CN108556669A - 一种车载充电器及其控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载充电器及其控制装置，该控制装置分别与充电插座及蓄电池相连，且控制装置具有电源端，控制装置还包括：连接检测电路，用于检测充电插座是否与充电设备的充电枪连接；第一驱动电路，用于在充电插座与充电枪连接时，将电源端接入蓄电池；在充电插座与充电枪未进行连接时，断开电源端与蓄电池的连接。实施本发明的技术方案，可节约蓄电池的能量。

Description

一种车载充电器及其控制装置
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种车载充电器及其控制装置。
背景技术
国家标准GB/T18487.1-2015中关于电动汽车传导充电系统做出通用要求规定：电动汽车OBC(on board charger，车载充电器)供电设备的充电模式分为：模式一、模式二、模式三、模式四。其中，模式一、二、三为交流供电设备的供电模式，模式四为直流供电设备的供电模式。
充电模式二和充电模式三供电设备的充电枪上带有CC信号线和CP信号线，用于电动汽车充电前的充电连接确认和OBC最大允许输入电流确认。CC信号线连接于供电设备充电枪头中的识别电阻，识别电阻另一端连接于供电设备的PE。在电动汽车充电连接确认阶段时，供电设备与电动汽车充电口连接，通过检测识别电阻的值，来判断供电设备是否与车辆充电接口可靠连接，以及确认供电设备输出枪头线缆的额定容量。另外，OBC中控制装置的核心单元CPU得到有效供电，是控制装置检测并确认车辆充电接口与供电设备完全连接的条件。目前，车载充电机控制装置的供电大多来源于车辆上的蓄电池。
在现有的OBC中，需要蓄电池一直为控制装置供电，这样将导致损耗大量的电池电量，影响车辆的综合性能。
发明内容
为解决现有技术中蓄电池耗电量大的技术问题，本发明提供一种车载充电器及其控制装置，可节约蓄电池的能量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载充电器的控制装置，分别与充电插座及蓄电池相连，且所述控制装置具有电源端，所述控制装置还包括：
连接检测电路，用于检测所述充电插座是否与充电设备的充电枪连接；
第一驱动电路，用于在所述充电插座与所述充电枪连接时，将所述电源端接入蓄电池；在所述充电插座与所述充电枪未进行连接时，断开所述电源端与蓄电池的连接。
优选地，所述连接检测电路包括：第一电阻、第二电阻及第三电阻，其中，所述第一电阻的第一端接入高电平信号，所述第一电阻的第二端连接所述充电插座的CC信号端，所述第一电阻的第二端还通过所述第二电阻连接所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端接地，而且，所述第一电阻的第二端为所述连接检测电路的输出端。
优选地，所述第一驱动电路包括：第五电阻、第六电阻、第八电阻、第一开关和第二开关，其中，所述第五电阻的第一端及所述第二开关的第二端分别连接所述蓄电池的正端，所述第二开关的第一端连接所述电源端，所述第五电阻的第二端分别连接所述第二开关的控制端、所述第一开关的第二端及所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端分别连接所述连接检测电路的输出端及所述第一开关的控制端，所述第一开关的第一端通过所述第八电阻接地。
优选地，所述第一驱动电路还包括第七电阻，而且，所述第七电阻的第一端连接所述连接检测电路的输出端，所述第七电阻的第二端连接所述第一开关的控制端。
优选地，所述第一驱动电路还包括第一电容，而且，所述第一电容的第一端连接所述第一开关的控制端，所述第一电容的第二端接地。
优选地，还包括：
充电控制器，用于检测是否收到用户输入的充电启动信号；
第二驱动电路，用于在所述充电插座与所述充电枪连接后，控制通信模块保持唤醒状态；在所述充电插座与所述充电枪连接后的预设时段内无收到所述充电启动信号时，控制通信模块由唤醒状态进入休眠状态；当通信模块在休眠状态且收到所述充电启动信号时，控制通信模块由休眠状态进入唤醒状态。
优选地，所述第二驱动电路包括第三开关，而且，所述第三开关的控制端连接所述充电控制器的信号输出端，所述第三开关的第一端连接所述通信模块的使能端，所述第三开关的第二端接地。
