CN108604804A - 协议转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的协议转换装置(1)具有:第1通信部(12),其与对应于第1充电协议的功率调节器(2)进行通信;第2通信部(13),其与对应于第2充电协议的电动汽车(3)进行通信;以及作为转换部的控制部(11),其设置在第1通信部(12)与第2通信部(13)之间,当从第1通信部(12)接受从功率调节器(2)接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于第2充电协议的通信信号并输出到第2通信部(13),当从第2通信部(13)接受从电动汽车(3)接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于第1充电协议的通信信号并输出到第1通信部(12)。

Description

协议转换装置
技术领域
本发明涉及协议转换装置,用于使对电动汽车中搭载的电池进行充电的充电装置能够对对应于与本装置不同的充电协议的电动汽车中搭载的电池进行充电。
背景技术
作为用于对蓄积向电动汽车的电动机供给的电力的蓄电池(驱动用电池)进行充电的充电装置,有时利用能够进行从交流电力到直流电力的电力转换和从直流电力到交流电力的电力转换的功率调节器(power conditioner)。功率调节器在对驱动用电池进行充电的情况下,将从商用系统等的系统电源供给的交流电力转换成直流电力,在家庭内的设备等使用驱动用电池中蓄积的电力的情况下,将从驱动用电池放电的直流电力转换成交流电力。
在对电动汽车中搭载的驱动用电池进行充电时,有时电动汽车和功率调节器等充电装置进行通信,根据充电协议进行该通信。充电协议存在多个方式,主要有日本国内采用的CHAdeMO方式(CHAdeMO协议)、欧美采用的SAE J1772方式(以下称作COMBO协议)等。
这里,在专利文献1中公开有能够对充电协议不同的多种电动汽车进行充电的系统。专利文献1记载的电动汽车用的快速充电系统的充电单元具有对应于CHAdeMO协议的缆线和对应于COMBO协议的缆线。用户在使用快速充电系统对电动汽车进行充电的情况下,将要充电的电动汽车对应的协议的缆线与电动汽车连接,进而对充电单元中设置的选择开关进行操作,选择要使用的充电协议。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-183739号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1记载的发明具有用于选择要使用的充电协议的选择开关,用户为了对电动汽车进行充电,需要对选择开关进行操作而选择正确的充电协议。并且,专利文献1记载的发明具有多个充电缆线即对应于各个充电协议的充电缆线,用户需要选择对应于电动汽车中采用的充电协议的充电缆线。这样,专利文献1记载的发明具有结构复杂且用于进行充电的操作烦杂这样的问题。
本发明正是鉴于上述情况而完成的,其目的在于,得到如下的协议转换装置:利用简易的结构实现能够对应于多个充电协议的充电系统,并且,实现用户进行的操作的简单化。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题并实现目的,本发明的协议转换装置具有与对应于第1充电协议的充电装置进行通信的第1通信部、以及与对应于第2充电协议的电动汽车进行通信的第2通信部。并且,协议转换装置具有转换部,该转换部设置在第1通信部与第2通信部之间,当从第1通信部接受从充电装置接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于第2充电协议的通信信号并输出到第2通信部,当从第2通信部接受从电动汽车接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于第1充电协议的通信信号并输出到所述第1通信部。
发明效果
根据本发明的协议转换装置,发挥如下效果:能够利用简易的结构实现能够对应于多个充电协议的充电系统,并且,能够实现用户进行的操作的简单化。
附图说明
图1是示出应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统的使用形式的图。
图2是示出图1所示的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。
