯。相对应得开关电路二还是可以用继电器二S2进行开关控制实现，同时开关电路二也可选择三极管二Q2进行实现。其中三极管一Q1的集电极与HW接线端之间通过电阻三R3连接，这里增设电阻三R3是为了保护三极管的正常工作。

开关电路二包括三极管二Q2，三极管二Q2的基极连接微处理器的控制输出端二6，三极管的发射极串联连接有电阻一R2后并联连接有电阻二S1，电阻一R2与电阻二S1连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端1，三极管二Q2的集电极接地线。这里通过微处理器导通三极管二Q2基极时，使供电设备输出电压在三极管二Q2发射极和集电极导通时接入电阻一R2，此时单片机的电压输入检测端1的电压发生变化，再把该电压变化发送给供电设备，此时握手成功。实施例二中的继电器二S2和三极管二Q2及继电器一S1和三极管一Q1可相互替换实现。

单片机电源端1连接有蓄电池，同时蓄电池连接三极管一Q1的发射极，三极管一Q1的集电极分别连接电池管理系统和整车控制器，单片机连接三极管一Q1的基极，当供电设备的充电插头接入电动车辆时，单片机给三极管一Q1基极导通一个电压压降，此时三极管一Q1的发射极和集电极导通，蓄电池连接上电池管理系统和整车控制器，即此时电池管理系统和整车控制器得电12V。当三极管一Q1的集电极接地，单片机的保护端4连接三极管一Q1的集电极，电池管理系统和整车控制器与单片机实现实时通讯，单片机接收电池管理系统的电池状态和整车控制器的车辆状态进行判断，当电池状态和车辆状态都能和设定信息相匹配时，单片机控制三极管二Q2的基极一电压降，三极管二Q2发射极和集电极导通，则电阻一R2接入到电路中，与电阻一R2形成压降差，对供电设备的输出电压进行分压，则在单片机电压输入检测端1的电压发生变化，供电设备同时也得到单片机电压输入检测端1电压变化则表示充电握手成功。供电设备开始对蓄电池进行交流充电。

在开关电路一为三极管一Q1进行实现时，同时在充电过程中，单片机电压输入检测端1和保护端4周期性进行扫描，监测供电设备和车辆充电系统的连接状态。当单片机控制输出端3的输出电压状态与设定值不符时，单片机控制三极管一Q1基极失电，三极管一Q1的发射极和集电极断开，从而断开了蓄电池给电池管理系统和整车控制器的供电，即电池管理系统和整车控制器不能跟单片机实现通讯，即握手不能成功进行。则中断了供电设备向车辆的充电过程。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了电压输入检测端1、电源端2、控制输出端一3、保护端4、通讯端5、控制输出端二6、握手装置10、电阻二R1、电阻一R2、电阻三R3、继电器一S1、继电器二S2、二极管D1、三极管一Q1、三极管二Q2等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种车辆交流充电握手装置，其特征在于，本充电握手装置包括与电池管理系统及整车控制器通信的微处理器、给微处理器供电的蓄电池、用于连接并通断电池管理系统及整车控制器与蓄电池供电的开关电路一和用于接收反馈电压状态的开关电路二，所述开关电路一的控制端通过导线连接微处理器的控制输出端一(3)，所述开关电路二的控制端连接微处理器的控制输出端二(6)，所述开关电路二的开关端串联连接有电阻一R2，所述电阻一R2的另一端反馈连接微处理器的电压输入检测端(1)，所述微处理器在供电设备的充电插头连接电动车辆准备充电时微处理器启动并通过控制开关电路一的导通给电池管理系统和整车控制器供电，同时所述微处理器接收电池管理系统和整车控制器发送的车辆状态及电池状态确认信息，微处理器比对车辆当前状态及电池状态确定在设定范围内时控制开关电路二导通，开关电路二导通接入电阻一R2，微处理器的电压输入检测端(1)接收电压变化发送信号给供电设备。

2.根据权利要求1所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述开关电路一包括继电器一S1，所述继电器一S1线圈的一端连接微处理器的控制输出端一(3)，所述继电器一S1线圈的另一端用于供电设备的充电插头接入电动车辆时接地，所述继电器一S1的常开开关分别连接蓄电池和电池管理系统及整车控制器。

3.根据权利要求1所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述开关电路一包括三极管一Q1，所述三极管一Q1的基极连接微处理器的控制输出端一(3)，所述三极管一Q1的发射极连接蓄电池，三极管一Q1的集电极连接电池管理系统及整车控制器的电源输入端。

4.根据权利要求1或2或3所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述开关电路二包括继电器二S2，所述继电器二S2线圈连接微处理器的控制输出端二(6)与地线，同时继电器二S2的常开开关串联连接于电阻一R2后并联连接有电阻二R1，所述电阻一R2与电阻二R1连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端(1)，所述继电器二S2开关与电阻二R1连接节点接地线。

5.根据权利要求1或2或3所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述开关电路二包括三极管二Q2，所述三极管二Q2的基极连接微处理器的控制输出端二(6)，所述三极管二Q2的发射极串联连接有电阻一R2后并联连接电阻二R1，所述电阻一R2与电阻二R1连接的节点用于连接供电设备的输出电压及微处理器的电压输入检测端(1)，所述三极管二Q2的集电极接地线。

6.根据权利要求4所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述电阻二R1与电阻一R2连接的节点上正向串联接有二极管D1，所述二极管D1的正极留出导线连接供电设备输出电压，同时二极管D1的正极连接微处理器的电压输入检测端(1)。

7.根据权利要求6所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述微处理器的保护端(4)连接开关电路二的接地端，所述微处理器保护端(4)在接收到微处理器控制输出端一(3)电压状态与设定值不符时控制开关电路一断开。

8.根据权利要求1所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述微处理器的通讯端(5)通过CAN总线连接电池管理系统及整车控制器。

9.根据权利要求1所述的车辆交流充电握手装置，其特征在于，所述处理器为单片机。