优选地，所述第二驱动电路还包括第九电阻，而且，所述第九电阻的第一端连接所述充电控制器的信号输出端，所述第九电阻的第二端连接所述第三开关的控制端。
优选地，所述第二驱动电路还包括第二电容和/或第十电阻，而且，
所述第二电容的第一端连接所述第三开关的控制端，所述第二电容的第二端接地；
所述第十电阻的第一端连接所述第三开关的控制端，所述第十电阻的第二端接地。
本发明还构造一种车载充电器，包括主功率装置，所述车载充电器还包括以上任一项所述的控制装置。
实施本发明的技术方案，当连接检测电路检测到充电设备的充电枪插入电动汽车的充电插座时，第一驱动电路便将控制装置的电源端接入蓄电池，从而为电动汽车充电自检工作提供动力条件。相反地，当连接检测电路检测到充电设备的充电枪未与电动汽车的充电插座连接时，第一驱动电路便断开控制装置的电源端与蓄电池的连接，即，使控制装置停止从蓄电池接受能量，车载充电器处于第一休眠模式，从而为蓄电池节约能量。因此，该实施例的控制装置能有效做到了用则唤醒、不用则休眠的节能效果。
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。
图1是本发明车载充电器、充电插座及充电枪实施例一的电路图；
图2是本发明车载充电器中第二驱动电路实施例一的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明车载充电器、充电插座及充电枪实施例一的电路图，该实施例的车载充电器包括主功率装置(未示出)及控制装置，其中，控制装置具有电源端(12V_SYS)，该电源端用于为控制装置中的其它模块供电，例如，充电控制器(CPU)、通信模块等，而且，该控制装置与充电插座20及蓄电池(未示出)相连。该实施例的控制装置包括连接检测电路11和第一驱动电路12。其中，连接检测电路11用于检测充电插座20是否与充电设备的充电枪30连接。第一驱动电路12用于在充电插座20与充电枪30连接时，将该电源端(12V_SYS)接入蓄电池；在充电插座20与充电枪30未进行连接时，断开该电源端(12V_SYS)与蓄电池的连接。
在该实施例中，当连接检测电路11检测到充电设备的充电枪30插入电动汽车的充电插座20时，第一驱动电路12便将控制装置的电源端(12V_SYS)接入蓄电池，从而为电动汽车充电自检工作提供动力条件。相反地，当连接检测电路11检测到充电设备的充电枪30未与电动汽车的充电插座20连接时，第一驱动电路12便断开控制装置的电源端(12V_SYS)与蓄电池的连接，即，使控制装置停止从蓄电池接受能量，车载充电器处于第一休眠模式，从而为蓄电池节约能量。因此，该实施例的控制装置能有效做到了用则唤醒、不用则休眠的节能效果。
结合图1，该连接检测电路11具体包括第一电阻R1、第二电阻R2及第三电阻R3，其中，第一电阻R1的第一端接入蓄电池的正端(12V_BAT)，第一电阻R1的第二端连接充电插座的CC信号端，第一电阻R1的第二端还通过第二电阻R2连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端接地，而且，第一电阻R1的第二端为该连接检测电路11的输出端。最后需说明的是，在其它实施例中，第一电阻R1的第一端也可接入其它的高电平信号。
结合图1，该第一驱动电路包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第一开关Q1和第二开关Q2，而且，第一开关Q1为P-MOS管，第二开关Q2为PNP型三极管。其中，第五电阻R5的第一端及第二开关Q2的第二端分别连接蓄电池的正端(12V_BAT)，第二开关Q2的第一端连接电源端(12V_SYS)，第五电阻R5的第二端分别连接第二开关Q2的控制端、第一开关Q1的第二端及第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端通过第七电阻R7连接检测电路11的输出端，第六电阻R6的第二端还连接第一开关Q1的控制端，第一开关Q1的第一端通过第八电阻R8接地，第一电容C1的第一端连接第一开关Q1的控制端，第一电容C1的第二端接地。最后需说明的是，第七电阻(R7)起限流作用，在其它实施例中可省略；第一电容C1起隔离作用，在其它实施例中也可省略。另外，第一开关Q1和第二开关Q2也可选用其它类型的开关器件，例如IGBT管、继电器等。
下面结合图1说明该实施例的控制装置的工作原理：
