CN109383312A - 一种充放电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种充放电装置，涉及充放电设备技术领域，包括：控制器；V2L放电连接确认电路，分别与控制器和汽车的第一CP端连接；交流充电连接确认电路，分别与控制器和汽车的第二CP端连接；用于连接外部电网且通过控制开关与汽车的车载充电机连接的交流充电插头；用于连接负载且通过控制开关与交流充电插头连接的交流放电插座；控制器还分别与交流充电插头和车载充电机之间的控制开关以及交流充电插头和交流放电插座之间的控制开关的控制端连接；根据交流充电连接确认电路上的检测信号或V2L放电连接确认电路上的检测信号，控制控制开关闭合或断开。本发明的方案实现了采用一个装置对电动汽车进行充放电。

Description

一种充放电装置

技术领域

本发明属于充放电设备技术领域，尤其是涉及一种充放电装置。

背景技术

随着电动汽车行业的发展，用户对电动汽车的需求越来越大，然而电动汽车的续驶里程仍是制约电动汽车发展的一个因素，为了避免电动汽车在车辆行驶过程中动力电池电量不足导致电动汽车无法行驶的问题，车载双向充电机也相继被研发出来，但是目前需要使用两套设备来分别实现电动汽车的V2L功能和交流充电功能，这样导致生产成本、维护成本和购买成本的增加，也不利于用户的存储和使用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种充放电装置，从而解决现有技术中采用两套设备实现V2L功能和交流充电功能导致成本提高且不利于用户存储和使用的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种充放电装置，包括：

控制器；

V2L放电连接确认电路，分别与所述控制器和汽车的第一控制导引CP端连接；

交流充电连接确认电路，分别与所述控制器和汽车的第二CP端连接；

用于连接外部电网的交流充电插头，所述交流充电插头通过控制开关与所述汽车的车载充电机连接；

用于连接负载的交流放电插座，所述交流放电插座通过控制开关与所述交流充电插头连接；

所述控制器还分别与所述交流充电插头和所述车载充电机之间的控制开关的控制端，以及所述交流充电插头和所述交流放电插座之间的控制开关的控制端连接；

所述控制器用于根据所述交流充电连接确认电路上的检测信号或所述V2L放电连接确认电路上的检测信号，控制所述车载充电机与所述交流充电插头之间的控制开关，以及所述交流充电插头与所述交流放电插座之间的控制开关闭合或断开。

其中，所述交流充电插头包括：第一火线端、第一零线端和第一零线接地端；其中，所述第一火线端通过第一控制开关与所述车载充电机的火线端连接，所述第一零线端通过第二控制开关与所述车载充电机的零线端连接，所述第一零线接地端与所述车载充电机的接地端连接；

其中，所述第一控制开关的控制端与所述控制器的第五控制信号输出端连接，所述第二控制开关的控制端与所述控制器的第四控制信号输出端连接。

其中，所述交流放电插座包括：第二火线端、第二零线端和第二零线接地端；其中，所述第二火线端通过第三控制开关与所述第一火线端连接，所述第二零线端通过第四控制开关与所述第一零线端连接，所述第二零线接地端与所述第一零线接地端连接；

其中，所述第三控制开关的控制端与所述控制器的第二控制信号输出端连接，所述第四控制开关的控制端与所述控制器的第三控制信号输出端连接。

其中，所述V2L放电连接确认电路包括：

第四开关，一端与第一CP端连接，另一端与所述控制器的第一检测信号输入端连接；

第二电阻，一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端通过第二开关与第二零线接地端连接，其中，所述第二开关的控制端与所述控制器的第一控制信号输出端连接；

第三电阻，一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端与所述第二零线接地端连接；

所述控制器还用于在所述第四开关闭合后，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第一预设PWM信号匹配，则控制所述第二开关闭合。

其中，在控制所述第二开关闭合后，所述控制器还用于，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第二预设PWM信号匹配，则分别控制所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关和所述第四控制开关闭合，进入V2L放电过程。

其中，所述第一火线端还与所述控制器的第二检测信号输入端连接；

在V2L放电过程中，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与预设交流信号不匹配，则控制所述第二开关断开。

其中，所述交流充电连接确认电路包括：

第一开关，第一不动端与所述控制器的+12V信号输出端连接，第二不动端与所述控制器的PWM信号输出端连接；

第一电阻，一端与所述第一开关的动端连接，另一端与所述第二CP端连接；

所述控制器还用于在所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关和所述第四控制开关均处于断开状态时，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与所述预设交流信号匹配，则控制所述第一开关的动端与第二不动端连接，并控制PWM信号输出端输出第三预设PWM信号。

