CN106740200B - 充电装置、继电器粘连检测方法及电动汽车的充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种充电装置、继电器粘连检测方法及电动汽车的充电方法，在该充电装置中，检测电路包括整流模块、光耦、第一二极管、上拉电阻及控制模块，其中，整流模块的输入端连接充电枪的第一端，整流模块的输出端连接光耦中发光二极管的正极，光耦中发光二极管的负极接充电枪的第二端，第一二极管的正极连接充电枪的第二端，第一二极管的负极连接光耦中发光二极管的正极，光耦中三极管的集电极通过上拉电阻连接高电平，光耦中三极管的发射极接地；而且，控制模块控制待检测的当前继电器断开后，控制另一继电器闭合，并根据光耦中三极管的集电极的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连。实施本发明的技术方案，节省成本，电路简单。

Description

充电装置、继电器粘连检测方法及电动汽车的充电方法
技术领域
本发明涉及充电技术领域，尤其涉及一种充电装置、继电器粘连检测方法及电动汽车的充电方法。
背景技术
在充电系统中，目前常用的继电器粘连检测方法有两种：一种是自带反馈触点的方法，即，电路中采用带反馈触点的继电器，通过反馈信号来检测继电器的粘连状态；另一种是不带反馈触点的方法，即，电路中采用普通的继电器，通过在负载回路串入反馈负载来检测继电器是否发生粘连。但是，若电路中采用带反馈触点的继电器，由于带反馈触点的继电器成本较高，所以使得充电系统的成本较高；若电路中采用不带反馈触点的继电器，由于要在负载回路串入反馈负载，所以增加了电路复杂度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本高、电路复杂的缺陷，提供一种充电装置、继电器粘连检测方法及电动汽车的充电方法，可节省成本，且电路简单。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种充电装置，包括至少一个充电枪及与每个充电枪连接的充电通路，所述充电枪包括用于接入交流电压的火线的第一端及用于接入交流电压的零线的第二端，且所述充电通路包括两个分别串联在火线和零线上的继电器，所述充电通路还包括连接在两个继电器后端的检测电路，所述检测电路包括整流模块、光耦、第一二极管、上拉电阻及控制模块，其中，所述整流模块的输入端连接所述充电枪的第一端，所述整流模块的输出端连接所述光耦中发光二极管的正极，所述光耦中发光二极管的负极接所述充电枪的第二端，所述第一二极管的正极连接所述充电枪的第二端，所述第一二极管的负极连接所述光耦中发光二极管的正极，所述光耦中三极管的集电极通过所述上拉电阻连接高电平，所述光耦中三极管的发射极接地；而且，所述控制模块控制待检测的当前继电器断开后，控制另一继电器闭合，并根据所述光耦中三极管的集电极的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连。
优选地，还包括：
输出模块，用于在继电器发生粘连时，输出报警信息。
优选地，所述整流模块为半波整流模块，且所述控制模块在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为方波信号时，确定当前继电器发生粘连；在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
优选地，所述整流模块为全波整流模块，且所述全波整流模块的两输入端分别连接所述充电枪的第一端和第二端，所述全波整流模块的正输出端连接所述光耦中发光二极管的正极，所述全波整流模块的负输出端接地，而且，所述控制模块在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为低电平信号时，确定当前继电器发生粘连；在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
优选地，所述充电通路还包括限流模块，所述限流模块连接在所述整流模块的输出端与所述光耦中发光二极管的正极之间；或者，所述限流模块连接在所述充电枪的第一端与所述整流模块的输入端之间。
本发明还构造一种以上所述的充电装置的继电器粘连检测方法，在对当前继电器进行检测时，进行以下步骤：
步骤S01.控制当前继电器断开后，控制另一继电器闭合；
步骤S02.获取光耦中三极管的集电极的电压信号；
步骤S03.根据光耦中三极管的集电极的电压信号判断当前继电器是否发生粘连。
优选地，整流模块为半波整流模块，而且，所述步骤S03包括：
判断光耦中三极管的集电极的电压信号为方波信号或高电平信号，若为方波信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。
优选地，整流模块为全波整流模块，且所述全波整流模块的两输入端分别连接充电枪的第一端和第二端，所述全波整流模块的正输出端连接光耦中发光二极管的正极，所述全波整流模块的负输出端接地；而且，所述步骤S03包括：
判断光耦中三极管的集电极的电压信号为低电平信号或高电平信号，若为低电平信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。
本发明还构造一种电动汽车的充电方法，包括：