图3是示出应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。
图4是示出应用了实施方式1的协议转换装置的情况下的电动汽车的充电系统的使用形式的图。
图5是示出实施方式1的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。
图6是示出实施方式1的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。
图7是示出实施方式2的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。
图8是示出实施方式2的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。
图9是示出用于实现控制部的硬件结构例的图。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式的协议转换装置进行详细说明。另外,本发明不受该实施方式限定。
实施方式1
首先,对应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统进行说明。
图1是示出应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统的使用形式的图。应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统具有电动汽车用的功率调节器2,在功率调节器2连接有充放电缆线24。在充放电缆线24的前端设置有充放电缆线连接器25。充放电缆线连接器25与电动汽车3的充放电缆线插座34连接。在充放电缆线连接器25与电动汽车3的充放电缆线插座34连接的状态下,功率调节器2进行电力转换动作,由此,进行电动汽车3中搭载的驱动用电池的充电或放电。功率调节器2在对驱动用电池进行充电的情况下,将从系统侧供给的交流电力转换成直流电力,在对驱动用电池进行放电的情况下,将从驱动用电池放电的直流电力转换成交流电力。
图2是示出图1所示的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。在图2所示的电动汽车的充电系统中,功率调节器2在内部具有控制电路20和变流器23。经由充放电缆线24而与功率调节器2连接的充放电缆线连接器25具有螺线管26、杆27和连接部28。充放电缆线连接器25与电动汽车3侧的充放电缆线插座34连接。电动汽车3具有控制电路30和作为驱动用电池的电池33。功率调节器2与电动汽车3通过作为连接器的连接部28和连接部36电连接。功率调节器2的控制电路20与电动汽车3的控制电路30经由通信线29-1和控制线29-2连接。功率调节器2的变流器23与电动汽车3的电池33经由电力供给线60连接。
功率调节器2的控制电路20用于与电动汽车3的控制电路30交换控制信号和通信信号,具有控制部21和通信部22。电动汽车3的控制电路30具有控制部31和通信部32。控制电路20的通信部22和控制电路30的通信部32能够由通信用的驱动器IC(IntegratedCircuit集成电路)实现。在功率调节器2中,控制电路20在螺线管26中流过电流而使杆27移动,将杆27插入到充放电缆线插座34的切口部分35,由此,锁定充放电缆线连接器25与充放电缆线插座34之间的连接。
图3是示出应用本发明的协议转换装置之前的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。图3示出在开始对电动汽车3的电池33进行充电之前,功率调节器2的控制电路20和电动汽车3的控制电路30进行的通信时序。另外,设功率调节器2和电动汽车3对应于相同的充电时序。
在开始进行充电的情况下,首先,功率调节器2的控制电路20从控制部21经由控制线29-2向电动汽车3的控制电路30通知充电的开始(步骤S21)。当电动汽车3的控制电路30检测到从控制电路20接受到充电开始的通知时(步骤S31),控制电路30和控制电路20开始经由通信线29-1进行通信(步骤S32、S22)。此时,从控制电路30向控制电路20发送的通信信号经由功率调节器2的控制电路20的通信部22传递到控制部21。在开始进行通信后(步骤S23、S33),电动汽车3的控制电路30经由通信线29-1向功率调节器2的控制电路20通知充电许可(步骤S34)。该通知经由控制电路20的通信部22到达控制部21,接受到通知的控制电路20的控制部21在位于充放电缆线连接器25内的螺线管26中流过电流而使杆27移动,使杆27插入到位于电动汽车3的充放电缆线插座34内的切口部分35,由此,锁定充放电缆线连接器25与充放电缆线插座34之间的连接(步骤S24)。由此,功率调节器2与电动汽车3可靠地连接。当连接被锁定时,从功率调节器2的变流器23向电动汽车3的电池33输出充电用的直流电流,开始进行充电(步骤S25)。