其中，所述第二CP端还与所述控制器的第三检测信号输入端连接；

所述控制器还用于在所述第三检测信号输入端检测所述交流充电连接确认电路的检测信号与第四预设PWM信号匹配时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关闭合，进入交流充电过程。

其中，所述第四开关为按钮开关。

其中，所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关、所述第四控制开关和所述第二开关均为继电器。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：

本发明通过在充放电装置中设置V2L放电连接确认电路和交流充电连接确认电路，实现了控制器根据该V2L放电连接确认电路上的检测信号或交流充电连接确认电路上的检测信号确定用户的充放电意图以及充放电装置与汽车和电网的连接状态，从而实现采用一个充放电装置既能完成汽车的V2L放电功能，又能完成交流充电功能，节约了生产成本、维护成本和购买成本，且方便用户的存储和使用；通过在交流充电插头和交流放电插座之间设置控制开关，从而在汽车处于V2L放电过程中误接入外部电网时，立即停止放电，提高了充放电过程的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例的充放电装置的示意图。

附图标记说明：

1-交流放电插座，2-交流充电插座，3-汽车，31-车载充电机，32-车辆控制装置，100-充放电装置，K1-第一控制开关，K2-第二控制开关，K3-第三控制开关，K4-第四控制开关，S1-第一开关，S2-第二开关，S3-第三开关，S4-第四开关，S5-第五开关，S6-第六开关，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，R6-第六电阻，R7-第七电阻，RC-第八电阻，D-二极管。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例针对现有技术中汽车的交流充电功能和V2L功能所需要的设备无法通用，导致生产成本、维护成本和购买成本提高，且不利于用户的存储和使用的问题，提供一种充放电装置，实现了根据检测到的用户的充放电意图控制外部电网与车载充电机连接或负载与车载充电机连接，提高了用户使用的便利性和安全性。

如图1所示，本发明的一实施例提供了一种充放电装置100，包括：

控制器U、V2L放电连接确认电路、交流充电连接确认电路、交流充电插头和交流放电插头；其中，所述V2L放电连接确认电路分别与所述控制器U和汽车3的第一控制导引(Control Pilot，简称：CP)端连接；所述交流充电连接确认电路分别与所述控制器U和汽车3的第二CP端连接；所述交流充电插头2用于与外部电网连接，且所述交流充电插头通过控制开关与所述汽车3的车载充电机31连接；所述交流放电插座1用于与外部负载连接，且通过控制开关与所述交流充电插头2连接；所述控制器U还分别与所述交流充电插头2和所述车载充电机31之间的控制端，以及所述交流充电插头2和所述交流放电插座1之间的控制开关的控制端连接。

所述控制器U用于根据所述交流充电连接确认电路上的检测信号或所述V2L放电连接确认电路上的检测信号，控制所述车载充电机31与所述交流充电插头2之间的控制开关，以及所述交流充电插头2与所述交流放电插座1之间的控制开关闭合或断开。

本发明实施例的充放电装置，通过设置所述交流充电连接确认电路和所述V2L放电连接确认电路，并在所述车载充电机31与所述交流充电插头2之间设置控制开关，在所述交流充电插头2和所述交流放电插座1之间设置控制开关，通过用户在一个充放电电装置中的不同选择，实现交流充电功能和V2L放电功能，从而节约了生产成本、维护成本和购买成本，方便用户存储和使用，提高了用户的体验感受。

具体的，如图1所示，所述交流充电插头2包括：第一火线端、第一零线端和第一零线接地端；其中，所述第一火线端通过第一控制开关K1与所述车载充电机31的火线端连接，所述第一零线端通过第二控制开关K2与所述车载充电机31的零线端连接，所述第一零线接地端与所述车载充电机31的接地端连接；其中，所述第一控制开关K1的控制端与所述控制器U的第五控制信号输出端连接，所述第二控制开关K2的控制端与所述控制器U的第四控制信号输出端连接。

进一步的，如图1所示，所述交流放电插座1包括：第二火线端、第二零线端和第二零线接地端；其中，所述第二火线端通过第三控制开关K3与所述第一火线端连接，所述第二零线端通过第四控制开关K4与所述第一零线端连接，所述第二零线接地端与所述第一零线接地端连接；其中，所述第三控制开关K3的控制端与所述控制器U的第二控制信号输出端连接，所述第四控制开关K4的控制端与所述控制器U的第三控制信号输出端连接。

