CN107143223B - 一种电子锁检测电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子锁检测电路及电动汽车，其中电子锁检测电路包括：驱动电源，包括第一输出端和第二输出端；其中，当需要解锁电子锁时，第一输出端为驱动电源正极，第二输出端为驱动电源负极；电子锁，电子锁的第一端与第一输出端连接，电子锁的第二端与第二输出端连接；以及，第一检测电路，第一检测电路的输入端与第一输出端连接，第一检测电路的输出端与电动汽车的微控制器MCU连接；其中，当微控制器MCU检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间处于预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，能够准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用。

Description

一种电子锁检测电路及电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电子锁检测电路及电动汽车。

背景技术

随着新能源汽车的发展与普及，对于电动汽车的各种要求越来越高，在电动汽车的充电电流大于16A工作电流的充电应用场合中，汽车充电插座必须安装电子锁止机构，当电子锁未可靠地锁止时，供电设备或电动汽车应停止充电或不能启动充电，其中电子锁应具备反馈信号，形成闭环控制。

目前对于电子锁上锁成功状态的诊断，可以通过在规定时间内探测反馈信号来实现；而对于电子锁解锁成功状态的诊断，不能够通过探测反馈信号实现，因为反馈信号始终表现为低电平状态，使得当电子锁出现解锁故障时，由于无法判断电子锁是否解锁成功，从而影响充电接口的安全使用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电子锁检测电路及电动汽车，解决了由于无法判断电子锁是否解锁成功，影响充电接口的安全使用的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种电子锁检测电路，应用于一设置有电子锁的电动汽车，该电子锁检测电路包括：

驱动电源，包括第一输出端和第二输出端；其中，当需要解锁电子锁时，第一输出端为驱动电源正极，第二输出端为驱动电源负极；

电子锁，电子锁的第一端与第一输出端连接，电子锁的第二端与第二输出端连接；以及，

第一检测电路，第一检测电路的输入端与第一输出端连接，第一检测电路的输出端与电动汽车的微控制器MCU连接；

其中，当微控制器MCU检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间处于预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功。

该电子锁检测电路，通过微控制器检测与驱动电源的第一输出端连接的第一检测电路的输出端的电压，并当检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且发生电压跳变的跳变时间落在预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，从而达到准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用的效果。

可选的，该电子锁检测电路还包括：第二检测电路，第二检测电路的输入端与电子锁的三端连接，第二检测电路的输出端与微控制器MCU连接；

其中，当需要对电子锁上锁时，第一输出端为驱动电源负极，第二输出端为驱动电源正极，当微控制器MCU检测到第二检测电路的输出端发生电压跳变时，确定电子锁上锁成功。

可选的，电子锁包括：一机械开关，机械开关的一端与第二输出端连接，机械开关的另一端与微控制器连接。

可选的，第一检测电路包括：第一电阻和第二电阻；其中，

第一电阻的一端与第一输出端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与接地端连接；第一电阻和第二电阻之间设置有与微控制器MCU连接的检测引脚。

可选的，第一检测电路还包括：与第二电阻并联的滤波电容；其中滤波电容的一端与微控制器MCU连接，滤波电容的另一端与接地端连接。

可选的，第一检测电路还包括：一逻辑正极输出端、第一保护二极管和第二保护二极管；其中，

第一保护二极管的负极与逻辑正极输出端连接，第一保护二极管的正极与第二保护二极管的负极连接、并与微控制器MCU连接，第二保护二极管的正极与接地端连接。

可选的，第一电阻与第二电阻的电阻值相等。

可选的，该电子锁检测电路还包括：

一报警单元，与微控制器MCU连接；

当微控制器MCU连续检测到电子锁上锁失败或解锁失败达到预设次数，则控制报警单元产生告警。

可选的，该电子锁检测电路还包括：驱动集成电路IC，驱动电源为驱动集成电路IC中的输出电源。

依据本发明的另一个方面，提供了一种电动汽车，包括上述的电子锁检测电路。

该电动汽车通过微控制器检测与驱动电源的第一输出端连接的第一检测电路的输出端的电压，并当检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且发生电压跳变的跳变时间落在预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，从而达到准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用的效果。

本发明的实施例的有益效果是：通过微控制器检测与驱动电源的第一输出端连接的第一检测电路的输出端的电压，并当检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间落在预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，从而达到准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用的效果。