首先说明的是，充电设备的充电枪30中设置有用于识别过额定电流大小的电阻Rc，该识别电阻Rc的一端连接CC信号端，其另一端连接于充电设备的PE端。另外，蓄电池输出12V的直流电压。
当充电枪30未插入电动汽车的充电插座20时，蓄电池输出的12V电压加在第一电阻R1、第二R2、第三R3上，此时，A点处的电压为第二电阻R2及第三电阻R3上的电压和，该电压与B点的电压差高于第一开关Q1的开启电压时，无法通过第七电阻R7来驱动第一开关Q1开通，进而使得第二开关Q2也不会开通，这样，蓄电池的输出电压无法接入控制装置的电源端(12V_SYS)，车载充电器处于第一休眠模式，从而为蓄电池节约能量。
当充电枪30插入电动汽车的充电插座20时，充电枪30中的识别电阻Rc并联到相串联的第二电阻R2及第三电阻R3上，然后再与第一电阻R1串联，共同分担蓄电池输出的12V电压，此时，A点处的电压相比充电枪30插入前减小了，通过合理设置各个电阻的阻值，使其与B点的电压差低于第一开关Q1的开启电压，这样，第一开关Q1便开始导通，进而B点处的电压被拉低，使得第二开关Q2也开通，这样，控制装置的电源端(12V_SYS)便与蓄电池的正端(12V_BAT)接通，蓄电池输出的12V电压源源不断为车载充电器的控制装置供电，为电动汽车充电准备阶段的自检工作提供支撑。
进一步地，在充电设备与电动汽车连接后，CC信号已唤醒了蓄电池为车载充电器中控制装置进行供电，也就是说，此时的控制装置已经在不断地从蓄电池取电了，从而消耗蓄电池的电量。但是，若在未知的时长内，用户未主动进行充电设备的充电命令下发，也没有主动断开充电枪与充电接口的连接，则在充电前的这段时间内，蓄电池的电量也会耗费掉。
基于这种节能思想和上述未知耗能情况的存在，本发明的控制装置在上述实施例的基础上，还可进一步增加充电控制器及第二驱动电路，其中，充电控制器用于检测是否收到用户输入的充电启动信号；第二驱动电路用于在充电插座与充电枪连接后，控制通信模块保持唤醒状态；在充电插座与充电枪连接后的预设时段内无收到充电启动信号时，控制通信模块由唤醒状态进入休眠状态；当通信模块在休眠状态且收到充电启动信号时，控制通信模块由休眠状态进入唤醒状态。
结合图2，首先说明的是，通信模块具有电源输入端和使能端，且其电源输入端与控制装置的电源端(12V_SYS)相连。而且，通信模块进一步包括通信电路和通信电源，通信模块的电源输入端和使能端均设置在通信电源上。另外，第二驱动电路13包括第三开关Q3、第九电阻R9、第十电阻R10、第二电容C2，而且，第三开关选用NPN型三极管。而且，第三开关Q3的控制端通过第九电阻R9连接充电控制器的信号输出端(HIBER_CONTROL)，第三开关Q3的第一端连接通信电源的使能端(HIBER_OUT)，第三开关Q3的第二端接地，第二电容C2及第十电阻R10并联在第三开关Q3的控制端及地之间。最后需说明的是，第三开关Q3可选用其它类型的开关器件，例如，MOS管、IGBT管、继电器等。另外，第九电阻R9起限流作用，在其它实施例中可省略；第二电容C2及第十电阻R10起隔离作用，在其它实施例中也至少省去一个。
在该实施例中，在连接检测电路检测到充电插座与充电枪连接时，第一驱动电路就会将控制装置的电源端接入蓄电池，此时，控制装置内的充电控制器开始上电工作，其信号输出端(HIBER_CONTROL)开始输出低电平，这样，第三开关Q3截止，通信电源的使能端(HIBER_OUT)为高电平，因此可使得通信模块保持唤醒状态。当上述未知耗能情况发生时，即，充电插座与充电枪连接后的预设时段内充电控制器并无收到充电启动信号，则充电控制器将其信号输出端(HIBER_CONTROL)置为高电平，此时，第三开关Q3开通，通信电源的使能端(HIBER_OUT)被拉为低电平，从而使得蓄电池通过电源端停止为通信电源供电，通信模块由唤醒状态进入休眠状态，此时，车载充电器进入第二休眠模式，在此模式下，控制装置将减少对蓄电池电量的损耗。在通讯模块处于休眠状态的期间，假如用户主动下发了充电命令，充电控制器在检测到充电启动信号后，重新将其信号输出端(HIBER_CONTROL)置为低电平，此时，第三开关Q3不导通，不会将通信电源的使能端(HIBER_OUT)拉低，从而使得通信电源恢复供电，通信模块由休眠状态重新进入唤醒状态，车载充电器退出第二休眠模式。用户重新实施供电设备与车辆充电接口的断开、连接操作后也可退出第二休眠模式。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明的权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种车载充电器的控制装置，分别与充电插座及蓄电池相连，且所述控制装置具有电源端，其特征在于，所述控制装置还包括：
