CN109193201A - 一种电动汽车的交流充电装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的交流充电装置，通过车辆接口与车载充电机及车辆控制装置连接，所述的充电装置(9)设有三芯转接插座(7)及与之匹配的三芯转接插头(8)，所述的三芯转接插头(8)为两种规格，分别为10A转接插头(4)和16A转接插头(5)，根据实际供电电源插座替换使用。本发明还公开了该充电装置的控制方法。采用上述技术方案，能够适用于家庭的不同规格的插座，扩展了充电的范围，提高了充电的方便性；并且充电控制装置能够智能识别不同规格插头，进行充电电流限制。

Description

一种电动汽车的交流充电装置及其控制方法
技术领域
本发明属于电动汽车动力系统的技术领域。更具体地，本发明涉及一种电动汽车的交流充电装置，还涉及该充电装置的控制方法。
背景技术
国家标准GB18487规定了4种充电模式，其中模式2为电源端采用带有相线，中线和接地保护的三芯插头，与车辆连接端为交流充电枪，同时模式2带有缆上控制盒，三芯插头可以直接连接到家里的空调插座上，即可实现充电。
然而目前很多情况下，私人业主购买了电动汽车，并不是都有固定的停车位可安装专有的充电桩，且停车位距离家里较远，就近处没有大规格的空调三孔插座，使用最多的普通10A三孔插座与模式2的充电插头无法兼容，给电动汽车的充电带来极大的不便利性，也影响了电动汽车的推广。
发明内容
本发明提供一种电动汽车的交流充电装置，其目的是扩展充电插头的应用范围。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的电动汽车的交流充电装置，通过车辆接口与车载充电机及车辆控制装置连接；所述的充电装置设有三芯转接插座及与之匹配的三芯转接插头，所述的三芯转接插头为两种规格，分别为10A转接插头和16A转接插头，根据实际供电电源插座替换使用。
所述的10A转接插头的插头结构符合10A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭常用的普通10A三芯插座匹配连接；在插头尾部还包括三个端脚，分别定义为端脚一、端脚二和端脚三。
所述的端脚一、端脚二在10A转接插头内部是短接的，当外部导通电路两个针脚分别连接端脚一、端脚二时，使外部导通电路实现导通。
所述的10A转接插头与三芯转接插座接触的密封面之间，设有密封圈。
所述的16A转接插头的插头符合16A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭的三芯带接地空调插座匹配连接；在插头尾部还包括三个端脚，分别定义为端脚一、端脚二和端脚三。
所述的端脚二、端脚三在16A转接插头内部是短接的；当外部导通电路两个针脚分别连接脚二、端脚三时，使外部导通电路实现导通。
所述的16A转接插头与三芯转接插座接触的密封面之间，设有密封圈。
所述的三芯转接插座与10A转接插头、16A转接插头的连接结构采用自锁结构；当正确配合后，应使连接结构紧密锁止；采用按钮或者扳手装置使其可以解锁，从而使紧密锁止的连接结构松开。
在所述的三芯转接插座的内端设有三根插针，分别与三芯转接插头的三个端脚：端脚一、端脚二和端脚三配合；插针的另一端通过三芯转接插座与缆上控制装置之间的低压线束与缆上控制装置的c1、c2、c3脚连接。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电动汽车的交流充电装置的控制方法，其技术方案是：
当插头与交流电网物理连接正常完成后，模式2的缆上充电控制装置c2引脚会发出高电平信号，缆上控制装置可根据c1或c3引脚是否接收到高电平信号判断插头的规格；
其识别的方式以及采用相应的行充电电流限制的方式是：
如果插头的规格是10A，由于10A插头端脚一、端脚二短接，当缆上控制装置c1脚接收到高电平信号时，可判断为10A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为8A；
如果插头的规格是16A，由于16A插头接脚二、端脚三短接，当缆上控制装置c3脚接收到高电平信号时，可判断为16A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为13A。
本发明采用上述技术方案，能够适用于家庭的不同规格的插座，扩展了充电的范围，提高了充电的方便性；并且充电控制装置能够智能识别不同规格插头，进行充电电流限制。
附图说明
附图所示内容及图中的标记作简要说明如下：
图1是本发明的交流充电系统的电路原理图。
图2是本发明的10A插头的二维示意图；
图3是本发明的16A插头的二维示意图。
图中标记为：
1、端脚一，2、端脚二，3、端脚三，4、10A转接插头，5、16A转接插头，6、密封圈，7、三芯转接插座，8、三芯转接插头，9、充电装置。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1至图3所示本发明的结构，为一种电动汽车的交流充电装置，可兼容10A和16A三孔充电的交流充电装置，通过车辆接口与车载充电机及车辆控制装置连接。