步骤S10.判断充电枪是否插入电动汽车；
步骤S20.若插入电动汽车，则通过以上所述的继电器粘连检测方法对其中一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S30；
步骤S30.通过以上所述的继电器粘连检测方法对另一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S40；
步骤S40.启动充电，并进入充电状态；
步骤S50.输出报警信号。
实施本发明的技术方案，在对继电器进行粘连检测时，由于不需要采用带反馈触点的继电器，因此可节省成本。而且，也不需要在负载回路串入反馈负载，因此电路简单。
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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是本发明充电装置与电动汽车构成的充电系统实施例一的结构图；
图2是本发明充电装置的继电器粘连检测方法实施例一的流程图；
图3是本发明电动汽车的充电方法实施例一的流程图。
具体实施方式
图1是本发明充电装置与电动汽车构成的充电系统实施例一的结构图，该实施例的充电装置10为交流充电机或交流充电桩，其可为电动汽车20进行充电。而且，该充电装置10包括至少一个充电枪及与每个充电枪连接的充电通路，图中仅示出了一个充电枪101及与该充电枪101连接的一个充电通路，且以下都以充电枪101及与该充电枪101连接的一个充电通路为例进行说明。应理解，在实际应用中，一个充电装置可以同时通过多个充电枪为多个电动汽车充电，相应地，充电装置中可以包括多个充电枪及多个充电通路，其中，各个充电枪可以与每个充电通路一一对应，各个充电枪也可以分别连接若干个充电通路。这些充电枪之间的逻辑结构类似，且充电通路之间的逻辑结构类似。
在该实施例中，充电枪101具有第一端(L)和第二端(N)，且其第一端接入交流电压的火线，其第二端接入交流电压的零线。在该充电枪101所对应的充电通路中，包括有两个继电器K1、K2，其中，继电器K1串联在火线上，继电器K2串联在零线上。另外，该实施例的充电通路还包括连接在两个继电器K1、K2后端的检测电路102，该检测电路102具体包括整流模块、光耦U1、二极管D1(即第一二极管)、上拉电阻R2、限流模块及控制模块1021，其中，整流模块为半波整流模块，且该实施例选用二极管D2作为半波整流模块。限流模块在该实施例中为限流电阻R1。而且，二极管D2的正极连接充电枪101的第一端，二极管D2的负极通过限流电阻R1连接光耦U1中发光二极管的正极，光耦U1中发光二极管的负极接充电枪101的第二端，二极管D1的正极连接充电枪101的第二端，二极管D1的负极连接光耦U1中发光二极管的正极，光耦U1中三极管的集电极通过上拉电阻R2连接高电平(VCC)，光耦U1中三极管的发射极接地。另外，将光耦U1中三极管的集电极作为检测点M。而且，控制模块1021控制待检测的当前继电器K1(或继电器K2)断开后，控制另一继电器K2(或继电器K1)闭合，并根据光耦U1中三极管的集电极(即，检测点M处)的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连。优选地，控制模块1021在控制待检测的当前继电器断开后，先延时预设时间，例如，500ms，再控制另一继电器闭合，这样可保证待检测的当前继电器充分断开，提高安全性。
在该实施例中，由于该实施例中整流模块为半波整流模块，即，二极管D2仅对交流电压的正半周进行整流，所以，若待检测的继电器发生粘连，光耦U1的发光二极管就会间断导通(在交流电压的正半周导通，在交流电压的负半周截止)，此时，检测点M处的电压信号就为方波信号；若待检测的继电器未发生粘连，光耦U1的发光二极管就不会导通，此时，检测点M处的电压信号就为高电平信号。因此，控制模块1021可根据检测点M处的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连，当检测到光耦U1中三极管的集电极的电压信号为方波信号时，确定当前继电器发生粘连；当检测到光耦U1中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
另外，结合图1，充电枪101除了包括第一端(L)和第二端(N)外，还包括插入确认端(CP)及用于接入接地保护线的第三端(PE)。其中，充电装置中的供电控制模块103的12V电压输出端及PWM信号输出端通过切换开关及限流电阻R5连接插入确认端(CP)。而且，充电枪101的插入确认端(CP)还通过二极管D3分别连接电阻R4的第一端及电阻R3的第一端，电阻R4的第二端通过开关S2连接充电枪101的第三端，电阻R3的第二端也连接充电枪101的第三端。限流电阻R5与切换开关的连接点作为检测点Q。
在此需说明的是，本发明的限流模块并不局限于限流电阻R1，在其它实施例中，也可选用其它用于限流的元器件。而且，限流模块也不局限于连接在二极管D2的负极与光耦U1中发光二极管的正极之间，也可连接在充电枪101的第一端与二极管D2的正极之间。
