CN110450662A - 一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路 - Google Patents

一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路，传递给（整车控制器）VCU或（电池管理系统）BMS，通过（电池管理系统）BMS或者（整车控制器）VCU口输出控制一个车内继电器或者直接控制输出唤醒充电主电路。本发明改变常规思路，对充电桩辅助电源只进行信号采样，不使用该电源驱动任何器件，并通过分流和稳压电路、滤波电路的设置，为（整车控制器）VCU或者（电池管理系统）BMS提供稳定的信号输入，达到新能源车辆在充电桩辅助电源DC12V或者DC24V时都能充电的目的，实现了通用性和可靠性。

Description

一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路
技术领域
本发明属于充电桩与新能源车辆传导充电领域，涉及一种通用性充电桩辅助电源识别电路。
背景技术
目前，纯电动汽车EV、混合动力电动汽车HEV、混联式混合动力电动汽车在直流快充时，遇到车辆是DC12V和(/或)DC24V低压系统，与直流充电桩DC12V和(/或)DC24V之间不匹配无法充电问题。
目前，电动汽车按照GB/T20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置 第3部分：直流充电接口》规定，充电辅助低压输出A+、A-是DC 0～30V；大吨位车辆一般都是DC24V，小吨位车是DC12V，目前充电桩输出辅助电源一般设置为DC12V或者DC24V。
目前，充电桩通过传导充电接入新能源车辆的电路有两种情况。第一种情况，如图1所示，直接通过二极管将直流充电桩辅助电源（A+、A-是充电桩辅助电源正、负极）引入到新能源车辆中，并直接提供充电信号（汽车VCU或BMS）；第二种情况，如图2所示，在第一种情况基础上使用车内继电器进行中间过渡，特点是充电桩辅助电源（A+、A-是充电桩辅助电源正、负极）是控制继电器线圈，并直接提供充电信号（汽车VCU或BMS），通过继电器触点传递信号和功率控制。
上述传导充电接入新能源车辆的电路车辆中电器众多，即使不必要的电器可以不工作，充电时车辆很多低压器件都需要工作，二极管功率负荷较大，容易发热严重损毁；如果车辆辅助低压电源是DC12V状态，遇到充电桩辅助电源是DC24V，可能会发生不能充电情况，如果强行充电，存在重要电器元件损坏的风险（如重要的高压接触器过热损毁）；反之，如果车辆辅助低压电源是DC24状态，遇到充电桩是DC12V，则可能遇到有些器件因电源电压过低不能工作，如功率器件高压接触器，则可能不能吸合，闭合有关高压电路，造成不能充电。
发明内容
为了克服现有新能源车辆遇到充电桩不能充电的烦劳，达到新能源车辆在充电桩辅助电源DC12V或者DC24V时都能充电的目的，本发明提出一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，通过（整车控制器）VCU或者（电池管理系统）BMS对充电桩的辅助电源只进行信号采样，实现通用性。
本发明的技术构思：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路，传递给（整车控制器）VCU或（电池管理系统）BMS，通过（电池管理系统）BMS或者（整车控制器）VCU口输出控制一个车内继电器或者直接控制输出唤醒充电主电路。
为达到目的，本发明针对现有技术直接提供充电信号或使用继电器进行中间过渡提供充电信号两种情况，采用如下二种技术方案。
第一种技术方案：一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器、电池管理系统，其特征在于：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再输出充电信号，唤醒充电主电路；或者，通过BMS再输出充电信号，唤醒充电主电路。
第二种技术方案：一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器或电池管理系统，其特征在于：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再接通车内继电器输出充电信号，唤醒充电主电路（并提供车辆内部低压系统电源给其他电器，如BMS、仪表）；或者，通过BMS再再接通车内继电器输出充电信号，唤醒充电主电路（并提供车辆内部低压系统电源给其他电器，如BMS、仪表）。
对上述两种技术方案的进一步共同限定：所述分流和稳压电路，包括第一分流电阻、分压电阻、稳压二极管，分压电阻与稳压二极管串联形成稳压电路，分流电阻与稳压电路并联，分流电阻形成分流电路，提高抗干扰能力；通过这个电阻吸收电流，保证稳压电路的稳定电压输出，降低信号传递过程中电磁耦合干扰影响。
对上述两种技术方案的进一步共同限定：所述滤波电路，包括RC滤波电路，并且RC滤波电路并联有第二分流电阻，作为RC滤波电路的电容电荷泄放回路，进一步保证滤波后信号的稳定性和可靠性，使整车控制器或电池管理系统接收到更稳定的输入信号。
对上述两种技术方案的进一步共同限定： VCU或者BMS内部设置有数字滤波模块，在模拟量滤波不足的情况下采用数字滤波模块，进一步提高可靠性。
本发明的有益效果：本发明改变常规思路，对充电桩辅助电源只进行信号采样，不使用该电源驱动任何器件，并通过分流和稳压电路、滤波电路的设置，为（整车控制器）VCU或者（电池管理系统）BMS提供稳定的信号输入，实现对充电桩辅助电源是DC12V或者DC24V状态不敏感的，达到新能源车辆在充电桩辅助电源DC12V或者DC24V时都能充电的目的，完全克服了现有技术中充电桩辅助电源对新能源车辆造成的不利影响，实现了通用性和可靠性。
附图说明
图1是现有技术中一种充电桩接入电路示意图。
图2是现有技术中另一种充电桩接入电路示意图（带车内继电器）。
图3是本发明的一种实施方式电路方框图。
图4是本发明的一种实施方式电路原理图。
图5是本发明的另一种实施方式电路方框图（带车内继电器）。
图6是本发明的另一种实施方式电路原理图（带车内继电器）。
具体实施方式