附图说明

图1表示本发明的电子锁检测电路的结构示意图；

图2表示本发明的驱动集成电路IC的结构示意图；

图3表示本发明的第一检测电路的结构示意图；

图4表示本发明的电子锁与第二检测电路的结构示意图。

其中图中：10、驱动集成电路；

1、驱动电源，2、电子锁，3、第一检测电路，4、微控制器，5、第二检测电路，6、机械开关；

101、第一输出端；102、第二输出端；

301、第一电阻，302、第二电阻，303、滤波电容；304、逻辑正极输出端；305、第一保护二极管；306、第二保护二极管；

11、第一电气连接引脚，12、第二电气连接引脚，13、第三电气连接引脚。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1至图4所示，本发明的具体实施例提供了一种电子锁检测电路，应用于一设置有电子锁的电动汽车，该电子锁检测电路包括：驱动电源1、电子锁2和第一检测电路3。其中，驱动电源1，包括第一输出端101和第二输出端102；其中，当需要解锁电子锁时，第一输出端101为驱动电源正极，第二输出端102为驱动电源负极。电子锁2，电子锁2的第一端与第一输出端101连接，电子锁2的第二端与第二输出端102连接。第一检测电路3的输入端与第一输出端101连接，第一检测电路3的输出端与电动汽车的微控制器(Micro ControllerUnit，MCU)4连接。

其中，当微控制器4检测到第一检测电路3的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间处于预设时间窗内时，确定电子锁2解锁成功。具体地，当微控制器4检测到第一检测电路3的输出端由低电压转换为高电压、且由低电压转换到高电压的转换时间落在预设时间窗内时，确定电子锁2解锁成功。具体地，在电子锁解锁过程中，驱动电源1的第一输出端101输出高电压，第二输出端102输出低电压，驱动信号驱动电子锁2内部直流电机旋转，电能转换为动能和热能，由于电子锁处于解锁状态时，电子锁2内的直流电机发生堵转现象，瞬时驱动信号输入的电能全部转换为热能释放，驱动电流会远高于电子锁2正常运行时的电流值，第一检测电路3的输入端输入较高电流值，使得第一检测电路3的输出端的电压由初始的低电压转换为高电压。虽然解锁过程中第一检测电路3的输入端亦会有电流流入，但这时的电流驱动第一检测电路3的输出端的电压由初始的低电压转换为高电压的时间较长，因此微控制器4在检测到所述第一检测电路的输出端由低电压转换为高电压、且由低电压转换到高电压的转换时间落在预设时间窗内时，确定电子锁2解锁成功。

其中，由于一般硬件电路设计的驱动能力及电子锁内部阻抗均相对稳定，故电子锁由上锁状态运行到完全解锁状态的时间也应当是相对稳定的，在本发明的具体实施例中，上述预设时间窗的值可通过实车标定测试得到，一般地预设时间窗的值为电子锁正常解锁时间的经验值。例如50毫秒。

可选的，在本发明的具体实施例中，上述电子锁检测电路还包括：驱动集成电路(IC)10，驱动电源1为驱动集成电路(IC)10中的输出电源。且，在本发明的具体实施例中，上述驱动电源1为电子锁2的驱动电源，为电子锁2提供驱动电流信号，主要用于驱动电子锁2内部的直流电机，使电子锁2解锁或上锁。需要说明的是，如图2所示，上述驱动集成电路10会相应的连接一电源(如图2中的VCC)与接地端(如图2中的GND)。

可选的，在本发明的具体实施例中，上述电子锁检测电路还包括：第二检测电路5，第二检测电路的输入端与电子锁2的第三端连接，第二检测电路5的另一端与微控制器4连接。

其中，当需要对电子锁上锁时，第一输出端101为驱动电源负极，第二输出端102为驱动电源正极，当微控制器4检测到第二检测电路5的输出端发生电压跳变时，确定电子锁2上锁成功。具体地，微控制器4检测到第二检测电路5的输出端由高电压转换为低电压时，确定电子锁2上锁成功。

可选的，在本发明的具体实施例中，上述电子锁2包括：一机械开关6，该机械开关6的一端与第二输出端102连接，机械开关6的另一端与微控制器4连接。具体地，该机械开关6在电子锁2处于解锁状态时闭合，在电子锁2处于上锁状态时断开。在执行上锁过程时，驱动电源1的第一输出端101输出低电压，第二输出端102输出高电压，由于机械开关6处于闭合的初始状态，因此微控制器4可检测到第二输出端102的高电压，当电子锁2上锁成功后，机械开关6由闭合状态切换为断开状态，微控制器4的检测引脚悬空变为低电压，因此当微控制器4检测到第二检测电路5的输出端由高电压转换为低电压时，确定电子锁上锁成功。