另外还需说明的是，在本发明充电装置的其它实施例中，整流模块也可选用全波整流模块，例如选用二极管整流桥，此时，该全波整流模块的两输入端分别连接充电枪的第一端和第二端，该全波整流模块的正输出端连接光耦U1中发光二极管的正极，该全波整流模块的负输出端接地。在该实施例中，由于全波整流模块能对交流电压进行全波整流，所以，若待检测的继电器发生粘连(此时另一继电器是闭合的)，光耦U1的发光二极管就会恒导通，此时，检测点M处的电压信号就为低电平信号；若待检测的继电器未发生粘连，光耦U1的发光二极管就不会导通，此时，检测点M处的电压信号就为高电平信号。因此，控制模块1021可根据检测点M处的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连，当检测到光耦U1中三极管的集电极的电压信号为低电平信号时，确定当前继电器发生粘连；当检测到光耦U1中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
进一步地，本发明的充电装置还可包括输出模块，该输出模块用于在继电器发生粘连时，输出报警信息。该输出模块例如为显示屏、声音报警器、LED指示灯等。
本发明还构造一种充电装置的继电器粘连检测方法，结合图1和图2，在需要对当前继电器进行检测时，进行以下步骤：
步骤S01.控制当前继电器断开后，控制另一继电器闭合；
在该步骤中，需说明的是，若当前待检测的继电器为继电器K1，则先控制继电器K1断开，然后再控制继电器K2闭合；若当前待检测的继电器为继电器K2，则先控制继电器K2断开，再控制继电器K1闭合，也就是说，在检测的过程中，要保证有且仅有一个继电器是闭合的。
在一种优选的实施例中，在控制当前继电器断开后，可以先延时预设时间，例如，500ms，再控制另一继电器闭合，这样可保证待检测的当前继电器充分断开，提高安全性。
步骤S02.获取光耦中三极管的集电极的电压信号，即，获取检测点M处的电压；
步骤S03.根据光耦中三极管的集电极的电压信号判断当前继电器是否发生粘连。
在该步骤中，具体地：若整流模块为半波整流模块，则可判断光耦中三极管的集电极的电压信号为方波信号或高电平信号，若为方波信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，而且，一段时间(例如500ms)内都为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。若整流模块为全波整流模块，则可判断光耦中三极管的集电极的电压信号为低电平信号或高电平信号，若为低电平信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，而且，一段时间(例如500ms)内都为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。
还需说明的是，该实施例的继电器粘连检测方法既可应用在一个充电枪对应一个充电通路的充电装置，也可应用在一个充电枪对应多个充电通路的充电装置中。
图3是本发明电动汽车的充电方法实施例一的流程图，该实施例的充电方法包括：
步骤S10.判断充电枪是否插入电动汽车；
步骤S20.若插入电动汽车，则通过上述的继电器粘连检测方法对其中一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S30；
步骤S30.通过上述的继电器粘连检测方法对另一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S40；
步骤S40.启动充电，并进入充电状态；
步骤S50.输出报警信号。
在该实施例的步骤S10中，结合图1，首先通过供电控制模块103输出12v的电压信号，即，切换开关切换到供电控制模块103的12V电压输出端，若充电枪插入电动汽车，即，充电枪的插入控制端(CP)通过电阻R3接地，此时，供电控制模块103采样检测点Q处的电压，若判断检测点Q处的电压为第一电压(例如为9V)，则表示充电枪已插入电动汽车；若判断检测点Q处的电压为12V，则表示充电枪未插入电动汽车。
在确认充电枪插入电动汽车时，则可通过前述方法分别对两个继电器进行粘连检测，例如，步骤S20可对继电器K1进行检测，若该继电器K1未发生粘连，再执行步骤S30对继电器K2进行检测。当然，也可先在步骤S20中对继电器K2进行检测，若该继电器K2未发生粘连，再执行步骤S30对继电器K1进行检测。
另外，若步骤S20检测到继电器发生粘连，则不再执行步骤S30，直接执行步骤S50，以输出报警信号。若步骤S30检测到继电器发生粘连，则执行步骤S50，以输出报警信号。只有在步骤S20、步骤S30都未检测到继电器发生粘连时，才进行步骤S40。
在该实施例的步骤S40中，结合图1，通过供电控制模块103输出PWM信号，即，切换开关切换到供电控制模块103的PWM信号输出端。而且，所输出的PWM信号的占空比代表最大允许电流值，例如，占空比为53％，代表最大允许电流值为32A，占空比为30％，代表最大允许电流值为18A。同时，控制开关S2闭合，若此时检测点Q处的电压为第二电压(例如6V)，则控制继电器K1、K2同时闭合，充电装置中的交流电压就通过火线和零线接入电动汽车，从而使电动汽车进入充电状态。
需要说明的是，若在继电器粘连检测过程中发现充电枪拔出，则立即终止继电器粘连检测并断开继电器K1、K2。
