CN106274533A - 一种用于电动汽车的低功耗cccp检测电路系统及工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统和利用该系统的工作方法，包括CC信号唤醒检测电路、汽车ON档唤醒电路、CP信号检测电路、OBC唤醒BMS电路和由若干单片机构成的主控制板。CC信号唤醒检测电路通过单片机读入电阻分压判定电动汽车与充电枪是否相连接；汽车ON档唤醒电路在汽车钥匙打开时使车载充电机启动刷新程序；CP信号检测电路通过充电模式二枪中CP信号的PWM占空比，对应控制输出电流。本发明的电路系统和工作方法相对简单，功耗非常低，可实现CCCP检测功能以及两种唤醒模式，提高了系统的可靠性及安全性。

Description

一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统及工作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及车载充电机系统领域，特别涉及一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统及工作方法。
背景技术
[0002]电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，电动汽车快充接头上CC代表充电连接确认，CP代表控制确认。
[0003]由于电动汽车的飞速发展，对于充电连接器以及电动车慢充充电流程国家在2015年年底颁布了GB/T18487.1-2015来代替旧国标18487.1-2011，规定了电动汽车供电设备分为:充电模式一，充电模式二，充电模式三，充电模式四。模式一米用标准插座和插头，不允许超过8A。模式二采用充电引导装置对线上电流要求不超过13A。模式三则采用所谓的充电粧对线上电流要求不超过32A。模式二和三都是通过PffM(脉冲宽度调制)模式告知电动汽车做大可用电流值，而模式四则通过数字通信。
[0004]充电模式二和三枪上除了模式一上带的交流零线地线火线三根线外，还有CC信号线和CP信号线，如附图1所示，车辆控制装置通过测量检测点3与PE之间的电阻值来判断当前充电连接装置(电缆)的额定容量(CC信号)；通过检测点2的PWM信号占空比确认当前供电设备的做大供电电流(CP信号)。
[0005] 确认车辆充电口完全连接:
[0006]车辆控制装置通过检测点3与PE之间的电阻值来判断车辆插座是否完全连接。未连接时，S3处于闭合状态，CC未连接，检测点3与PE之间的电阻值为无穷大;半连接时，S3处于断开状态，CC已连接，检测点3与PE之间的电阻值为RC+R4 ；完全连接时，S3处于闭合状态，CC已连接，检测点3与PE之间电阻值为RC。
[0007]确认充电连接装置是否完全连接好:
[0008]如供电设备无故障，则开关SI从12V连接状态切换至PWM状态，供电控制装置发出PWM信号。供电控制装置通过测量检测点的电压值或检测点4来判断充电连接装置是否完全接连，车辆控制装置通过测量监测点2的PffM信号，判断充电连接装置是否完全连接。
[0009] 车辆准备就绪:
[0010]这辆自检完成，没有故障闭合S2开关。
[0011]针对上述国标对车辆充电系统的新规定及要求，目前市面上检测装置放置在BMS(电池管理系统)内，由BMS(电池管理系统)判定CCCP信号来确定连接器是否连接正确以及线上所需电流大小，控制S2开关的闭合，通过CAN协议要求OBC(车载充电机)充电。优点:单方面判断线上充电条件，系统简单，无需OBC(车载充电机)进行判断。缺点为系统不够严谨，容易产生误判。
发明内容
[0012]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种可实现在低功耗情况下对充电模式二、充电模式三的CCCP检测功能以及唤醒OBC电路系统两种功能，既简单又能提高系统的可靠性及安全性的用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统及工作方法。
[0013]技术方案:本发明所述的一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，包括CC信号唤醒检测电路、小电池低功耗电路、汽车ON档唤醒电路、CP信号检测电路、OBC唤醒BMS电路和与上述电路分别连接的由若干单片机构成的主控制板，所述主控制板与电池管理系统BMS连接；
