CN110416780B - 充放电枪 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种充放电枪，包括充放电枪头、连接器组件、充电模块以及放电模块，连接器组件包括连接器母座、以及与连接器母座匹配的第一公座与第二公座，连接器母座通过电缆与充放电枪头连接，第一公座与充电模块连接，第二公座与放电模块连接，充放电枪头通过连接器组件的连接器母座择一与第一公座和所述第二公座连接。本申请通过设计共用的充放电枪头，以及充电模块与放电模块；充电时，充放电枪头与充电模块连接，实现对电动汽车的充电控制；放电时，充放电枪头与放电模块连接，实现对电动汽车的放电控制。本申请的充放电枪，使用同一支充放电枪头，可以在对接到充电和放电两种不同类型的模块时分别实现不同的功能，电路设计简单。

Description

充放电枪
技术领域
本申请属于汽车充电技术领域，尤其涉及一种充放电枪。
背景技术
目前，为了满足电动汽车对外供电需求，电动汽车一般具有交流充电功能、V2L(车对负载)放电功能，但是目前电动汽车的充放电操作并不灵活。
现有的充电枪与放电枪设备为独立分开结构，即设置充电枪与放电枪两套充放电设备，分别实现充/放电功能，其充放电电路原理图参考图1a、图1b所示，其中，在充电枪设备中，接触器K1、K2与供电控制装置设置于缆上控制与保护装置31内，轻触开关S3、电阻R4以及电阻RC设置于充电枪枪头，轻触开关S3与电阻R4并联后与电阻RC串联，接入PE端与充电枪枪头CC端子。当电动汽车充电时，交流电通过插头32与电缆6流入缆上控制与保护装置31中，缆上控制与保护装置31中的接触器K1、K2闭合，缆上控制与保护装置31的供电控制装置通过充电枪枪头CP端子与充电车辆51的车辆控制装置通信，控制车载充电机充电；车辆控制装置通过充电枪枪头CC端子与电阻R4、RC连接，进行分压保护。其中在放电设备中，轻触开关S3、电阻R4以及电阻RC设置于放电枪枪头，当电动汽车放电时，负载42通过放电枪枪头与放电车辆52的控制器连接，轻触开关S3与电阻R4并联后与电阻RC串联，接入PE端与充电枪枪头CC端子，充电枪枪头CC端子连接放电车辆52的车辆控制装置，控制放电车辆放电。由于上述的充电枪设备与放电枪设备为两套独立的结构，不能实现充放电枪头的共用，因此，在电动汽车充放电需要充电枪与放电枪功能时，需要同时配置充电枪与放电枪两套设备，操作复杂麻烦，且充放电设备成本高。
因此，针对传统的充/放电枪的设计复杂，通用性差等问题，对其进行改进，提供一套集成充放电功能的充放电枪是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种充放电枪，更改原有充电枪与放电枪设计，实现充放电枪枪头共用，通过将充放电枪枪头分别连接至充电模块或放电模块，可以实现电动汽车的充电或放电功能。
本申请的充放电枪，包括充放电枪头、连接器组件、充电模块以及放电模块，所述连接器组件包括连接器母座、以及与连接器母座匹配的第一公座与第二公座，所述连接器母座通过电缆与所述充放电枪头连接，所述第一公座通过电缆与所述充电模块连接，所述第二公座通过电缆与所述放电模块连接，所述充放电枪头通过所述连接器组件的连接器母座择一与所述第一公座和所述第二公座连接。
优选的，所述充电模块包括缆上控制与保护装置以及插头，所述缆上控制与保护装置的两端分别通过电缆连接所述第一公座和所述插头；所述放电模块包括用于对负载充电的插排或负载，所述第二公座通过电缆与放电模块连接。
优选的，所述充放电枪头包括轻触开关S3以及五个接线端子，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE，以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接入地线端子PE。
优选的，所述缆上控制与保护装置包括第一电阻模块，所述负载包括第二电阻模块，所述第一电阻模块和所述第二电阻模块均包括电阻R4以及电阻RC；电阻R4一端连接到保护地，另一端串接电阻RC，当充电模块或放电模块与充放电枪头连接时，电阻R4与轻触开关S3并联后通过串接的电阻RC接入充放电枪头的控制端子CC。
优选的，所述第一电阻模块还包括供电控制装置、接触器S1以及电阻R1；供电控制装置的信号端通过接触器S1与电阻R1串接，当所述充电模块与所述充放电枪头连接时，所述供电控制装置通过接触器S1与电阻R1后接入充放电枪头的控制端子CP。
优选的，所述第一电阻模块进一步包括接触器K1、K2，接触器K1、K2分别设置于火线与零线线路上，当所述充电模块与所述充放电枪头连接时，接触器K1、K2分别连接至充放电枪的火线端子L与零线端子N。
优选的，所述电缆为五芯电缆，包括零线、火线、地线以及通信线对；通信线对用于供电动汽车和缆上控制与保护装置通信，或用于供电动汽车与负载通信。
优选的，所述充放电枪头设置有开关按钮。
