CN106696745B

CN106696745B - 一种交流充电桩及充电控制方法

Info

Publication number: CN106696745B
Application number: CN201710044643.XA
Authority: CN
Inventors: 戴国峰; 肖军
Original assignee: Shenzhen En Plus Technologies Co ltd
Current assignee: Shenzhen En Plus Technologies Co ltd
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2023-05-23
Anticipated expiration: 2037-01-19
Also published as: CN106696745A

Abstract

一种交流充电桩及充电控制方法，交流充电桩包括供电设备和供电插头；供电设备通过充电线和接地线与供电插头相连接；供电设备内的控制器通过控制确认线与供电插头电连接；充电线线路上设置第一开关；供电插头内设置有连接确认电路，包括串联的第一电阻、第二开关和第三开关，以及与第二开关并联的第二电阻；控制器与第一开关和第三开关均相连接。在使用过程中，当人机交互装置发出停止充电信号时，控制器能够迅速控制第三开关断开，电动车辆及时断开交流充电回路，进一步通过配合断开第一开关，使得交流充电桩和电动车辆在电流为零的情况下断开连接，有效防止了打火烧黑、粘死，延长交流充电桩的寿命，提高交流充电桩的可靠性。

Description

一种交流充电桩及充电控制方法

技术领域

本申请涉及电动车辆充电技术领域，具体涉及交流充电桩及充电控制方法。

背景技术

交流充电桩是固定安装在电动车辆外、与交流电网连接，为电动车辆的车载充电机提供交流电源的装置。交流充电桩与电动车辆的连接或断开，通常是通过将电动车辆的供电插头插入或拔出电动车辆的车端插座的方式实现，因此在交流充电桩的整个使用周期内，所述供电插头需要进行大量的插拔操作，供电插头的质量直接影响到交流充电桩的使用寿命。在《GB T 18487.1-2015，GB T 20234.2-2015》中规定的供电插头的拔插次数为10000次，如果平均每天使用7次（比较高的使用频率），那可以使用5年。但在实际使用过程中，发明人发现市面上的交流充电桩一般质保两年，有些桩使用不到几个月就出现充电插头温度过高和车端插座粘死，接触器打火烧黑，继电器粘死等不良现象。

发明内容

本申请提供一种交流充电桩及充电控制方法，以解决现有技术中交流充电桩寿命短、可靠性差的问题。

根据第一方面，一种实施例中提供一种交流充电桩，该交流充电桩包括供电设备和供电插头，其中：

所述供电设备通过充电线和接地线与供电插头相连接；所述供电设备内设置有控制器，所述控制器通过控制确认线与供电插头电连接；

在所述供电设备内与所述供电插头电连接的充电线线路上设置第一开关；

所述供电插头内设置有连接确认电路，所述连接确认电路的一端与接地线相连接、另一端通过连接确认线能够与电动车辆相连接；所述连接确认电路包括一并联电路和一串联电路，所述并联电路的一端与所述接地线相连，另一端与所述串联电路的一端相连，串联电路的另一端通过所述连接确认线用于与所述电动车辆连接；所述并联电路包括第一支路和第二支路，所述第一支路包括第二电阻，所述第二支路包括第二开关；所述串联电路包括第一电阻；