[0014]所述CC信号唤醒检测电路包括相连的外部CC电阻接入点CC_IN_WN、单片机AD读入口CC_IN、串口发出锁定信号端口 SYS_P0W、BMS唤醒OBC端口、电阻R4、电阻R5、电阻R14、电阻R15、电容C3、电容C5、电容C31、三极管V6、M0S管2N7002和若干电阻、电容、二极管、三极管；
[0015] 所述CC信号唤醒检测电路通过单片机AD读入口CC_IN读入电阻，所述小电池低功耗电路由外部CC电阻接入点CC_IN_C0N、单片机AD读入口 CC_IN和若干电阻、电容构成，所述串口发出锁定信号端口 SYS_P0W通过发出锁定信号来提供12V电源；
[0016] 所述CC信号唤醒检测电路通过BMS唤醒OBC端口与汽车ON档唤醒电路连接；
[0017]所述CP信号检测电路包括相连的外部CP信号接入点CP_IN_C0N、三极管Ql、三极管Q4、若干电阻、二极管、CP信号读入端CP_IN、控制开关S2_CRTL，所述控制开关S2_CRTL通过CAN通讯与电池管理系统BMS通讯。
[0018] 进一步的，还包括串口电路、主控STM32F030F4晶振电路、单片机供电电路；
[0019] 所述串口电路通过232通讯与主控制板进行信息互换；
[0020]所述主控STM32F030F4晶振电路提供电路系统的时序控制；
[0021 ]所述单片机供电电路为12V转5V转3.3V的供电电路。
[0022]进一步的，所述CC信号唤醒检测电路包括12V转7.5V电源电路。
[0023]进一步的，所述主控制板还连接有温度检测电路。
[0024]本发明还提供了一种利用所述的系统进行CCCP检测的工作方法，包括以下几个步骤:
[0025] a、在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_IN_WN不接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极为不导通状态，电路未被唤醒，此时单片机AD读入口 CC_IN端电压值为该电路中电阻R4，电阻R5与电阻R14，电阻Rl 5分压后的电压值，未接外部CC电阻时此处电压为3V;
[0026] b、在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_IN_WN接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极有电流流过，将三极管V6导通给该电路中的电容C3，电容C5，电容C31三个电容充电，随后电容的电充满后三极管V6两端电压都为12V，此刻三极管V6将会关闭；
[0027] c、然后电容C3，电容C5，电容C31三个电容放电将MOS管2N7002导通，使得电能够在短时间内给单片机供电，当单片机发现系统被唤醒，由串口电路发出锁定信号端口 SYS_P0W发出锁定信号，将12V源源不断提供给后续电路；
[0028] d、因此当外部没有接入CC信号进入外部CC电阻接入点CC_IN_C0N，电源12V将不会传递给后续电路；
[0029] e、在CP信号检测电路中，通过CAN通讯，单片机接收到电池管理系统BMS要求闭合控制开关S2_CRTL的指令，单片机将把S2_CRTL打开，此时三极管Q4导通，把外部CP信号从外部CP信号接入点CP_IN_C0N引入到三极管Q1，此时从CP信号读入端CP_IN管脚读入CP信号的占空比值来判定线上需求多大的电流。
[0030]有益效果:本发明设计的电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统中CC信号唤醒检测电路通过单片机读入电阻分压判定电动汽车与充电枪是否相连接，可通过电阻对12V分压检测充电枪上的C C电阻值；小电池低功耗电路提供初始两种唤醒的实时电压，可维持150ms，起到消耗很小一部分车上12V电池电量;汽车ON档唤醒电路为了让车载充电机在汽车钥匙打开时使车载充电机启动刷新程序;CP信号检测电路通过充电模式二枪中CP信号的PffM占空比，对应控制输出电流;主控制板还连接有温度检测电路，用于检测车载充电机的内部温度，当温度超过85度通过串口电路传输让车载充电机关机的信号。本发明的电路系统和工作方法相对简单，功耗非常低，可实现CCCP检测功能以及两种唤醒模式，提高了系统的可靠性及安全性。
附图说明
[0031]图1为现有技术的检测电路系统；
[0032]图2为本发明的CC信号唤醒检测电路；
[0033]图3为本发明的CP信号检测电路；
[0034]图4为本发明的汽车ON档唤醒电路；
[0035] 图5为本发明的OBC唤醒BMS电路；
[0036]图6为本发明的主控制板上的单片机结构示意图；
[0037]图7为本发明的串口电路；
