CN105553045A - 一种直流充电枪机构及其连接可靠性的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流充电枪机构及其连接可靠性的监测方法，改善目前无法准确判断充电枪与充电插座连接的可靠性问题。本发明包括充电枪头，与充电枪头可拆卸连接的充电插座；所述充电枪头一端设有充电枪头导电金属公针，且在充电枪头内设有与充电枪头导电金属公针相连的充电枪头导电电缆；所述充电插座一端设有与充电枪头导电金属公针相匹配的充电插座导电金属母针，且在充电插座内设有与充电插座导电金属母针相连的充电插座导电电缆。本发明可以判定充电枪与充电插座连接情况是否可靠，同时可以准确判定充电枪是否合格，以及可以实时监测充电枪的使用情况，避免充电枪过大电流引发的过热情况。

Description

一种直流充电枪机构及其连接可靠性的监测方法
技术领域
本发明涉及一种直流充电枪机构及其连接可靠性的监测方法。
背景技术
随着电动汽车行业的快速发展，充电站和充电枪的建设也得到了飞速发展，但发展的同时，安全问题一直是大家关注的焦点。GB/T20234虽然对充电枪的技术要求和使用寿命做了详细的规定，但如何统计充电枪的使用寿命，如何判定充电枪是否仍可继续使用一直少有人关注。目前关于充电枪的使用寿命和使用次数都是根据充电桩的建设使用时间和每天的充电车次进行大致的估算，无法准确判断充电枪充电插座的合格情况。
发明内容
为了改善上述问题，本发明的目的在于提供一种直流充电枪机构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种直流充电枪机构，包括充电枪头，与充电枪头可拆卸连接的充电插座；所述充电枪头一端设有充电枪头导电金属公针，且在充电枪头内设有与充电枪头导电金属公针相连的充电枪头导电电缆；所述充电插座一端设有与充电枪头导电金属公针相匹配的充电插座导电金属母针，且在充电插座内设有与充电插座导电金属母针相连的充电插座导电电缆。
进一步地，所述充电枪头导电金属公针和充电插座导电金属母针均为两个。
一种直流充电枪机构连接可靠性的监测方法，通过检测充电枪头前端电压U1与充电枪头后端电压U2，结合充电电流I，通过公式：P=（U1-U2）I，计算P值，当P值超过充电枪能允许的发热值时，说明充电枪故障。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明可以判定充电枪与充电插座连接情况是否可靠，同时可以准确判定充电枪是否合格，以及可以实时监测充电枪的使用情况，避免充电枪过大电流引发的过热情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，附图中标记对应的零部件名称为：1-充电枪头，2-充电插座，3-充电枪头导电金属公针，4-充电枪头导电电缆，5-充电插座导电金属母针，6-充电插座导电电缆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
GB/T20234对电动汽车的充电枪和充电插座的接口尺寸和性能有规定要求，同时连接次数也有要求，但充电枪和充电插座的电连接可靠性是由连接端子决定的，都是靠连接公端子插入母端子后产生弹性形变引发的弹力来保证接触的可靠性。但随着充电枪和充电插座的插拔次数增加或者连接端子的质量问题，连接片变形，由此带来接触电阻的增加，导致充电枪充电插座的连接可靠性降低。如果没有及时发现充电枪的问题，在充电过程中将导致接触连接片温升的提高，充电效率降低，严重时可能造成充电枪烧坏的安全事故。
实施例
如图1所示，一种直流充电枪机构，包括充电枪头1，与充电枪头可拆卸连接的充电插座2；所述充电枪头一端设有充电枪头导电金属公针3，且在充电枪头内设有与充电枪头导电金属公针相连的充电枪头导电电缆4；所述充电插座一端设有与充电枪头导电金属公针相匹配的充电插座导电金属母针5，且在充电插座内设有与充电插座导电金属母针相连的充电插座导电电缆6。
值得说明的是，所述充电枪头导电金属公针和充电插座导电金属母针均为两个。然而导线应为九根，图1中仅画出了两根用于传输直流快速充电电流的导线（DC+和DC-），其余七根均是通讯等低压导线，并未画出。
上述直流充电枪机构连接可靠性的监测方法，通过检测充电枪头前端电压U1与充电枪头后端电压U2，结合充电电流I，通过公式：P=（U1-U2）I，计算P值，当P值超过充电枪能允许的发热值时，说明充电枪故障。
具体如下：
在正常充电过程中，充电枪头导电金属公针3与充电插座导电金属母针5属于接触件，会产生一定的接触电阻R1，此电阻值正常最高值为200mΩ左右，导电导线上的电阻值R2为μΩ级，R1远大于充电枪头导电电缆4和充电插座导电电缆6上的电阻值R2。因此，随着电流I的传输，电阻R1上将产生一定的电压降△U。
充电时充电机端的两根充电枪头导电电缆之间的电压U1可以由充电机端检测得到，电池端的两根充电插座导电电缆之间的电压U2可以由车上电池管理系统检测得到，U2将以CAN通讯的方式传输至充电机端，充电机在工作时会对输出电流I进行检测。
由以上可以得到一下关系式：
△U=I*（R1+R2）=U1-U2（1）
由于导线的电阻值R2相对接触电阻值R1很小，且R2不会因为充电次数累计增加成显著变大，因此上式可以近似为：
△U=I*R1=U1-U2（2）
由式（2）可知，在电流值I为恒定时，理论上△U与R1是成正比的关系，但由于电压充电机的电压检测值U1与电池管理系统的电压U2值存在检测误差，在电流检测设备正常的情况下，此误差值有固定的误差范围，因此计算分析时需要考虑电压的检测误差值。
充电枪上的发热值为：
P=△U*I=（U1-U2）I
而充电枪的最大发热值Pmax可以通过充电枪最大允许接触电阻值、最大充电电流值和充电电压计算得出，也可通过试验得出。
通过试验可以得出充电枪在对应不同的充电电流I时安全的电压降△U。通过以上计算方法，充电机可以实时检测充电枪上发热值，当发热值P超过充电枪能允许的发热值Pmax时，充电机可以自动降低或停止充电，同时发出充电枪连接故障的报警信号，以提醒充电机使用人员对充电枪进行检查。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本发明上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样，故其也应当在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种直流充电枪机构，包括充电枪头（1），与充电枪头可拆卸连接的充电插座（2）；其特征在于，所述充电枪头一端设有充电枪头导电金属公针（3），且在充电枪头内设有与充电枪头导电金属公针相连的充电枪头导电电缆（4）；所述充电插座一端设有与充电枪头导电金属公针相匹配的充电插座导电金属母针（5），且在充电插座内设有与充电插座导电金属母针相连的充电插座导电电缆（6）。
2.根据权利要求1所述的一种直流充电枪机构，其特征在于，所述充电枪头导电金属公针和充电插座导电金属母针均为两个。
3.如权利要求1或2所述的一种直流充电枪机构连接可靠性的监测方法，其特征在于，通过检测充电枪头前端电压U1与充电枪头后端电压U2，结合充电电流I，通过公式：P=（U1-U2）I，计算P值，当P值超过充电枪能允许的发热值时，说明充电枪故障。
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