可见，在本发明的具体实施例中，微控制器4通过检测第一检测电路3的输出端与第二检测电路5的输出端的电压，便能准确判定电子锁2解锁成功与上锁成功，从而有效地增强了电动汽车充电接口使用的可靠性和安全性。

其中，在本发明的具体实施例中，以某款常用的电子锁为例，阐述上述电子锁检测电路的各组成部分的工作原理，如图4所示，该电子锁2有第一电气连接引脚11(上述电子锁的第二端)、第二电气连接引脚12(上述电子锁的第三端)以及第三电气连接引脚13(上述电子锁的第一端)这3个电气连接引脚，且定义电子锁芯伸出为锁止，缩回为解锁。其中，第一电气连接引脚11接地、第三电气连接引脚13接电源(例如12伏特电源)，电子锁2执行解锁动作，电子锁2处于解锁状态时，第一电气连接引脚11与第二电气连接引脚12间接通，机械开关6为闭合状态；第一电气连接引脚11接电源(例如12伏特电源)，第三电气连接引脚13接地，电子锁2执行锁止(即上锁)动作，电子锁2处于锁止状态时，第一电气连接引脚11与第二电气连接引脚12间断开，机械开关6为断开状态，第二电气连接引脚12悬空。可见，对于电子锁2上锁成功的判定，可通过检测第二检测电路的输出端的电压实现，即，若检测到第二检测电路的输出端由高电压转换为低电压时，确定电子锁2上锁成功。

其中，需要说明的是，在电子锁解锁过程中，电子锁驱动电流信号驱动电子锁内部直流电机旋转，电能转换为动能和热能，当电子锁解锁到位的瞬间，直流电机堵转，瞬时驱动信号输入的电能全部转换为热能释放，驱动电流会远高于电子锁正常运行时的电流值，因此可以通过诊断该电流的阶跃变化来实现对电子锁是否解锁成功的判断。由于一般硬件电路设计的驱动能力及电子锁内部阻抗均相对稳定，故电子锁由上锁状态运行到完全解锁状态的时间也应当是相对稳定的，相关数据可以通过实车标定获得，通过诊断电子锁驱动电流信号阶跃变化是否在规定的时间窗内到达，即可以完成电子锁是否顺利完成解锁的判定。其中，为便于驱动电源1为电子锁提供电子锁驱动电流信号，上述驱动电源1的第一输出端101与电子锁的第一电气连接引脚11连接，驱动电源1的第二输出端102与电子锁的第三电气连接引脚14连接，第一输出端101与第二输出端102通过高低电压的转换输出从而实现电子锁内直流电机的正反转，即实现电子锁的上锁解锁功能。

可选的，在本发明的具体实施例中，如图3所示，上述第一检测电路3包括：第一电阻301和第二电阻302；其中，第一电阻301的一端与第一输出端101连接，第一电阻301的另一端与第二电阻302的一端连接，第二电阻302的另一端与接地端连接；第一电阻301和第二电阻302之间设置有与微控制器4连接的检测引脚。其中，作为一个优选的示例，上述第一电阻301与第二电阻302的电阻值相等。需要说明的是，上述第二电阻302连接的接地端可以为图3中的GND。

其中，在本发明的具体实施例中，上述第一电阻301和第二电阻302为分压电阻，主要用于确保第一检测电路3输出给微控制器4的电流值不会太大，防止该电流损坏微控制器4。

进一步可选的，在本发明的具体实施例中，上述第一检测电路3还包括：与第二电阻302并联的滤波电容303。其中滤波电容303的一端与微控制器4连接，滤波电容303的另一端与接地端连接。

其中，在本发明的具体实施例中，上述滤波电容303的主要作用为对第一检测电路3输出给微控制器4的电流信号进行滤波处理。

进一步可选的，在本发明的具体实施例中，上述第一检测电路3还包括：一逻辑正极输出端304、第一保护二极管305和第二保护二极管306。其中，第一保护二极管305的负极与逻辑正极输出端304连接，第一保护二极管305的正极与第二保护二极管306的负极连接、并与微控制器4连接，第二保护二极管306的正极与接地端连接。

其中，在本发明的具体实施例中，上述第一保护二极管305和第二保护二极管306主要用于保护微控制器4。

其中，在本发明的具体实施例中，上述电子锁检测电路还包括：一报警单元，与微控制器4连接。其中，当微控制器4连续检测到电子锁上锁失败或解锁失败达到预设次数，则控制报警单元产生告警。