[0038] 图8为本发明的主控STM32F030F4晶振电路；
[0039]图9为本发明的单片机供电电路；
[0040]图10为本发明的温度检测电路。
具体实施方式
[0041]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0042 ]如图2-6所示，一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，包括CC信号唤醒检测电路、小电池低功耗电路、汽车ON档唤醒电路、CP信号检测电路、OBC唤醒BMS电路和与上述电路分别连接的由若干单片机构成的主控制板，主控制板与电池管理系统BMS连接。
[0043] CC信号唤醒检测电路包括相连的外部CC电阻接入点CC_INjON、单片机AD读入口CC_IN、串口发出锁定信号端口 SYS_P0W、BMS唤醒OBC端口、电阻R4、电阻R5、电阻R14、电阻Rl 5、电容C3、电容C5、电容C31、三极管V6、M0S管2N7002和若干电阻、电容、二极管、三极管。
[0044] CC信号唤醒检测电路通过单片机AD读入口 CC_IN读入电阻，小电池低功耗电路由外部CC电阻接入点CC_IN_C0N、单片机AD读入口 CC_IN和若干电阻、电容构成，串口发出锁定信号端口 SYS_P0W通过发出锁定信号来提供12V电源。
[0045] CC信号唤醒检测电路通过BMS唤醒OBC端口与汽车ON档唤醒电路连接。
[0046] CP信号检测电路包括相连的外部CP信号接入点CP_IN_C0N、三极管Q1、三极管Q4、若干电阻、二极管、CP信号读入端CP_IN、控制开关S2_CRTL，所述控制开关S2_CRTL通过CAN通讯与电池管理系统BMS通讯。
[0047]作为对本技术方案的进一步优化，如图7-10所示，本发明还包括串口电路、主控STM32F030F4晶振电路、单片机供电电路。串口电路通过232通讯与主控制板进行信息互换。主控STM32F030F4晶振电路提供电路系统的时序控制。单片机供电电路为12V转5V转3.3V的供电电路。CC信号唤醒检测电路包括12V转7.5V电源电路。主控制板还连接有温度检测电路。
[0048]本发明还提供了一种利用该电路系统进行CCCP检测的工作方法，包括以下几个步骤:
[0049] a、如图2所示，在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_INJON不接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极为不导通状态，电路未被唤醒，此时单片机AD读入口CC_IN端电压值为该电路中电阻R4，电阻R5与电阻R14，电阻R15分压后的电压值，未接外部CC电阻时此处电压为3V;
[0050] b、在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_IN_WN接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极有电流流过，将三极管V6导通给该电路中的电容C3，电容C5，电容C31三个电容充电，随后电容的电充满后三极管V6两端电压都为12V，此刻三极管V6将会关闭；
[0051 ] c、然后电容C3，电容C5，电容C31三个电容放电将MOS管2N7002导通，使得电能够在短时间内给单片机供电，当单片机发现系统被唤醒，由串口电路发出锁定信号端口 SYS_P0W发出锁定信号，将12V源源不断提供给后续电路；
[0052] d、因此当外部没有接入CC信号进入外部CC电阻接入点CC_IN_C0N，电源12V将不会传递给后续电路；
[0053] e、如图3所示，在CP信号检测电路中，通过CAN通讯，单片机接收到电池管理系统BMS要求闭合控制开关S2_CRTL的指令，单片机将把S2_CRTL打开，此时三极管Q4导通，把外部CP信号从外部CP信号接入点CP_IN_C0N引入到三极管Ql，此时从CP信号读入端CP_IN管脚读入CP信号的占空比值来判定线上需求多大的电流。
[0054]本发明设计的电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统中CC信号唤醒检测电路通过单片机读入电阻分压判定电动汽车与充电枪是否相连接，可通过电阻对12V分压检测充电枪上的CC电阻值;小电池低功耗电路提供初始两种唤醒的实时电压，可维持150ms，起到消耗很小一部分车上12V电池电量;如图4所示，汽车ON档唤醒电路为了让车载充电机在汽车钥匙打开时使车载充电机启动刷新程序;CP信号检测电路通过充电模式二枪中CP信号的PffM占空比，对应控制输出电流;主控制板还连接有温度检测电路，用于检测车载充电机的内部温度，当温度超过85度通过串口电路传输让车载充电机关机的信号。