图3所示的充电时序是使用CHAdeMO方式的情况下的时序。在图3中,仅记载与发明有关的部分,省略了与发明没有直接关系的控制内容和通信内容的记载。在上述例子中,叙述了从功率调节器2的变流器23向电动汽车3的电池33进行充电的情况,但是,从电动汽车3的电池33向功率调节器2的变流器23进行放电的情况下的时序也是同样的。在CHAdeMO方式的情况下,在控制电路彼此的通信中使用CAN(Controller Area Network:控制器区域网络)通信。
图4是示出应用了实施方式1的协议转换装置的情况下的电动汽车的充电系统的使用形式的图。本发明的协议转换装置1插入到图1和图2所示的功率调节器2侧的充放电缆线连接器25与电动汽车3侧的充放电缆线插座34之间来使用。协议转换装置1以外的功率调节器2、充放电缆线24、充放电缆线连接器25、电动汽车3和充放电缆线插座34与在图1和图2中标注有相同标号的各部相同。
图5是示出实施方式1的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。这里,省略已经说明的功率调节器2、电动汽车3等内部结构的说明,对协议转换装置1进行说明。
实施方式1的协议转换装置1具有控制电路10、螺线管14、杆15、开关17和连接部18、19。控制电路10在功率调节器2与电动汽车3之间对通信信号(控制信息、数据)进行中继,并且对螺线管14进行控制。控制电路10具有控制部11,在对接收到的通信信号进行中继的情况下,控制部11将接收到的通信信号转换成基于中继目的地装置(功率调节器或电动汽车)对应的充电协议的形式的通信信号。控制部11作为转换部进行动作。
功率调节器2的控制部21与协议转换装置1的控制部11之间利用控制线52连接,电动汽车3的控制电路30与协议转换装置1的控制部11之间利用控制线53连接。控制电路10具有用于在与控制部21之间进行基于充电协议的通信的第1通信部12、以及用于在与控制部31之间进行基于充电协议的通信的第2通信部13。第1通信部12经由通信线50而与功率调节器2的通信部22连接,第2通信部13经由通信线51而与电动汽车3的通信部32连接。控制部11和控制部21在通知基于充电协议的通信开始的情况下等不基于充电协议而发送接收控制信息等的情况下,使用控制线52。同样,控制部11和控制部31在不基于充电协议而发送接收控制信息等的情况下,使用控制线53。
第1通信部12和第2通信部13能够由通信用的驱动器IC实现。第1通信部12在与功率调节器2的通信部22之间,发送接收基于功率调节器2采用的充电协议的形式的通信信号。并且,第2通信部13在与电动汽车3的通信部32之间,发送接收基于电动汽车3采用的充电协议的形式的通信信号。功率调节器2对应的充电协议即第1充电协议与电动汽车3对应的充电协议即第2充电协议不同。
协议转换装置1与功率调节器2通过作为连接器的连接部18和连接部28电连接。协议转换装置1与电动汽车3通过作为连接器的连接部19和连接部36电连接。协议转换装置1的控制电路10与功率调节器2的控制电路20经由通信线50和控制线52连接。协议转换装置1的控制电路10与电动汽车3的控制电路30经由通信线51和控制线53连接。功率调节器2的变流器23与电动汽车3的电池33经由充放电缆线60连接。
图6是示出应用了实施方式1的协议转换装置的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。图6示出在开始对电动汽车3的电池33进行充电之前,协议转换装置1的控制电路10对功率调节器2的控制电路20和电动汽车3的控制电路30进行的通信进行中继的时序。图6所示的步骤S21~25、S31~S34是与图3所示的步骤S21~25、S31~S34相同的处理。