优选的，所述缆上控制与保护装置设置有电源指示灯、连接指示灯、充电指示灯与故障指示灯。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果在于：
本申请针对传统的两个独立设计的充电枪设备与放电枪设备进行改进，通过设计共用的充放电枪头，以及充电模块与放电模块，设计了一套充放电二选一的充放电枪，使用同一支充放电枪头，可以在对接到充电和放电两种不同类型的模块时分别实现不同的功能。本申请具体将原设置于充电机枪头与放电机枪头的分压保护电阻设置于充电模块与放电模块中，进而将原来两个独立的充电枪枪头与放电枪枪头设置为充放电共用的充放电枪头。充电时，充放电枪头与充电模块连接，实现对电动汽车的充电控制；放电时，充放电枪头与放电模块连接，实现对电动汽车的放电控制。本申请充放电电路设计简单，能够同时实现电动汽车的充放电功能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是现有技术充电枪电路原理图；
图1b是现有技术放电枪电路原理图；
图2为本申请的充放电枪的结构图；
图3a为本申请充放电枪的充电原理图；
图3b为本申请充放电枪的放电原理图。
其中，1-充放电枪头、2-连接器组件、21-连接器母座、22-第一公座、23-第二公座、3-充电模块、31-缆上控制与保护装置、32-插头、4-放电模块、41-插排、42-负载、51-充电车辆、52-放电车辆、6-电缆。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一路的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
参考图2所示，本发明提供了一种集充电枪与放电枪为一体的充放电枪，包括充放电枪头1、连接器组件2、充电模块3以及放电模块4；其中，连接器组件2包括连接器母座21、以及与连接器母座21匹配的第一公座22与第二公座23；连接器母座21通过电缆6与充放电枪头1连接，第二公座23通过电缆6与放电模块4连接；充放电枪头1通过连接器组件2的连接器母座21择一与第一公座22和第二公座23连接。
具体进一步参考图2所示，充电模块3包括缆上控制与保护装置31与插头32，缆上控制与保护装置31的两端分别通过电缆6连接第一公座22和插头32；放电模块4包括用于对负载42充电的插排41，第二公座23通过电缆6与插排41连接；放电模块4亦可以省略插排41的设置，而直接设置负载42，第二公座23通过电缆6直接与负载42连接。外接负载42可根据需要连接至插排41或直接通过电缆6连接至第二公座23。当电动汽车需要充电时，将充放电枪头1连接至充电车辆51，连接器母座21连接第一公座22；当电动汽车需要放电时，将充放电枪头1连接至放电车辆52，连接器母座21连接第二母座23，此时，放电车辆通过负载42放电。
与传统的两个独立设计的充电枪设备与放电枪设备相比，本申请通过设计共用的充放电枪头1，以及充电模块3与放电模块4，设计了一套集充放电二选一的充放电枪，使用同一支充放电枪头，可以在对接到充电和放电两种不同类型的模块时分别实现不同的功能，结构设计简单。
具体的，进一步参考图3a、图3b所示，本申请的充放电枪头1包括五个接线端子以及轻触开关S3，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE，以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接入地线端子PE。电缆6为五芯电缆，包括零线、火线、地线以及通信线对；通信线对用于供电动汽车和缆上控制与保护装置通信，或用于供电动汽车与负载通信。缆上控制与保护装置31具有供电控制、输入、输出、过载保护功能的第一电阻模块，负载42包括第二电阻模块，第一电阻模块和第二电阻模块均包括电阻R4以及电阻RC；电阻R4一端连接到保护地，另一端串接电阻RC，当充电模块3或放电模块4与充放电枪头1连接时，电阻R4与轻触开关S3并联后通过串接的电阻RC接入充放电枪头的控制端子CC。第一电阻模块还包括供电控制装置、接触器S1以及电阻R1；供电控制装置的信号端通过接触器S1与电阻R1串接，当充电模块与所述充放电枪头连接时，供电控制装置通过接触器S1与电阻R1后接入充放电枪头的控制端子CP。
第一电阻模块进一步包括接触器K1、K2，接触器K1、K2分别设置于火线与零线线路上，当充电模块3与充放电枪头1连接时，接触器K1、K2分别连接至充放电枪头的火线端子L与零线端子N。