如图3所示，是本发明的一种实施方式，一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器或电池管理系统，充电桩辅助电源（A+、A-是充电桩辅助电源正、负极）的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再输出充电信号至BMS，通过BMS唤醒充电主电路，同时唤醒充电过程中其他电器，如BMS、仪表；或者，通过BMS再输出充电信号至VCU，通过VCU唤醒充电主电路，同时唤醒充电过程中其他电器，如BMS、仪表。
如图5所示，是本发明的另一种实施方式（带车内继电器），一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器或电池管理系统，充电桩辅助电源（A+、A-是充电桩辅助电源正、负极）的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再接通车内继电器K1输出充电信号至BMS，（能够提供能量电源）唤醒充电主电路，并提供车辆内部低压系统电源给其他电器，如BMS、仪表；或者，通过BMS再再接通车内继电器K1输出充电信号至VCU，（能够提供能量电源）唤醒充电主电路，并提供车辆内部低压系统电源给其他电器，如BMS、仪表。
如图4所示，图中所示是双枪充电桩，充电桩辅助电源（A1+、A2+是双枪充电桩辅助电源正极，A1-、A2-是双枪充电桩辅助电源负极）的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口。
如图6所示，图中所示是双枪充电桩，充电桩辅助电源（A1+、A2+是双枪充电桩辅助电源正极，A1-、A2-是双枪充电桩辅助电源负极）的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口。
结合图4及图6所示，本发明的两种实施方式具有相同的分流和稳压电路；
所述的分流和稳压电路，包括第一分流电阻R1、分压电阻R2、稳压二极管D1，分压电阻R2与稳压二极管D1串联形成稳压电路，分流电阻R1与稳压电路并联，分流电阻R1形成分流电路；通过这个电阻R1吸收电流，保证稳压电路的稳定电压输出，降低信号传递过程中电磁耦合干扰影响。
结合图4及图6所示，本发明的两种实施方式具有相同的滤波电路；所述滤波电路，包括RC滤波电路，电阻R3和电容C1、电容C2构成RC滤波电路，电容C1是电解电容，电容C2是高频电容；进一步地，相对于现有技术的进一步创新方式，RC滤波电路并联有第二分流电阻R4，第二分流电阻R4作为RC滤波电路的电容（电容C1、电容C2）电荷泄放回路，进一步保证滤波后信号的稳定性和可靠性，使（整车控制器）VCU或（电池管理系统）BMS接收到更稳定的输入信号。
如图3-图6所示，可以看出：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口，那么后续的必然是BMS唤醒充电主电路；反之，亦然。
如图4、图6所示，手动电源总开关、低压电池表达是充电主电路的接线状态。
如图4、图6所示，二极管D2、二极管D3连接在充电桩辅助电源的输出电路，属于充电桩辅助电源部分，二极管D2、二极管D3保证充电桩辅助电源的正极输出电压只通往VCU或者BMS；如果电压相反，二极管D2、二极管D3承受全部反向电压，保护VCU或BMS输入端口安全。
在本发明中，上述的第二分流电阻R4的阻值≥分压电阻R2的阻值与电阻R3的阻值之和的5倍。
对上述两种实施方式的进一步共同限定： VCU或者BMS内部设置有数字滤波模块，在模拟量滤波不足的情况下采用数字滤波模块，进一步提高可靠性。
本发明的核心在于：接收的是充电桩辅助电源信号，而不是向充电桩辅助电源索取功率，从而唤醒充电主电路，避免了DC12V和DC24V器件转换的问题，BMS或者VCU输出驱动是整车内部电源，与充电桩辅助电源电压无关，从而提高了车辆充电的通用性，减少了遇到充电桩不能充电的烦劳。
对于本领域技术人员而言，在不背离本发明的技术构思下所做的简单组合、等同替换、进一步改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器、电池管理系统，其特征在于：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再输出充电信号，唤醒充电主电路；或者，通过BMS再输出充电信号，唤醒充电主电路。
2.根据权利要求1所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：所述分流和稳压电路，包括第一分流电阻、分压电阻、稳压二极管，分压电阻与稳压二极管串联形成稳压电路，分流电阻与稳压电路并联，分流电阻形成分流电路。
3.根据权利要求1或2所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：所述滤波电路，包括RC滤波电路，并且RC滤波电路并联有第二分流电阻，作为RC滤波电路的电容电荷泄放回路。
4.根据权利要求3所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：VCU或者BMS内部设置有数字滤波模块。
5.一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，包括整车控制器或电池管理系统，其特征在于：充电桩辅助电源的信号经过分流和稳压电路、滤波电路传递给VCU的输入口或BMS的输入口，通过VCU或者BMS判断信号； VCU再接通车内继电器输出充电信号，唤醒充电主电路；或者，通过BMS再接通车内继电器输出充电信号，唤醒充电主电路。
6.根据权利要求5所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：所述分流和稳压电路，包括第一分流电阻、分压电阻、稳压二极管，分压电阻与稳压二极管串联形成稳压电路，分流电阻与稳压电路并联，分流电阻形成分流电路。
7.根据权利要求5或6所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：所述滤波电路，包括RC滤波电路，并且RC滤波电路并联有第二分流电阻，作为RC滤波电路的电容电荷泄放回路。
8.根据权利要求7所述一种通用性充电桩辅助电源识别及转换电路，其特征在于：VCU或者BMS内部设置有数字滤波模块。
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