在开始进行充电的情况下,首先,用户将充放电缆线连接器25插入到协议转换装置1,进而将协议转换装置1插入到电动汽车3的充放电缆线插座34,从而在机构上进行连接。在机构上的连接完成后,功率调节器2的控制电路20从控制部21经由控制线52向协议转换装置1的控制电路10的控制部11通知充电开始(步骤S21),控制电路10的控制部11检测充电开始(步骤S11)。接着,控制电路10的控制部11经由控制线53向电动汽车3的控制电路30的控制部31通知充电开始(步骤S12),控制电路30的控制部31检测充电开始(步骤S31)。
通知充电开始后的功率调节器2的控制电路20经由协议转换装置1的控制电路10向功率调节器2的控制电路20通知通信开始(步骤S32、S13、S22),功率调节器2的控制电路20和电动汽车3的控制电路30开始经由协议转换装置1的控制电路10进行通信(步骤S23、S14、S33)。
这里,在协议转换装置1的控制电路10的控制部11与电动汽车3的控制电路30的控制部31之间的通信中介入第2通信部13和通信部32。并且,在控制电路10的控制部11与功率调节器2的控制电路20的控制部21之间的通信中介入第1通信部12和通信部22。
协议转换装置1的控制电路10构成为在控制部11与功率调节器2的控制电路20之间具有第1通信部12,在控制部11与电动汽车3的控制电路30之间具有第2通信部13,这是由于CHAdeMO协议和COMBO协议中分别指定的通信方式不同。协议转换装置1具有第1通信部12和第2通信部13,因此,能够进行CHAdeMO协议中指定的通信方式的通信和COMBO协议中指定的通信方式的通信双方。第1通信部12以CHAdeMO协议中指定的通信方式或COMBO协议中指定的通信方式进行通信,第2通信部13以与第1通信部12不同的通信方式进行通信。例如,在功率调节器2对应于CHAdeMO协议且电动汽车3对应于COMBO协议的情况下,协议转换装置1与功率调节器2之间的通信成为CAN通信,协议转换装置1与电动汽车3之间的通信为PLC(Power Line Communication:电力线通信)通信。该情况下,通过CAN通信对应的驱动器IC等实现第1通信部12,通过PLC通信对应的驱动器IC等实现第2通信部13。
协议转换装置1的控制电路10的控制部11对第1通信部12对应的通信方式的通信信号和第2通信部13对应的通信方式的通信信号进行相互转换。具体而言,控制部11在接收到对应于CAN通信的通信信号的情况下,将其转换成对应于PLC通信的通信信号,在接收到对应于PLC通信的通信信号的情况下,将其转换成对应于CAN通信的通信信号。
返回到图6的说明,电动汽车3的控制电路30开始进行通信时,向协议转换装置1的控制电路10通知充电许可(步骤S34),控制电路10检测充电许可(步骤S15)。检测到充电许可后的控制电路10向功率调节器2的控制电路20通知充电许可(步骤S16)。功率调节器2的控制电路20检测到充电许可时,在充放电缆线连接器25的螺线管26中流过电流而使杆27移动,将杆27插入到协议转换装置1的切口部分16,由此锁定充放电缆线连接器25与协议转换装置1之间的连接(步骤S24)。在协议转换装置1的切口部分16插入充放电缆线连接器25的杆27时,杆27按压协议转换装置1的开关17,开关17闭合(步骤S41)。协议转换装置1的控制电路10检测到开关17闭合时,在螺线管14中流过电流而使杆15移动,将杆15插入到充放电缆线插座34的切口部分35,由此锁定协议转换装置1与充放电缆线插座34之间的连接(步骤S17)。开关17是检测协议转换装置1与功率调节器2之间的连接被锁定的状态的锁定状态检测部。螺线管14和杆15是在检测到协议转换装置1与功率调节器2之间的连接被锁定的状态的情况下锁定与电动汽车3之间的连接的连接锁定部。
当协议转换装置1与充放电缆线插座34之间的连接被锁定时,协议转换装置1的控制电路10向功率调节器2的控制电路20通知连接被锁定的情况(步骤S18),控制电路20检测协议转换装置1与电动汽车3之间的连接被锁定的情况(步骤S42)。该状态下,功率调节器2与协议转换装置1可靠地连接,并且,协议转换装置1与电动汽车3可靠地连接,能够从功率调节器2的变流器23向电动汽车3的电池33进行充电。然后,控制电路20的控制部21对变流器23指示充电开始,开始从变流器23输出充电电流(步骤S25)。