优选的，所述第一控制开关K1、所述第二控制开关K2、所述第三控制开关K3和所述第四控制开关K4均为继电器，所述控制器U用于根据所述交流充电连接确认电路上的检测信号，使所述第四控制信号输出端和所述第五控制信号输出端输出相应的信号，控制所述第一控制开关K1和所述第二控制开关K2的闭合与断开，从而使得所述车载充电机31与所述交流充电插头2之间电连接或断开，实现外部电网为所述汽车3充电或停止充电；所述控制器U根据所述V2L放电连接确认电路上的检测信号，使所述第二控制信号输出端至第五控制信号输出端输出相应的信号，控制所述第一控制开关K1至第四控制开关K4的闭合或断开，从而使得所述车载充电机31与所述交流放电插座1之间电连接或断开。

这里，分别根据所述V2L放电连接确认电路和所述交流充电连接确认电路的具体结构以及与所述汽车的连接关系具体说明采用本申请实施例的充放电装置对所述汽车3进行充电和放电的过程。

一方面，如图1所示，所述V2L放电连接确认电路包括：第四开关S4、第二电阻R2、第三电阻R3和第二开关S2；其中，所述第四开关S4的一端与所述汽车3的第一CP端连接，所述第四开关S4的另一端与所述控制器U的第一检测二信号输入端连接；所述第二电阻R2的一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端通过所述第二开关S2与第二零线接地端连接，所述第二开关S2的控制端与所述控制器U的第一控制信号输出端连接；所述第三电阻R3的一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端与所述第二零线接地端连接。

再如图1所示，所述汽车3的第一CP端通过第七电阻R7和第六开关S6与所述汽车3的车辆控制装置32连接，其中，所述第六开关S6的第一不动端与所述车辆控制装置32的+12V信号输出端连接，所述第六开关S6的第二不动端与所述车辆控制装置32的脉宽调制(Pulse Width Modulation，简称：PWM)信号输出端连接，所述第七电阻R7的一端与所述第六开关S6的动端连接，所述车辆控制装置32的第四检测信号输入端与所述第一CP端连接。

所述控制器U用于在所述第四开关S4闭合后，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第一预设PWM信号匹配，则控制所述第二开关S2闭合；在控制所述第二开关S2闭合后，所述控制器U还用于，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第二预设PWM信号匹配，则分别控制所述第一控制开关K1、所述第二控制开关K2、所述第三控制开关K3和所述第四控制开关K4闭合，进入V2L放电过程。

具体的，首先，在充放电枪头插入所述汽车3的充放电插口后，所述车辆控制装置32通过由第四电阻R4、第八电阻RC和第三开关S3构成的连接确认(Connection Confirm，简称：CC)线路，确认所述充放电枪头插入所述充放电插口后，当用户按下所述汽车3上的放电按钮时，整车引导所述车载充电机31进入V2L放电模式，使所述第六开关S6的动端与所述第六开关S6的第二不动端连接，并控制所述车辆控制装置32输出+12V电压；其次，当所述车辆控制装置32的第四检测信号输入端检测到的信号为+9V时，确定所述车辆控制装置32与所述控制器U通过所述V2L放电连接确认电路连通，即：用户已按下所述充放电装置中的第四开关S4；然后，所述车辆控制装置32控制所述第六开关S6的动端与所述第六开关S6的第一不动端连接，并控制所述车辆控制装置32中的PWM信号输出端输出幅度为+12V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的PWM信号；再然后，当所述控制器U的第一检测信号输入端检测到所述V2L交流放电连接确认电路上的检测信号为与幅度为+9V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的第一预设PWM信号匹配的信号时，所述控制器U控制所述第一控制信号输出端输出有效信号，使所述第二开关S2闭合，从而使所述V2L交流放电连接确认电路上(所述第一CP端处)的检测信号为与幅度为+6V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的第二预设PWM信号一致的信号；再然后，当所述车辆控制装置32检测到所述第一CP端处的检测信号与所述第二预设PWM信号匹配时，在整车无故障的情况下，所述车载充电机31输出220V的交流电；最后，当所述控制器U的第一检测信号输入端检测到所述V2L放电连接确认电路上的检测信号与所述第二预设PWM信号匹配时，所述控制器U通过控制所述第二控制信号输出端至第五控制信号输出端输出有效信号，使所述第一控制开关K1至所述第四控制开关K4分别闭合，从而进入V2L放电过程。

本发明实施例的充放电装置通过设置所述第四开关S4，实现了对用户的V2L放电意图的确认；通过设置所述第二开关S2，实现了所述汽车3与所述充放电装置的连接确认；为了便于用户选通所述第四开关S4，优选的，所述第四开关S4为按钮开关；为了便于所述控制器U控制所述第二开关S2闭合或断开，优选的，所述第二开关S2为继电器。