另外，还需说明的是，该实施例仅说明了对该充电枪所对应的其中一个充电通路中的继电器进行粘连检测，应理解，在该充电枪同时连接多个充电通路时，若步骤S20判断发生粘连或者步骤S30判断发生粘连，此时则可对该充电枪所连接的下一个充电通路进行检测(即重新开始执行步骤S20)，以此类推，直至确定出两个继电器都未发生粘连的充电通路，然后使用该充电通路启动充电(即执行步骤S40)，或者，直至确定出该充电枪所连接的所有充电通路中的继电器都有发生粘连，然后输出报警信号(即执行步骤S50)。
如图1所示，在一种可选的实施例中，上述充电装置的继电器粘连检测方法应用在交流充电系统中，此外，该方案也可以引申到直流充电系统中应用，具体的，可以在去除上述充电装置中的整流模块之后，采用形成的新的充电装置，并采用类似的继电器粘连检测方法，对直流充电系统中的继电器进行粘连检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种充电装置，包括至少一个充电枪及与每个充电枪连接的充电通路，所述充电枪包括用于接入交流电压的火线的第一端及用于接入交流电压的零线的第二端，且所述充电通路包括两个分别串联在火线和零线上的继电器，其特征在于，所述充电通路还包括供电控制模块及连接在两个继电器后端的检测电路，所述检测电路包括整流模块、光耦、第一二极管、上拉电阻及控制模块，其中，所述整流模块的输入端连接所述充电枪的第一端，所述整流模块的输出端连接所述光耦中发光二极管的正极，所述光耦中发光二极管的负极接所述充电枪的第二端，所述第一二极管的正极连接所述充电枪的第二端，所述第一二极管的负极连接所述光耦中发光二极管的正极，所述光耦中三极管的集电极通过所述上拉电阻连接高电平，所述光耦中三极管的发射极接地；而且，
所述控制模块控制待检测的当前继电器断开后，延时预设时间，再控制另一继电器闭合，并根据所述光耦中三极管的集电极的电压信号来判断当前继电器是否发生粘连；
所述供电控制模块在两个继电器均未粘连时，向汽车输出PWM信号，以进入充电状态，其中，所述PWM信号的占空比代表最大允许电流值。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括：
输出模块，用于在继电器发生粘连时，输出报警信息。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述整流模块为半波整流模块，且所述控制模块在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为方波信号时，确定当前继电器发生粘连；在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述整流模块为全波整流模块，且所述全波整流模块的两输入端分别连接所述充电枪的第一端和第二端，所述全波整流模块的正输出端连接所述光耦中发光二极管的正极，所述全波整流模块的负输出端接地，而且，所述控制模块在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为低电平信号时，确定当前继电器发生粘连；在检测到所述光耦中三极管的集电极的电压信号为高电平信号时，确定当前继电器未发生粘连。
5.根据权利要求3或4所述的充电装置，其特征在于，所述充电通路还包括限流模块，所述限流模块连接在所述整流模块的输出端与所述光耦中发光二极管的正极之间；或者，所述限流模块连接在所述充电枪的第一端与所述整流模块的输入端之间。
6.一种权利要求1所述的充电装置的继电器粘连检测方法，其特征在于，在对当前继电器进行检测时，进行以下步骤：
步骤S01.控制当前继电器断开后，延时预设时间，再控制另一继电器闭合；
步骤S02.获取光耦中三极管的集电极的电压信号；
步骤S03.根据光耦中三极管的集电极的电压信号判断当前继电器是否发生粘连。
7.根据权利要求6所述的充电装置的继电器粘连检测方法，其特征在于，整流模块为半波整流模块，而且，所述步骤S03包括：
判断光耦中三极管的集电极的电压信号为方波信号或高电平信号，若为方波信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。
8.根据权利要求6所述的充电装置的继电器粘连检测方法，其特征在于，整流模块为全波整流模块，且所述全波整流模块的两输入端分别连接充电枪的第一端和第二端，所述全波整流模块的正输出端连接光耦中发光二极管的正极，所述全波整流模块的负输出端接地；而且，所述步骤S03包括：
判断光耦中三极管的集电极的电压信号为低电平信号或高电平信号，若为低电平信号，则确定当前继电器发生粘连；若为高电平信号，则确定当前继电器未发生粘连。
9.一种电动汽车的充电方法，其特征在于，包括：
步骤S10.判断充电枪是否插入电动汽车；
步骤S20.若插入电动汽车，则通过权利要求6-8任一项所述的继电器粘连检测方法对其中一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S30；
步骤S30.通过权利要求6-8任一项所述的继电器粘连检测方法对另一个继电器进行粘连检测，并判断是否发生粘连，若是，则执行步骤S50；若否，则执行步骤S40；
步骤S40.启动充电，向汽车输出PWM信号，以进入充电状态，其中，所述PWM信号的占空比代表最大允许电流值；
步骤S50.输出报警信号。
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