当充放电枪头1与充电车辆51连接，连接器母座21连接第一公座22，构成充电电路为电动汽车充电，原理图参考图3a所示。此时，轻触开关S3与电阻R4并联，轻触开关S3一端接地，另一端串接电阻RC后接入充放电枪头1的控制端子CC，通过控制端子CC接入充电车辆51的车辆控制装置，电阻R4、电阻RC、轻触开关S3组成过流保护电路，调节输出电压。接触器K1、K2分别接入火线与零线后，连接至充放电枪头1的火线端子L与零线端子N，通过充放电枪枪头1的火线端子L与零线端子N连接至充电车辆51的车载充电机。供电控制装置的信号端串接接触器S1与电阻R1后，接入充放电枪头1的控制端子CP，通过充放电枪头1的控制端子CP连接至充电车辆51的车辆车辆控制装置与车载充电机。当电动汽车充电时，三相交流电通过插头32与电缆6流入缆上控制与保护装置31中，缆上控制与保护装置31中的接触器K1、K2闭合，接触器S1闭合，缆上控制与保护装置31的供电控制装置通过充电枪枪头1的控制端子CP与充电车辆51的车辆控制装置通信，控制充电车辆51的车载充电机充电。当车辆控制装置监测到车载充电机充电完成或电路故障时，可以将充电完成信息或故障信息反馈至缆上控制与保护装置31的供电控制装置，控制接触器K1、K2断开，停止对车载充电机充电。
当充放电枪头1与放电车辆52连接，连接器母座21连接第二公座23，第二公座23通过电缆6连接负载42，构成放电电路为电动汽车放电，原理图参考图3b所示。此时，放电车辆52的控制器通过充放电枪的火线端子L与零线端子N连接至负载42；轻触开关S3与电阻R4并联，轻触开关S3一端接地，另一端串接电阻RC后接入充放电枪头1的控制端子CC，通过控制端子CC接入放电车辆52的车辆控制装置，电阻R4、电阻RC、轻触开关S3组成过流保护电路，调节输出电压。充放电枪头1的控制端子CP闲置。当电动汽车放电时，充放电枪头1与放电车辆52的控制器以及车辆控制装置连接，控制放电车辆52对负载42放电。
综上可知，与原独立充电枪与放电枪设备充放电电路原理相比，本申请的充放电枪将原设置于充电枪枪头与放电枪枪头的保护电阻RC、R4设置于缆上控制与保护装置与负载中，将原充电枪枪头与放电枪枪头设置为包括轻触开关S3与5个接线端子的充放电为一体的充放电枪头，充放电枪头进一步设置有开关按钮，缆上控制与保护装置进一步设置有电源指示灯、连接指示灯、充电指示灯与故障指示灯。本申请的充放电枪根据电动汽车的充放电需要，将充电枪枪头分别与充电模块或放电模块连接，实现对电动汽车的充放电控制。而且充电时，缆上控制与保护装置能实时监测线路的故障状态以及车载充电机的充电状态，并显示线路连接状态、故障状态以及充电状态等，控制对电动汽车的充电。本申请设计了一套充放电二选一的充放电枪，使用同一支充放电枪头，可以在对接到充电和放电两种不同类型的模块时分别实现不同的功能，电路设计简单，使用方便。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种充放电枪，其特征在于，包括充放电枪头、连接器组件、充电模块以及放电模块，所述连接器组件包括连接器母座、以及与连接器母座匹配的第一公座与第二公座，所述连接器母座通过电缆与所述充放电枪头连接，所述第一公座通过电缆与所述充电模块连接，所述第二公座通过电缆与所述放电模块连接，所述充放电枪头通过所述连接器组件的连接器母座择一与所述第一公座和所述第二公座连接；
所述充电模块包括缆上控制与保护装置以及插头，所述缆上控制与保护装置的两端分别通过电缆连接所述第一公座和所述插头；所述放电模块包括用于对负载充电的插排或负载，所述第二公座通过电缆与放电模块连接；
所述充放电枪头包括轻触开关S3以及五个接线端子，五个接线端子包括零线端子N、火线端子L、地线端子PE，以及控制端子CC与CP，轻触开关S3一端接入地线端子PE；
所述缆上控制与保护装置包括第一电阻模块，所述负载包括第二电阻模块，所述第一电阻模块和所述第二电阻模块均包括电阻R4以及电阻RC；电阻R4一端连接到保护地，另一端串接电阻RC，当充电模块或放电模块与充放电枪头连接时，电阻R4与轻触开关S3并联后通过串接的电阻RC接入充放电枪头的控制端子CC。
2.根据权利要求1所述的充放电枪，其特征在于，所述第一电阻模块还包括供电控制装置、接触器S1以及电阻R1；供电控制装置的信号端通过接触器S1与电阻R1串接，当所述充电模块与所述充放电枪头连接时，所述供电控制装置通过接触器S1与电阻R1后接入充放电枪头的控制端子CP。
3.根据权利要求2所述的充放电枪，其特征在于，所述第一电阻模块进一步包括接触器K1、K2，接触器K1、K2分别设置于火线与零线线路上，当所述充电模块与所述充放电枪头连接时，接触器K1、K2分别连接至充放电枪的火线端子L与零线端子N。
4.根据权利要求1-3任一项所述的充放电枪，其特征在于，所述电缆为五芯电缆，包括零线、火线、地线以及通信线对；通信线对用于供电动汽车和缆上控制与保护装置通信，或用于供电动汽车与负载通信。
5.根据权利要求1-3任一项所述的充放电枪，其特征在于，所述充放电枪头设置有开关按钮。
6.根据权利要求1-3任一项所述的充放电枪，其特征在于，所述缆上控制与保护装置设置有电源指示灯、连接指示灯、充电指示灯与故障指示灯。
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