为了克服现有技术的缺陷，实现扩展充电插头的应用范围的发明目的，本发明采取的技术方案为：
如图1所示，本发明的电动汽车的交流充电装置9设有三芯转接插座7及与之匹配的三芯转接插头8，所述的三芯转接插头8为两种规格，分别为10A转接插头4和16A转接插头5，根据实际供电电源插座替换使用。
以上所述的10A和16A的交流充电三芯转接插头8，电动汽车需进行充电时，根据三孔插座的实际规格，选择相应的插头进行匹配。
本发明提供10A和16A的单相三芯转接插头，可兼容家庭普通10A插排的交流充电装置，包括一个10A的三芯转接插头，一个16A的三芯充电转接插头以及模式2的充电装置。插头的尾部可以与缆上控制线束的三芯转接插座7相插合，能够适用于家庭的小规格插座，扩展了充电的范围，车主根据不同的插座规格选择合适的插头进行匹配即可，提高了充电的方便性。
如图2所示，所述的10A转接插头4插销符合家庭插座插头的规定标准尺寸：
所述的10A转接插头4的插头结构，应符合10A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭常用的普通10A三芯插座匹配连接；在插头尾部还包括三个端脚，分别定义为端脚一1、端脚二2和端脚三3。
其中的端脚一1、端脚二2在10A转接插头4内部是短接的，当外部导通电路两个针脚分别连接端脚一1、端脚二2时，在该点可以实现导通，使外部导通电路实现导通。
插头的尾端包含高压电源端子以及信号端子；当插头尾端与插座插合时，高压端子先进行接触，然后信号端子接触。以下16A规格相同。
所述的10A转接插头4与三芯转接插座7接触的密封面之间，设有密封圈6。密封方式采用轴向密封，该密封圈6防护等级要求达到IPX5。
如图3所示，所述的16A转接插头5插销符合家庭插座插头的规定标准尺寸：
所述的16A转接插头5的插头结构，应符合16A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭的三芯带接地空调插座匹配连接；
16A插头与10A插头除L、N、PE三个插口配合端尺寸外，尾部尺寸应与10A的尺寸一致。在插头尾部同样位置存在三个端脚，同样分别定义为端脚一1、端脚二2和端脚三3。
其中所述的端脚二2、端脚三3在16A转接插头5内部处于短接状态；当外部导通电路两个针脚分别连接脚二2、端脚三3时，在2脚和3脚之间可以实现导通，使外部导通电路实现导通。
所述的模式2缆上控制装置，一端为连接电动汽车端，符合国家标准，可以带上充电枪，也可以带充电座。另一端为三芯转接插座7，与上述的10A以及16A插头进行配合连接，并通过插头与单相带接地三相插座接到交流电网上。
所述的16A转接插头5与三芯转接插座7接触的密封面之间，设有密封圈6。密封方式采用轴向密封，该密封圈6防护等级要求达到IPX5。
转接插座与插头应设计为自锁结构：所述的三芯转接插座7与10A转接插头4、16A转接插头5的连接结构采用自锁结构；当正确配合后，应使连接结构紧密锁止；采用按钮或者扳手装置使其可以解锁，从而使紧密锁止的连接结构松开。
在所述的三芯转接插座7的内端设有三根插针，分别与三芯转接插头8的三个端脚：端脚一1、端脚二2和端脚三3配合；插针的另一端通过三芯转接插座7与缆上控制装置之间的低压线束与缆上控制装置的c1、c2、c3脚连接。
信号端子包含3个pin脚，分别按照上述定义进行区别。有所差异的是，10A规格插头中1脚与2脚孔位中包含短接片；16A插头中2脚与3脚孔位中包含短接片。插座端1脚，2脚，3脚内部引出线束与缆上控制盒连接。
在转接插座内端带有三根插针，可分别与插头处的三个端脚，1脚，2脚，3脚配合，另一端连通过转接插座与缆上控制装置之间的低压线束与缆上控制装置的c1，c2，c3脚连接。
充电控制装置能够智能识别10A、16A规格的插头，进行充电电流限制。通过缆上控制系统可以智能识别插头的规格，控制充电电流的大小。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的电动汽车的交流充电装置的控制方法，其技术方案是：
充电时，根据插座的规格，选用适用的插头，并与国家标准GB18487中模式2规定的充电设备的三芯转接插座相连接，再接到交流电网上；
当插头与交流电网物理连接正常完成后，模式2的缆上充电控制装置c2引脚会发出高电平信号，缆上控制装置可根据c1或c3引脚是否接收到高电平信号判断插头的规格；
其识别的方式以及采用相应的行充电电流限制的方式是：
如果插头的规格是10A，由于10A插头端脚一1、端脚二2短接，当缆上控制装置c1脚接收到高电平信号时，可判断为10A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为8A；
如果插头的规格是16A，由于16A插头接脚二2、端脚三3短接，当缆上控制装置c3脚接收到高电平信号时，可判断为16A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为13A。