进一步的，如图1所示，所述第一火线端还与所述控制器U的第二检测信号输入端连接；所述控制器U还用于，在V2L放电过程中，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与预设交流信号不匹配，则控制所述第二开关S2断开。

本发明实施例通过在所述第一火线端设置一交流信号检测点，实现了在充放电过程中，对充放电信号的实时检测，从而在V2L对外放电过程中若用户误将所述交流充电插头2接入外部电网，导致第一火线端的检测信号与预设交流信号不匹配时，控制所述第二开关S2断开，禁止所述汽车3对外放电，以免发生危险。

另一方面，如图1所示，所述交流充电连接确认电路包括：第一开关S1和第一电阻R1；其中，所述第一开关为单刀多掷开关，所述第一开关S1的第一不动端与所述控制器U的+12V信号输出端连接，所述第一开关S1的第二不动端与所述控制器U的PWM信号输出端连接；所述第一电阻R1的一端与所述第一开关S1的动端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二CP端连接。

再如图1所示，所述汽车3的第二CP端通过二极管D与所述车辆控制装置32的第五检测信号输入端连接，所述第五检测信号输入端与车载充电机31的接地端之间串联有第六开关S6，且所述第五检测信号输入端与所述车载充电机31的接地端之间串联有第五电阻R5和第五开关S5。

所述控制器U用于在所述第一控制开关K1、所述第二控制开关K2、所述第三控制开关K3和所述第四控制开关K4均处于断开状态时，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与所述预设交流信号匹配，则控制所述第一开关S1的动端与第二不动端连接，并控制PWM信号输出端输出第三预设PWM信号。

进一步的，所述第二CP端还与所述控制器U的第三检测信号输入端连接；所述控制器U还用于在所述第三检测信号输入端检测所述交流充电连接确认电路的检测信号与第四预设PWM信号匹配时，控制所述第一控制开关K1和所述第二控制开关K2闭合，进入交流充电过程。

具体的，首先，所述控制器U的第二检测信号输入端检测到所述第一火线端的检测信号与预设交流信号匹配时，确定所述交流充电插头2已接入外部电网，用户当前的充放电意图是为所述汽车3充电；其次，所述控制器U控制所述第一开关S1的动端与所述第一开关S1的第二不动端连接，并控制所述控制器U的PWM信号输出端输出幅度为+12V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的第三预设PWM信号；然后，所述车辆控制装置32检测到所述第二CP端的信号是幅度为+9V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的PWM信号后，控制第五开关S5闭合；再然后，所述控制器U的第三检测信号输入端检测到所述交流充电连接确认电路的检测信号为与幅度为+6V、频率为1KHz且占空比为预设占空比的第四预设PWM信号匹配时，确定所述汽车3与所述充放电装置连接完好，从而控制所述第一控制开关K1和所述第二控制开关K2闭合，进入交流充电过程；最后，当采集不到所述第一火线端的信号时，确定所述交流充电插座2与外部电网断开，所述控制器U控制所述第一开关S1的动端与所述第一开关S1的第一不动端连接，并控制所述控制器U的+12V信号输出端输出+12V电压，从而结束所述汽车3的交流充电，最终再控制所述第一开关S1的动端不与所述第一开关S1的第一不动端和第二不动端连接。

这里，需要说明的是，本发明实施例中，所述第一开关S1、所述第五开关S5和所述第六开关S6优选为继电器，所述控制器U控制所述第一开关S1的闭合或断开(图中未显示控制器U与第一开关S1的控制端的连接线路)，所述车辆控制装置32控制所述第五开关S5和所述第六开关S6的闭合或断开(图中未显示车辆控制装置32与第五开关S5和第六开关S6的控制端的连接线路)。

本发明实施例的充放电装置兼容了交流充电和对外放电两种插头，加强了通用性，节省了成本和看空间，使用户使用更加便捷。用户可通过第四开关S4选择是否进行V2L放电功能，若进行V2L放电功能则控制所述第四开关S4闭合，否则，控制所述第四开关S4断开。通过设置所述第二开关S2和在所述第一火线端设置检测点，实现了在V2L放电过程中，若永无误将所述交流充电插头2接入外部电网时，立即停止所述汽车3的对外放电，提高了放电过程的安全性。

以上所述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技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种充放电装置，其特征在于，包括：

控制器(U)；

V2L放电连接确认电路，分别与所述控制器(U)和汽车(3)的第一控制导引CP端连接；

交流充电连接确认电路，分别与所述控制器(U)和汽车(3)的第二CP端连接；

用于连接外部电网的交流充电插头(2)，所述交流充电插头(2)通过控制开关与所述汽车(3)的车载充电机(31)连接；

用于连接负载的交流放电插座(1)，所述交流放电插座(1)通过控制开关与所述交流充电插头(2)连接；

所述控制器(U)还分别与所述交流充电插头(2)和所述车载充电机(31)之间的控制开关的控制端，以及所述交流充电插头(2)和所述交流放电插座(1)之间的控制开关的控制端连接；