如上所述,协议转换装置1的控制部11首先利用开关17检测功率调节器2与协议转换装置1之间的连接被锁定的情况,进而锁定电动汽车3的充放电缆线插座34与协议转换装置1之间的连接,因此,协议转换装置1与功率调节器2和电动汽车3双方可靠地连接,在充电时不会断开连接,从而能够安全地进行充电。
这样,本实施方式的协议转换装置1构成为配置在功率调节器2与电动汽车3之间,能够与功率调节器2和电动汽车3双方连接。协议转换装置1在功率调节器和电动汽车的充电协议不同的情况下,与功率调节器2和电动汽车3连接,将从功率调节器2接收到的通信信号转换成对应于电动汽车3的充电协议的通信信号并发送到电动汽车3,将从电动汽车3接收到的通信信号转换成对应于功率调节器2的充电协议的通信信号并发送到功率调节器2。例如,在功率调节器2对应于CHAdeMO方式的充电协议且电动汽车对应于COMBO方式的充电协议的情况下,功率调节器2发送接收的通信信号是对应于CHAdeMO协议的信号。将功率调节器2直接与COMBO协议的电动汽车3连接也不会进行动作,因此,在协议转换装置1中,控制电路10理解CHAdeMO协议的通信信号、通信步骤,将从功率调节器2接收到的通信信号置换成COMBO协议的通信信号并发送到电动汽车3。在逆向通信即从电动汽车3到功率调节器2的通信中也同样地,控制电路10理解COMBO协议的通信信号、通信步骤,将从电动汽车3接收到的通信信号置换成CHAdeMO协议的通信信号并发送到功率调节器2。通过协议转换装置1的动作,CHAdeMO协议对应的功率调节器2和COMBO协议对应的电动汽车3能够建立通信,能够进行电动汽车3的驱动用电池即电池33的充放电。
根据本实施方式的协议转换装置1,不需要具有分别对应于多个充电协议的多个充电缆线,并且,不需要具有用于选择要使用的充电协议的开关等,因此,能够利用简易的结构实现能够对应于多个充电协议的充电系统。并且,仅在功率调节器的充电协议与电动汽车的充电协议不同的情况下连协议转换装置1即可,因此,不需要用户选择要使用的充电协议的操作,能够简化用户进行的操作。
在本实施方式中,对功率调节器2对应于CHAdeMO方式时的例子进行了说明,但是,在相反情况下即功率调节器2对应于COMBO方式的情况下,也能够应用协议转换装置1。在功率调节器2对应于COMBO方式且电动汽车3对应于CHAdeMO方式的情况下,协议转换装置1构成为将从功率调节器2接收到的通信信号从COMBO方式转换成CHAdeMO方式即可。即,在协议转换装置1中,构成为第1通信部12以COMBO协议与功率调节器2进行通信,第2通信部13以CHAdeMO协议与电动汽车3进行通信即可。
实施方式2
图7是示出实施方式2的电动汽车的充电系统的内部结构例的图。实施方式2的电动汽车的充电系统将在实施方式1中说明的协议转换装置1置换成协议转换装置1a。在本实施方式中,对与实施方式1不同的部分进行说明。
实施方式2的协议转换装置1a构成为从实施方式1的协议转换装置1中删除了开关17。
图8是示出应用了实施方式2的协议转换装置的电动汽车的充电系统中的充电时序的一例的图。图8示出在开始进行电动汽车3的电池33的充电之前,协议转换装置1a的控制电路10对功率调节器2的控制电路20和电动汽车3的控制电路30进行的通信进行中继的时序。图8所示的充电时序将在实施方式1中说明的充电时序即图6所示的充电时序的步骤S17置换成步骤S17A~S17C,并且将步骤S41置换成步骤S41A~S41B。在本实施方式中,对与图6所示的充电时序不同的部分进行说明。
在实施方式2的协议转换装置1a中,控制电路10在步骤S16中向功率调节器2的控制电路20通知充电许可后,针对控制电路20确认连接器连接的锁定是否完成,即杆27向切口部分16的插入是否完成(步骤S17A)。功率调节器2的控制电路20接受用于确认连接器连接的锁定完成的询问时,如果连接器连接的锁定已完成,则立即向控制电路10通知连接器连接的锁定已完成,如果连接器连接的锁定未完成,则在锁定完成后向控制电路10通知连接器连接的锁定已完成(步骤S41A、S41B)。控制电路10从控制电路20接受通知并检测到连接器连接的锁定已完成时,在螺线管14中流过电流而使杆15移动,将杆15插入到充放电缆线插座34的切口部分35,由此锁定协议转换装置1与充放电缆线插座34之间的连接(步骤S17B、S17C)。
这样,本实施方式的控制电路10还具有作为检测协议转换装置1与功率调节器2之间的连接被锁定的状态的锁定状态检测部的功能。