[0055]本发明的电路系统和工作方法相对简单，功耗非常低，可实现CCCP检测功能以及两种唤醒模式，提高了系统的可靠性及安全性。
[0056]上述具体实施方式，仅为说明本发明的技术构思和结构特征，目的在于让熟悉此项技术的相关人士能够据以实施，但以上内容并不限制本发明的保护范围，凡是依据本发明的精神实质所作的任何等效变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，其特征在于:包括CC信号唤醒检测电路、小电池低功耗电路、汽车ON档唤醒电路、CP信号检测电路、OBC唤醒BMS电路和与上述电路分别连接的由若干单片机构成的主控制板，所述主控制板与电池管理系统BMS连接； 所述CC信号唤醒检测电路包括相连的外部CC电阻接入点CC_INjON、单片机AD读入口CC_IN、串口发出锁定信号端口 SYS_P0W、BMS唤醒OBC端口、电阻R4、电阻R5、电阻R14、电阻Rl 5、电容C3、电容C5、电容C31、三极管V6、M0S管2N7002和若干电阻、电容、二极管、三极管； 所述CC信号唤醒检测电路通过单片机AD读入口 CC_IN读入电阻，所述小电池低功耗电路由外部CC电阻接入点CC_IN_C0N、单片机AD读入口 CC_IN和若干电阻、电容构成，所述串口发出锁定信号端口 SYS_P0W通过发出锁定信号来提供12V电源； 所述CC信号唤醒检测电路通过BMS唤醒OBC端口与汽车ON档唤醒电路连接； 所述CP信号检测电路包括相连的外部CP信号接入点CP_IN_WN、三极管Q1、三极管Q4、若干电阻、二极管、CP信号读入端CP_IN、控制开关S2_CRTL，所述控制开关S2_CRTL通过CAN通讯与电池管理系统BMS通讯。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，其特征在于:还包括串口电路、主控STM32R)30F4晶振电路、单片机供电电路； 所述串口电路通过232通讯与主控制板进行信息互换； 所述主控STM32R)30F4晶振电路提供电路系统的时序控制； 所述单片机供电电路为12V转5V转3.3V的供电电路。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，其特征在于:所述CC信号唤醒检测电路包括12V转7.5V电源电路。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的低功耗CCCP检测电路系统，其特征在于:所述主控制板还连接有温度检测电路。
5.—种利用权利要求1-4任意一项所述的系统进行CCCP检测的工作方法，其特征在于:包括以下几个步骤: a、在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_IN_C0N不接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极为不导通状态，电路未被唤醒，此时单片机AD读入口 CC_IN端电压值为该电路中电阻R4，电阻R5与电阻R14，电阻R15分压后的电压值，未接外部CC电阻时此处电压为3V; b、在CC信号唤醒检测电路中，在接入外部CC电阻接入点CC_IN_C0N接入外部CC电阻，此时三极管V6的基极有电流流过，将三极管V6导通给该电路中的电容C3，电容C5，电容C31三个电容充电，随后电容的电充满后三极管V6两端电压都为12V，此刻三极管V6将会关闭； C、然后电容C3，电容C5，电容C31三个电容放电将MOS管2N7002导通，使得电能够在短时间内给单片机供电，当单片机发现系统被唤醒，由串口电路发出锁定信号端口 SYS_P0W发出锁定信号，将12V源源不断提供给后续电路； d、因此当外部没有接入CC信号进入外部CC电阻接入点CC_IN_C0N，电源12V将不会传递给后续电路； e、在CP信号检测电路中，通过CAN通讯，单片机接收到电池管理系统BMS要求闭合控制开关S2_CRTL的指令，单片机将把S2_CRTL打开，此时三极管Q4导通，把外部CP信号从外部CP信号接入点CP_IN_C0N引入到三极管Q1，此时从CP信号读入端CP_IN管脚读入CP信号的占空比值来判定线上需求多大的电流。
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