所述第二支路还包括与所述第二开关串联的第三开关，或者，所述串联电路还包括与所述第一电阻串联的第三开关；

所述控制器分别与所述第一开关和第三开关相连接，用于分别控制所述第一开关和第三开关的开启和关闭。

可选地，所述第二开关、第三开关和第一电阻依次串联；所述第二开关的一端与接地线相连接；所述第三开关和第一电阻的中间节点，与接地线之间设置第二电阻。

可选地，所述第二开关为常开开关，当供电插头与电动车辆连接时闭合。

可选地，所述充电线包括交流线和中线，且每条交流线和中线线路上分别设置有第一开关。

可选地，所述控制确认线上还串联第四开关和第三电阻。

可选地，所述交流充电桩还包括显示器和输入装置，且所述显示器和输入装置均与控制器电连接。

根据第二方面，一种实施例中提供一种充电控制方法，该方法包括：

当控制器获取到输入装置接收的充电停止指令时，控制第三开关断开；

在第一时间间隔后，控制器控制第一开关断开；

在第一开关断开第二时间间隔后，控制器控制第三开关闭合。

可选地，所述第二时间间隔小于第一时间间隔。

可选地，所述第二时间间隔为电动车辆预设的充电停止判断时间。

依据上述实施例的交流充电桩及充电控制方法，所述交流充电桩包括供电设备和供电插头；其中，所述供电设备通过充电线和接地线与供电插头相连接；所述供电设备内设置有控制器，所述控制器通过控制确认线与供电插头电连接；在所述供电设备内与所述供电插头电连接的充电线线路上设置第一开关；所述供电插头内设置有连接确认电路，所述连接确认电路的一端与接地线相连接、另一端通过连接确认线能够与电动车辆相连接；所述连接确认电路包括一并联电路和一串联电路，所述并联电路的一端与所述接地线相连，另一端与所述串联电路的一端相连，串联电路的另一端通过所述连接确认线用于与所述电动车辆连接；所述并联电路包括第一支路和第二支路，所述第一支路包括第二电阻，所述第二支路包括第二开关；所述串联电路包括第一电阻；所述第二支路还包括与所述第二开关串联的第三开关，或者，所述串联电路还包括与所述第一电阻串联的第三开关；所述控制器分别与所述第一开关和第三开关相连接，用于分别控制所述第一开关和第三开关的开启和关闭。在使用过程中，当人机交互装置发出停止充电信号时，控制器能够迅速控制第三开关断开，电动车辆及时断开交流充电回路，进一步通过配合断开第一开关，使得交流充电桩和电动车辆在电流为零的情况下断开连接，有效防止了打火烧黑、粘死，延长交流充电桩的寿命，提高交流充电桩的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种交流充电桩的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种交流充电桩的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种充电控制时序图；

图1至2的符号表示为：1-供电设备，11-充电线，12-接地线，13-控制器，14-控制确认线，15-第一开关，16-第四开关，17-第三电阻，18-显示器，19-输入装置，2-供电插头，21-第二开关，22-第三开关，23-第一电阻，24-第二电阻，3-电动车辆。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

对于在实际使用过程中，市面上的有些交流充电桩使用不到几个月就出现充电插头温度过高和车端插座粘死，接触器打火烧黑，继电器粘死等不良现象，发明人通过研究发现，这是因为现有的交流充电桩都是在大电流的情况下断开接触器，如果充电桩可以控制在断开接触器前把电流减小甚至为0，就可以解决这些不良现象，提高产品的寿命。具体地，现有技术中，当人机交互给出停止充电信号时，充电桩无法通过CP/CC信号给电动汽车的控制器立即断开车载充电器负载，车端需要很长时间才能断开负载，为了不影响客户体验及安全，则需要充电桩的接触器将在大电流下立刻断开，这时就会出现打火烧黑，粘死等不良现象，大大减小充电桩的寿命。在本发明实施例中，通过增加一路可控的开关，对供电插头与电动车辆的连接确认信号进行控制，进一步与充电线上的开关相互配合，在供电插头拔出前，减少交流充电桩与电动车辆连接电路中的电流，提高交流充电桩的可靠性。

请参考图1，为本发明实施例提供的一种交流充电桩的结构示意图，交流充电桩包括供电设备1和供电插头2。

其中，供电设备1通过充电线11和接地线12与供电插头2相连接。在具体实施时，充电线11包括交流线和中线，交流线和中线还与交流电网相连接，将交流电接入供电设备1。每条交流线和中线的线路上分别设置有第一开关15。当供电插头2与电动车辆3的充电插座相连接时，充电线11能够与电动车辆3的车载充电机电连接，从而为电动车辆3提供交流电源。接地线12的一端接设备地，从而提供接地保护。

供电插头2内设置有连接确认电路，连接确认电路的一端与接地线12相连接、另一端通过连接确认线能够与电动车辆3相连接。连接确认电路用于判断供电插头2与电动车辆3的充电插座是否连接。连接确认电路包括一并联电路和一串联电路，并联电路的一端与接地线12相连，另一端与串联电路的一端相连，串联电路的另一端通过连接确认线用于与所述电动车辆3连接；并联电路包括第一支路和第二支路，第一支路包括第一电阻24，第二支路包括第二开关21；串联电路包括第一电阻23。

在一示例性实施例中，如图1所示，第二支路还包括与所述第二开关21串联的第三开关22。需要说明的是，上述连接方式仅是一示例性实施例，在具体实施时，只要保证第二电阻24与由第二开关21和第三开关22构成的串联电路相并联，均应落入本发明的保护范围。而且，第二开关21为常开开关，当供电插头2与电动车辆3的充电插座连接时，能够与供电插头2外部的机械装置联动，机械装置进一步闭合第二开关21，在本发明实施例中对机械装置的结构不再赘述。第三开关22为常闭开关，且第三开关22可以选用电磁继电器开关。