本发明使用时，根据家庭插座的规格，选用适用的插头，并与模式2充电设备的三芯转接插座相连接，并接到交流电网上。当插头与交流电网物理连接正常完成后，模式2的缆上充电控制装置c2引脚会发出高电平信号，缆上控制装置可根据c1或c3引脚是否接收到高电平信号判断插头的规格。由于10A插头1脚与2脚短接，当缆上控制装置c1脚接收到高电平信号时，可判断为10A规格的插头，内部策略充电电流限制为8A。16A插头2脚与3脚短接，当缆上控制装置c3脚接收到高电平信号时，可判断为16A的插头，此时内部策略充电电流限制为13A。
充电时，将缆上充电装置插头8与家用三孔插座7连接，另一端充电枪插入交流座上，物理连接正常完成后，缆上充电装置2脚会发出电平信号，到达插头端；能够识别的是，当缆上充电装置的1脚接收到电平信号，判断为10A规格插座，充电电流限制为8A。当缆上充电装置的3脚接收到电平信号时，判断为16A规格插座，充电电流限制为13A。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车的交流充电装置，通过车辆接口与车载充电机及车辆控制装置连接，其特征在于：所述的充电装置(9)设有三芯转接插座(7)及与之匹配的三芯转接插头(8)，所述的三芯转接插头(8)为两种规格，分别为10A转接插头(4)和16A转接插头(5)，根据实际供电电源插座替换使用。
2.按照权利要求1所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的10A转接插头(4)的插头结构符合10A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭常用的普通10A三芯插座匹配连接；在插头尾部还包括三个端脚，分别定义为端脚一(1)、端脚二(2)和端脚三(3)。
3.按照权利要求2所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的端脚一(1)、端脚二(2)在10A转接插头(4)内部是短接的，当外部导通电路两个针脚分别连接端脚一(1)、端脚二(2)时，使外部导通电路实现导通。
4.按照权利要求2所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的10A转接插头(4)与三芯转接插座(7)接触的密封面之间，设有密封圈(6)。
5.按照权利要求1所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的16A转接插头(5)的插头结构符合16A规格的国家标准插头尺寸，其包括L火线、N零线、PE接地三个插口，能够与家庭的三芯带接地空调插座匹配连接；在插头尾部还包括三个端脚，分别定义为端脚一(1)、端脚二(2)和端脚三(3)。
6.按照权利要求5所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的端脚二(2)、端脚三(3)在16A转接插头(5)内部是短接的；当外部导通电路两个针脚分别连接脚二(2)、端脚三(3)时，使外部导通电路实现导通。
7.按照权利要求5所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的16A转接插头(5)与三芯转接插座(7)接触的密封面之间，设有密封圈(6)。
8.按照权利要求1所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：所述的三芯转接插座(7)与10A转接插头(4)、16A转接插头(5)的连接结构采用自锁结构；当正确配合后，应使连接结构紧密锁止；采用按钮或者扳手装置使其可以解锁，从而使紧密锁止的连接结构松开。
9.按照权利要求1所述的电动汽车的交流充电装置，其特征在于：在所述的三芯转接插座(7)的内端设有三根插针，分别与三芯转接插头(8)的三个端脚：端脚一(1)、端脚二(2)和端脚三(3)配合；插针的另一端通过三芯转接插座(7)与缆上控制装置之间的低压线束与缆上控制装置的c1、c2、c3脚连接。
10.应用于权利要求1至9中任一项所述的电动汽车的交流充电装置的控制方法，其特征在于：
当插头与交流电网物理连接正常完成后，模式2的缆上充电控制装置c2引脚会发出高电平信号，缆上控制装置可根据c1或c3引脚是否接收到高电平信号判断插头的规格；
其识别的方式以及采用相应的行充电电流限制的方式是：
如果插头的规格是10A，由于10A插头端脚一(1)、端脚二(2)短接，当缆上控制装置c1脚接收到高电平信号时，可判断为10A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为8A；
如果插头的规格是16A，由于16A插头接脚二(2)、端脚三(3)短接，当缆上控制装置c3脚接收到高电平信号时，可判断为16A规格的插头，此时内部控制策略限制充电电流为13A。
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