如上所述,实施方式2的协议转换装置1a的控制电路10向功率调节器2的控制电路20询问与功率调节器2之间的连接锁定是否已完成。由此,协议转换装置1a不需要实施方式1的协议转换装置1具有的用于检测与功率调节器2之间的连接锁定已完成的开关17,能够削减成本。
实施方式1、2中说明的构成协议转换装置1、1a的控制电路10的控制部11、构成功率调节器2的控制电路20的控制部21、构成电动汽车3的控制电路30的控制部31能够由图9所示的处理电路100实现。处理电路100构成为包含处理器101和存储器102。处理器101是CPU(也称作Central Processing Unit(中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、处理器、DSP)、系统LSI(Large Scale Integration:大规模集成电路)等。存储器102是RAM、ROM、闪存、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory:可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory:电可擦写可编程只读存储器)等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘、迷你盘、DVD(Digital Versatile Disc:数字多功能盘)等。处理器101从存储器102中读出并执行用于作为各个控制部进行动作的程序,由此实现控制部11、21、31。
另外,在各实施方式中,说明了在能够对电动汽车3中搭载的电池33进行充电并且能够使电池33放电而供给到省略图示的家用负载等的功率调节器2与电动汽车3之间进行协议转换的协议转换装置,但是,也可以是在仅对电动汽车3中搭载的电池33进行充电的充电装置与电动汽车3之间进行协议转换的协议转换装置。即,针对构成为将功率调节器2置换成仅对电动汽车3的电池33进行充电的充电装置的电动汽车的充电系统,也能够应用本发明的协议转换装置1、1a。
以上实施方式所示的结构示出本发明的内容的一例,还能够与其他公知技术进行组合,还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。
标号说明
1、1a:协议转换装置;2:功率调节器;3:电动汽车;10、20、30:控制电路;11、21、31:控制部;12:第1通信部;13:第2通信部;14、26:螺线管;15、27:杆;17:开关;18、19、28、36:连接部;22、32:通信部;23:变流器;24:充放电缆线;25:充放电缆线连接器;33:电池;34:充放电缆线插座;29-1、50、51:通信线;29-2、52、53:控制线;60:电力供给线。

Claims (5)

1.一种协议转换装置,其特征在于,所述协议转换装置具有:
第1通信部,其与对应于第1充电协议的充电装置进行通信;
第2通信部,其与对应于第2充电协议的电动汽车进行通信;以及
转换部,其设置在所述第1通信部与所述第2通信部之间,当从所述第1通信部接受从所述充电装置接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于所述第2充电协议的通信信号并输出到所述第2通信部,当从所述第2通信部接受从所述电动汽车接收到的通信信号时,将该通信信号转换成基于所述第1充电协议的通信信号并输出到所述第1通信部。
2.根据权利要求1所述的协议转换装置,其特征在于,
所述协议转换装置具有:
锁定状态检测部,其在所述充电装置和所述电动汽车开始进行通信后,检测本装置与所述充电装置之间的连接被锁定的状态;以及
连接锁定部,其在由所述锁定状态检测部检测到所述状态的情况下,锁定本装置与所述电动汽车之间的连接。
3.根据权利要求2所述的协议转换装置,其特征在于,
所述锁定状态检测部是检测所述充电装置具有的连接固定用杆的动作的开关。
4.根据权利要求2所述的协议转换装置,其特征在于,
所述锁定状态检测部根据所述第1通信部从所述充电装置接收到的通信信号,检测本装置与所述充电装置之间的连接被锁定的状态。
5.根据权利要求2~4中的任意一项所述的协议转换装置,其特征在于,
所述连接锁定部具有:
杆,其用于固定与所述电动汽车之间的连接;以及
螺线管,其在由所述锁定状态检测部检测到所述状态的情况下,使所述杆移动来固定与所述电动汽车之间的连接。
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