在另一个示例性实施例中，参考图2，串联电路还包括与所述第一电阻23串联的第三开关22。当然，需要说明的是，在本发明实施例中，第二开关21、第三开关22和第一电阻23的连接顺序仅是一示例性描述，只要保证第二电阻24与第二开关21并联连接，均应属于本发明的保护范围。

通过连接确认电路，电动车辆3能够判断供电插头2与电动车辆3上的充电插座的连接状态。在使用过程中，电动车辆3能够检测电动车辆3内部连接确认线CC上相应检测点的电压，从而判断供电插头2是否与电动车辆3连接；具体地，如果供电插头2与电动车辆3连接不当时，第二开关21断开，则第一电阻23和第二电阻24构成电流通路，电动车辆3获得当前状态下检测点的电压；当供电插头2与电动车辆3的正常连接时，第二开关21在相应机械装置联动控制下闭合，第三开关22为常闭状态，则只有第一电阻23接入电流通路，电动车辆3获得的检测点的电压发生变化；这样，根据检测点的不同电压，电动车辆3能够确定供电插头2与电动车辆3的连接状态。而且，当在充电过程中，发生连接异常时，例如供电插头2的晃动导致供电插头2与电动车辆3的充电插座脱离，则电动车辆3能够根据检测点的电压持续时间，如果电压持续时间大于或等于预设的充电停止判断时间，则电动车辆3进一步断开交流供电回路。

供电设备1内还设置有控制器13，控制器13与第一开关15和第三开关22均电连接，用于控制第一开关15和第三开关22的开启或关闭。控制器13还通过控制确认线14与供电插头2相连接，控制确认线14的线路上还串联第四开关16和第三电阻17，当供电插头2与电动车辆3连接时，控制器13通过控制确认线14向电动车辆3发送PWM控制信号，电动车辆3进一步解析PWM控制信号，根据PWM控制信号的信号值、占空比控制车载充电机充电。

而且，为了方便进行充电控制，本发明实施例中，交流充电桩还包括显示器18和输入装置19，显示器18和输入装置19均与控制器13电连接；显示器18和输入装置19共同构成人机交互装置，实现人机交互功能。用户能够通过输入装置19进行充电参数的设置，交流充电桩能够在显示器18上显示充电状态等信息。

在具体使用过程中，当人机交互装置给出停止充电信号时，控制器13首先控制第三开关22断开，并在第一时间间隔后，控制器13控制第一开关15断开；在第一开关15断开第二时间间隔后，控制器13进一步控制第三开关22闭合。由于第三开关22首先断开，这样电动车辆3感知检测点上的电压变化，判断停止充电，从而在电动车辆3侧断开交流供电回路，然后断开第一开关15，供电插头2在电流很小甚至几乎为零的状态下从电动车辆3的充电插座拔出，防止打火烧黑、粘死等不良现象。在断开第一开关15后再将第三开关22恢复到闭合状态，为下次断开操作做准备。

由上述实施例的描述可见，本发明实施例提供的一种交流充电桩，包括供电设备1和供电插头2；其中，供电设备1通过充电线11和接地线12与供电插头2相连接；供电设备1内设置有控制器13，控制器13通过控制确认线14与供电插头2电连接；在供电设备1内与供电插头2电连接的充电线11线路上设置第一开关15；供电插头2内设置有连接确认电路，连接确认电路的一端与接地线12相连接、另一端通过连接确认线能够与电动车辆3相连接；连接确认电路包括一并联电路和一串联电路，并联电路的一端与接地线12相连，另一端与串联电路的一端相连，串联电路的另一端通过连接确认线用于与电动车辆3连接；并联电路包括第一支路和第二支路，第一支路包括第一电阻24，第二支路包括第二开关21；串联电路包括第一电阻23；第二支路还包括与第二开关21串联的第三开关22，或者，串联电路还包括与第一电阻23串联的第三开关22；控制器13分别与第一开关15和第三开关22相连接，用于分别控制所述第一开关15和第三开关22的开启和关闭。在使用过程中，当人机交互装置发出停止充电信号时，控制器13能够迅速控制第三开关22断开，电动车辆3及时断开交流充电回路，进一步通过配合断开第一开关15，使得交流充电桩和电动车辆3在电流为零的情况下断开连接，有效防止了打火烧黑、粘死，延长交流充电桩的寿命，提高交流充电桩的可靠性。

