CN106100024A - 一种双枪直流充电机动态切换保护电路 - Google Patents

一种双枪直流充电机动态切换保护电路 Download PDF

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韩涛
王渭渭
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，公开了一种双枪直流充电机动态切换保护电路，包括：第一直流电源、第二直流电源、第一充电枪、第二充电枪和控制电路，其中，控制电路包括第一接触器、第二接触器、第三接触器、第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，所述控制电路连接在电源端和地之间，所述第一直流电源的输出端与所述第一接触器的触点连接，所述第二直流电源的输出端与所述第二接触器的触点连接，所述第一充电枪的输入端与所述第一接触器的触点连接，所述第二充电枪的输入端与所述第二接触器的触点连接。本发明不依赖接触器是否带有辅助触点，由电路自身实现互锁功能，避免造成两台车的电池并联接通的危险，可靠性高，发热量小，成本低，通用性好。

Description

一种双枪直流充电机动态切换保护电路
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种双枪直流充电机动态切换保护电路。
背景技术
目前带有双充电枪或者多充电枪的电动汽车(EV)充电机很难实现多台EV同时充电，也没有真正的能量动态分配，只能做到轮流充电。因此能量动态切换过程中的保护问题还没有得到重视。尤其在双枪电动汽车(EV)充电机给两台车同时充电过程中出现功率分配的两个接触器误动作时会造成两台车的电池并联，造成电压高的电池向电压低的电池放电，此电流很大，很容易导致损坏汽车或设备，可见接触器互锁保护需求就显得日益迫切。
现有技术中，为实现接触器互锁保护，有些EV充电机将两个大功率二极管串联在两个充电回路上，但是由于串联的二极管功耗较大，发热严重，成本较高，而且击穿后无法及时发现，容易造成两台车的电池并联在一起，存在较大安全隐患。还有在输出回路接触器上设置辅助触点，但目前带有辅助触点的高压大功率接触器可选型号很少且价格较高，其批量应用的可靠性还未知。本发明的优势之一也是可不依赖于接触器的选型。
发明内容
本发明提供一种双枪直流充电机动态切换保护电路，解决现有技术中为实现接触器互锁保护，有些EV充电机将两个大功率二极管串联在两个充电回路上，但是由于串联的二极管功耗较大，发热严重，成本较高的技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种双枪直流充电机动态切换保护电路，包括：第一直流电源、第二直流电源、第一充电枪、第二充电枪和控制电路，其中，控制电路包括第一接触器控制线圈、第二接触器控制线圈、第三接触器控制线圈、第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，所述控制电路连接在电源端和地之间，所述第一直流电源的输出端与所述第一接触器触点连接，所述第二直流电源与所述第二接触器触点连接，所述第一充电枪的输入端与所述第一接触器触点连接，所述第二充电枪的输入端与所述第二接触器触点连接。
本发明的技术效果为：
1、利用第一继电器RLY1和第二继电器RLY2两个继电器的常开和常闭触点(RLY1NO、RLY1NC、RLY2NO、RLY2NC)以及RLY3的常开触点，实现当S1和S2同时工作时，S3处于断开状态，从而实现不依赖软件控制，由电路自身实现互锁功能，防止软件出现异常时S1、S2和S3同时接通的危险；
2、通过第四继电器RLY4，提高了电路的容错保护级别，避免本电路出现单点甚至多点故障时S1、S2和S3同时接通的危险；
3、通过第四继电器RLY4，当只有单枪工作时，S3亦处于断开状态，即第一充电枪和第二充电枪回路断开，提高充电机系统的可靠性，避免不必要的故障发生；
4、当只有单枪工作时，其它继电器触点都无电流流过，最大限度地保证了继电器的机械寿命。
5、不依赖于接触器的选型，应用的通用性较好。
附图说明
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构示意图。
VCC：控制线圈电源正极(如+24V)，GND：接地，RLY1NC：第一继电器常闭触点，RLY1NO：第一继继电器常开触点，RLY2NC：第二继电器常闭触点，RLY2NO：第二继电器常开触点，RLY3NO：第三继电器常开触点，S1：第一接触器控制线圈，S1C+：第一接触器控制线圈正极，S1C-：第一接触器控制线圈负极，S2：第二接触器控制线圈，S2C+：第二接触器控制线圈正极，S2C-：第二接触器控制线圈负极，S3：第三接触器控制线圈，S3C+：第三接触器控制线圈正极，S3C-：第三接触器控制线圈负极，RLY3C+：第三继电器的控制线圈正极，RLY3C-：第三继电器的控制线圈负极，RLY4NO：第四继电器常开触点。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，为一种双枪直流充电机动态切换保护电路，包括：第一直流电源、第二直流电源、第一充电枪、第二充电枪和控制电路，其中，控制电路包括第一接触器S1、第二接触器S2、第三接触器S3、第一继电器RLY1、第二继电器RLY2、第三继电器RLY3和第四继电器，所述控制电路连接在电源端和地之间，所述第一直流电源的输出端与所述第一接触器S1的触点连接，所述第二直流电源的输出端与所述第二接触器S2的触点连接，所述第一充电枪的输入端与所述第一接触器S1的触点连接，所述第二充电枪的输入端与所述第二接触器S2的触点连接。
其中，所述控制电路连接方式具体包括：