连接检测电路，用于检测所述充电插座是否与充电设备的充电枪连接；
第一驱动电路，用于在所述充电插座与所述充电枪连接时，将所述电源端接入蓄电池；在所述充电插座与所述充电枪未进行连接时，断开所述电源端与蓄电池的连接。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述连接检测电路包括：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)及第三电阻(R3)，其中，所述第一电阻(R1)的第一端接入高电平信号，所述第一电阻(R1)的第二端连接所述充电插座的CC信号端，所述第一电阻(R1)的第二端还通过所述第二电阻(R2)连接所述第三电阻(R3)的第一端，所述第三电阻(R3)的第二端接地，而且，所述第一电阻(R1)的第二端为所述连接检测电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一驱动电路包括：第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第八电阻(R8)、第一开关(Q1)和第二开关(Q2)，其中，所述第五电阻(R5)的第一端及所述第二开关(Q2)的第二端分别连接所述蓄电池的正端，所述第二开关(Q2)的第一端连接所述电源端，所述第五电阻(R5)的第二端分别连接所述第二开关(Q2)的控制端、所述第一开关(Q1)的第二端及所述第六电阻(R6)的第一端，所述第六电阻(R6)的第二端分别连接所述连接检测电路的输出端及所述第一开关(Q1)的控制端，所述第一开关(Q1)的第一端通过所述第八电阻(R8)接地。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一驱动电路还包括第七电阻(R7)，而且，所述第七电阻(R7)的第一端连接所述连接检测电路的输出端，所述第七电阻(R7)的第二端连接所述第一开关(Q1)的控制端。
5.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，所述第一驱动电路还包括第一电容(C1)，而且，所述第一电容(C1)的第一端连接所述第一开关(Q1)的控制端，所述第一电容(C1)的第二端接地。
6.根据权利要求1-5任一项所述的控制装置，其特征在于，还包括：
充电控制器，用于检测是否收到用户输入的充电启动信号；
第二驱动电路，用于在所述充电插座与所述充电枪连接后，控制通信模块保持唤醒状态；在所述充电插座与所述充电枪连接后的预设时段内无收到所述充电启动信号时，控制通信模块由唤醒状态进入休眠状态；当通信模块在休眠状态且收到所述充电启动信号时，控制通信模块由休眠状态进入唤醒状态。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第二驱动电路包括第三开关(Q3)，而且，所述第三开关(Q3)的控制端连接所述充电控制器的信号输出端，所述第三开关(Q3)的第一端连接所述通信模块的使能端，所述第三开关(Q3)的第二端接地。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述第二驱动电路还包括第九电阻(R9)，而且，所述第九电阻(R9)的第一端连接所述充电控制器的信号输出端，所述第九电阻(R9)的第二端连接所述第三开关(Q3)的控制端。
9.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述第二驱动电路还包括第二电容(C2)和/或第十电阻(R10)，而且，
所述第二电容(C2)的第一端连接所述第三开关(Q3)的控制端，所述第二电容(C2)的第二端接地；
所述第十电阻(R10)的第一端连接所述第三开关(Q3)的控制端，所述第十电阻(R10)的第二端接地。
10.一种车载充电器，包括主功率装置，其特征在于，所述车载充电器还包括权利要求1-9任一项所述的控制装置。
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