与本发明实施例提供的一种交流充电装置相对应，本发明实施例还提供一种充电控制方法。

参考图3，为本发明实施例提供的一种充电控制方法的流程示意图，如图3所示，充电控制方法包括以下步骤：

步骤S101：当控制器13获取到输入装置19接收的充电停止指令时，控制第三开关22断开。

用户通过人机交互装置向交流充电桩发出充电停止指令。具体地，用户可以通过输入装置19向交流充电桩发出充电停止执行，控制器13接收充电停止指令后，向第三开关22发出控制指令，以控制第三开关22断开。

步骤S102：在第一时间间隔后，控制器13控制第一开关15断开。

第一时间间隔可以为电动车辆3预设的充电停止判断时间，例如充电停止判断时间为100ms。在控制器13控制第三开关22断开后，电动车辆3检测点上的电压发生变化，并且至少持续第一时间间隔，则电动车辆3在电动车辆3侧首先断开交流充电回路。在第一时间间隔后，控制器13进一步控制第一开关15断开，从而切断与外部交流电网的连接，减少交流充电桩侧的交流电路中电流。

步骤S103：在第一开关15断开第二时间间隔后，控制器13控制第三开关22闭合。

在第一开关15断开第二时间间隔后，控制器13控制第三开关22闭合，从而为下次的断开操作做准备。其中，第二时间间隔小于第一时间间隔，例如在具体实施时，如果第一时间间隔为100ms，第二时间间隔可以设置为50ms等。当然，需要说明的是，第二时间间隔可以设置为其他任意数值，在本发明实施例中不做限定。

同时参见图4，为本发明实施例提供的一种充电控制时序图，如图4所示，以第一时间间隔为100ms，第二时间间隔为50ms为例，当交流充电桩对电动车辆3正常充电时，交流充电桩通过控制确认线14向电动车辆3发出±12V 、1Khz的PWM控制信号，电动车辆3解析PWM控制信号，PWM控制信号为6V则表示可以充电，PWM控制信号9V则表示停止充电。当控制器13接收到充电停止指令时，控制第三开关22断开，在第一时间间隔后即100ms后，断开第一开关15，此时对应的PWM控制信号变为9V，并在第二时间间隔即50ms后，闭合第三开关22。

由上述实施例的描述可见，本发明实施例提供的一种充电控制方法，该方法通过当控制器13获取到输入装置19接收的充电停止指令时，控制第三开关22断开；在第一时间间隔后，控制器13控制第一开关15断开；在第一开关15断开第二时间间隔后，控制器13控制第三开关22闭合。当接收到充电停止指令时，控制器13能够迅速控制第三开关22断开，电动车辆3及时断开交流充电回路，进一步通过配合断开第一开关15，使得交流充电桩和电动车辆3在电流为零的情况下断开连接，有效防止了打火烧黑、粘死，延长交流充电桩的寿命，提高交流充电桩的可靠性。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种交流充电桩的充电控制方法,其特征在于，包括：

所述交流充电桩包括：供电设备和供电插头，其中：

所述供电插头内设置有连接确认电路，所述连接确认电路的一端与接地线相连接、另一端通过连接确认线用于与电动车辆相连接；所述连接确认电路包括一并联电路和一串联电路，所述并联电路的一端与所述接地线相连，另一端与所述串联电路的一端相连，串联电路的另一端通过所述连接确认线用于与所述电动车辆连接；所述并联电路包括第一支路和第二支路，所述第一支路包括第二电阻，所述第二支路包括第二开关；所述串联电路包括第一电阻；

所述控制器分别与所述第一开关和第三开关相连接，用于分别控制所述第一开关和第三开关的开启和关闭；

所述方法包括：

当控制器获取到所述交流充电桩的输入装置接收的充电停止指令时，控制第三开关断开；

在第一时间间隔后，控制器控制第一开关断开；

2.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述第二开关为常开开关，当供电插头与电动车辆连接时闭合。

3.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述充电线包括交流线和中线，且每条交流线和中线线路上分别设置有第一开关。

4.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述控制确认线上还串联第四开关和第三电阻。

5.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述交流充电桩还包括显示器和输入装置，且所述显示器和输入装置均与控制器电连接。

6.如权利要求1所述的充电控制方法，其特征在于，所述第二时间间隔小于第一时间间隔。

7.如权利要求6所述的充电控制方法，其特征在于，所述第二时间间隔为电动车辆预设的充电停止判断时间。