其中，在本发明的具体实施例中，微控制器4在正常上电唤醒之后，会等待接收整车解锁指令，在接收到整车解锁指令后驱动控制电子锁，当检测到解锁失败时，统计解锁失败的次数，若解锁失败的次数的达到预设次数(例如两次)，则控制报警单元产生告警，即，使报警单元上报整车错误信息。其中，当解锁失败的次数的未达到预设次数时，微控制器4会继续驱动控制电子锁，直至解锁失败的次数的达到预设次数时控制报警单元产生告警。类似的，对于电子锁的上锁过程而言，当微控制器4检测到上锁失败时，统计上锁失败的次数，若上锁失败的次数达到预设次数，则控制报警单元产生告警。

由此可见，在本发明的具体实施例中，通过微控制器4检测与驱动电源1的第一输出端101连接的第一检测电路3的输出端的电压，并当检测到第一检测电路3的输出端发生电压跳变(具体为：由低电压转换为高电压)、且电压跳变的跳变时间(具体为：由低电压转换到高电压的转换时间)处于预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，从而达到准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用的效果。

此外，本发明的具体实施例还提供了一种电动汽车，包括上述的电子锁检测电路。

需要说明的是，由于本发明实施例提供的电动汽车是包括上述电子锁检测电路的电动汽车，因此上述电子锁检测电路的所有实施例均适用于该电动汽车，且均能达到相同或相似的有益效果。

即，在本发明的具体实施例中，电动汽车通过微控制器检测与驱动电源的第一输出端连接的第一检测电路的输出端的电压，并当检测到第一检测电路的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间处于预设时间窗内时，确定电子锁解锁成功，从而达到准确判定电子锁解锁成功，确保充电接口的安全使用的效果。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子锁检测电路，应用于一设置有电子锁的电动汽车，其特征在于，所述电子锁检测电路包括：

驱动电源，包括第一输出端和第二输出端；其中，当需要解锁电子锁时，所述第一输出端为驱动电源正极，所述第二输出端为驱动电源负极；

电子锁，所述电子锁的第一端与所述第一输出端连接，所述电子锁的第二端与所述第二输出端连接；以及，

第一检测电路，所述第一检测电路的输入端与所述第一输出端连接，所述第一检测电路的输出端与所述电动汽车的微控制器MCU连接；

其中，当所述微控制器MCU检测到所述第一检测电路的输出端发生电压跳变、且电压跳变的跳变时间处于预设时间窗内时，确定所述电子锁解锁成功。

2.根据权利要求1所述的电子锁检测电路，其特征在于，还包括：第二检测电路，所述第二检测电路的输入端与所述电子锁的第三端连接，所述第二检测电路的输出端与所述微控制器MCU连接；

其中，当需要对电子锁上锁时，所述第一输出端为驱动电源负极，所述第二输出端为驱动电源正极，当所述微控制器MCU检测到所述第二检测电路的输出端发生电压跳变时，确定所述电子锁上锁成功。

3.根据权利要求1所述的电子锁检测电路，其特征在于，所述电子锁包括：一机械开关，所述机械开关的一端与所述第二输出端连接，所述机械开关的另一端与所述微控制器连接。

4.根据权利要求1所述的电子锁检测电路，其特征在于，所述第一检测电路包括：第一电阻和第二电阻；其中，

所述第一电阻的一端与所述第一输出端连接，所述第一电阻的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与接地端连接；所述第一电阻和第二电阻之间设置有与所述微控制器MCU连接的检测引脚。

5.根据权利要求4所述的电子锁检测电路，其特征在于，所述第一检测电路还包括：与所述第二电阻并联的滤波电容；其中所述滤波电容的一端与所述微控制器MCU连接，所述滤波电容的另一端与所述接地端连接。

6.根据权利要求4或5所述的电子锁检测电路，其特征在于，所述第一检测电路还包括：一逻辑正极输出端、第一保护二极管和第二保护二极管；其中，

所述第一保护二极管的负极与所述逻辑正极输出端连接，所述第一保护二极管的正极与所述第二保护二极管的负极连接、并与所述微控制器MCU连接，所述第二保护二极管的正极与所述接地端连接。

7.根据权利要求4所述的电子锁检测电路，其特征在于，所述第一电阻与第二电阻的电阻值相等。

8.根据权利要求2所述的电子锁检测电路，其特征在于，还包括：

一报警单元，与所述微控制器MCU连接；

当所述微控制器MCU连续检测到所述电子锁上锁失败或解锁失败达到预设次数，则控制所述报警单元产生告警。

9.根据权利要求1所述的电子锁检测电路，其特征在于，还包括：驱动集成电路IC，所述驱动电源为所述驱动集成电路IC中的输出电源。

10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电子锁检测电路。