所述第一继继电器RLY1的常开触点RLY1NO与所述第一接触器S1的控制线圈正极S1C+连接，所述第一接触器S1的控制线圈负极S1C-接地，所述第一接触器S1的第一触点与所述第一充电枪连接，所述第一接触器S1的第二触点与所述第一直流电源输出端连接，所述第一直流电源输出端与所述第三接触器S3的第一触点第连接；所述第二继继电器RLY2的常开触点RLY2NO与所述第二接触器S2的控制线圈正极S2C+连接，所述第二接触器S2的控制线圈负极S2C-接地，所述第二接触器S2的第一触点与所述第二充电枪连接，所述第二接触器S2的第二触点与所述第二直流电源输出端连接，所述第二直流电源输出端与所述第三接触器S3的第二触点连接；所述第一继继电器RLY1的常闭触点RLY1NC和所述第二继继电器RLY2的常闭触点RLY2NC与第三继电器RLY3的控制线圈正极RLY3C+连接，第三继电器RLY3的控制线圈负极RLY3C-与地GND连接；所述第三接触器S3的控制线圈负极S3C-接地GND，所述第三接触器S3的控制线圈正极S3C+通过第三继电器RLY3的常开触点RLY3NO、第四继电器常开触点RLY4NO与电源VCC连接。
图1未画出第一充电枪负极输出回路接触器、第二充电枪负极输出回路接触器和并联回路负极连接接触器。第一继电器RLY1用于控制A枪正极和负极输出回路接触器(图中只画出了继电器常开、常闭线圈，未画出控制线圈部分，第二继电器RLY2同)，第二继电器RLY2用于控制第二充电枪正极和负极输出回路接触器，第三继电器RLY3和第四继电器RLY4用于控制并联回路正极和负极连接接触器。
所述第一接触器S1的第一触点与所述第一充电枪之间通过第一保险丝连接。所述第二接触器S2的第一触点与所述第二充电枪之间通过第二保险丝连接。
第一继电器RLY1的常闭触点RLY1NC和第二继电器RLY2的常闭触点RLY2NC也可以更改为串联方式，即变为逻辑与的方式，同时，相应的电路连接方式做相应更改；
第四继电器可以串联进第三继电器RLY3的控制线圈的正或负回路中；第四继电器也可选用非机械式开关元件，如光耦、三极管等。
本发明实施例实际应用过程中，包括三种情况：
(1)第一充电枪或第二充电枪工作时，并且不需要能量并联切换，以第一充电枪工作为例，控制流程为：RLY4NO断开、RLY2NO断开、RLY1NO接通、S2断开、S3断开、S1接通、第一充电枪开始充电。
(2)只有第一充电枪或第二充电枪工作时，并且需要能量并联切换，以第一充电枪工作为例，控制流程为：RLY2NC接通，S2断开，RLY3NO接通，RLY4NO接通，S3接通，RLY1NO接通，S1接通，第一充电枪开始充电。
(3)第一充电枪和第二充电枪同时工作时，控制流程为：RLY4NO断开，RLY1NO接通，RLY2NO接通，RLY3NO断开，S3断开，S1接通，S2接通，第一充电枪及第二充电枪开始充电。
本发明的技术效果为：
1、利用第一继电器RLY1和第二继电器RLY2两个继电器的常开和常闭触点(RLY1NO、RLY1NC、RLY2NO、RLY2NC)以及RLY3的常开触点，实现当S1和S2同时工作时，S3处于断开状态，从而实现不依赖软件控制，由电路自身实现互锁功能，防止软件出现异常时S1、S2和S3同时接通的危险；
2、通过第四继电器，提高了电路的容错保护级别，避免本电路出现单点甚至多点故障时S1、S2和S3同时接通的危险；
3、通过第四继电器，当只有单枪工作时，S3亦处于断开状态，即第一充电枪和第二充电枪回路断开，提高充电机系统的可靠性，避免不必要的故障发生；
4、当只有单枪工作时，其它继电器触点都无电流流过，最大限度地保证了继电器的机械寿命。
5、不依赖于接触器的选型，应用的通用性较好。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种双枪直流充电机动态切换保护电路，其特征在于，包括：第一直流电源、第二直流电源、第一充电枪、第二充电枪和控制电路，其中，控制电路包括第一接触器、第二接触器、第三接触器、第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器，所述控制电路连接在电源端和地之间，所述第一直流电源的输出端与所述第一接触器的触点连接，所述第二直流电源的输出端与所述第二接触器的触点连接，所述第一充电枪的输入端与所述第一接触器的触点连接，所述第二充电枪的输入端与所述第二接触器的触点连接。
2.根据权利要求1所述的双枪直流充电机动态切换保护电路，其特征在于，所述控制电路连接方式具体包括：
所述第一继继电器的常开触点与所述第一接触器的控制线圈正极连接，所述第一接触器的控制线圈负极接地，所述第一接触器的第一触点与所述第一充电枪连接，所述第一接触器的第二触点与所述第一直流电源输出端连接，所述第一直流电源输出端与所述第三接触器的第一触点第连接；所述第二继继电器的常开触点与所述第二接触器的控制线圈正极连接，所述第二接触器的控制线圈负极接地，所述第二接触器的第一触点与所述第二充电枪连接，所述第二接触器的第二触点与所述第二直流电源输出端连接，所述第二直流电源输出端与所述第三接触器的第二触点连接；所述第一继继电器的常闭触点和所述第二继继电器的常闭触点与第三继电器的控制线圈正极连接，第三继电器的控制线圈负极与地连接；所述第三接触器的控制线圈负极接地，所述第三接触器的控制线圈正极通过第三继电器的常开触点、第四继电器常开触点与电源连接。
3.根据权利要求2所述的双枪直流充电机动态切换保护电路，所述第一接触器触点第一端与所述第一充电枪之间通过第一保险丝连接。
4.根据权利要求3所述的双枪直流充电机动态切换保护电路，所述第二接触器触点第一端与所述第二充电枪之间通过第二保险丝连接。
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