所述控制器(U)用于根据所述交流充电连接确认电路上的检测信号或所述V2L放电连接确认电路上的检测信号，控制所述车载充电机(31)与所述交流充电插头(2)之间的控制开关，以及所述交流充电插头(2)与所述交流放电插座(1)之间的控制开关闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的充放电装置，其特征在于，所述交流充电插头(2)包括：第一火线端、第一零线端和第一零线接地端；其中，所述第一火线端通过第一控制开关(K1)与所述车载充电机(31)的火线端连接，所述第一零线端通过第二控制开关(K2)与所述车载充电机(31)的零线端连接，所述第一零线接地端与所述车载充电机(31)的接地端连接；

其中，所述第一控制开关(K1)的控制端与所述控制器(U)的第五控制信号输出端连接，所述第二控制开关(K2)的控制端与所述控制器(U)的第四控制信号输出端连接。

3.根据权利要求2所述的充放电装置，其特征在于，所述交流放电插座(1)包括：第二火线端、第二零线端和第二零线接地端；其中，所述第二火线端通过第三控制开关(K3)与所述第一火线端连接，所述第二零线端通过第四控制开关(K4)与所述第一零线端连接，所述第二零线接地端与所述第一零线接地端连接；

其中，所述第三控制开关(K3)的控制端与所述控制器(U)的第二控制信号输出端连接，所述第四控制开关(K4)的控制端与所述控制器(U)的第三控制信号输出端连接。

4.根据权利要求3所述的充放电装置，其特征在于，所述V2L放电连接确认电路包括：

第四开关(S4)，一端与第一CP端连接，另一端与所述控制器(U)的第一检测信号输入端连接；

第二电阻(R2)，一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端通过第二开关(S2)与第二零线接地端连接，其中，所述第二开关(S2)的控制端与所述控制器(U)的第一控制信号输出端连接；

第三电阻(R3)，一端与所述第一检测信号输入端连接，另一端与所述第二零线接地端连接；

所述控制器(U)还用于在所述第四开关(S4)闭合后，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第一预设PWM信号匹配，则控制所述第二开关(S2)闭合。

5.根据权利要求4所述的充放电装置，其特征在于，在控制所述第二开关(S2)闭合后，所述控制器(U)还用于，若所述第一检测信号输入端当前采集的所述V2L连接确认电路上的检测信号与第二预设PWM信号匹配，则分别控制所述第一控制开关(K1)、所述第二控制开关(K2)、所述第三控制开关(K3)和所述第四控制开关(K4)闭合，进入V2L放电过程。

6.根据权利要求5所述的充放电装置，其特征在于，所述第一火线端还与所述控制器(U)的第二检测信号输入端连接；

所述控制器(U)还用于在V2L放电过程中，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与预设交流信号不匹配，则控制所述第二开关(S2)断开。

7.根据权利要求6所述的充放电装置，其特征在于，所述交流充电连接确认电路包括：

第一开关(S1)，第一不动端与所述控制器(U)的+12V信号输出端连接，第二不动端与所述控制器(U)的PWM信号输出端连接；

第一电阻(R1)，一端与所述第一开关(S1)的动端连接，另一端与所述第二CP端连接；

所述控制器(U)还用于在所述第一控制开关(K1)、所述第二控制开关(K2)、所述第三控制开关(K3)和所述第四控制开关(K4)均处于断开状态时，若所述第二检测信号输入端当前采集的所述第一火线端的检测信号与所述预设交流信号匹配，则控制所述第一开关(S1)的动端与第二不动端连接，并控制PWM信号输出端输出第三预设PWM信号。

8.根据权利要求7所述的充放电装置，其特征在于，所述第二CP端还与所述控制器(U)的第三检测信号输入端连接；

所述控制器(U)还用于在所述第三检测信号输入端检测所述交流充电连接确认电路的检测信号与第四预设PWM信号匹配时，控制所述第一控制开关(K1)和所述第二控制开关(K2)闭合，进入交流充电过程。

9.根据权利要求4所述的充放电装置，其特征在于，所述第四开关(S4)为按钮开关。

10.根据权利要求4所述的充放电装置，其特征在于，所述第一控制开关(K1)、所述第二控制开关(K2)、所述第三控制开关(K3)、所述第四控制开关(K4)和所述第二开关(S2)均为继电器。