CN110481358A - 一种充电枪总成及充电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种充电枪总成及充电方法。包括：电源插头、车辆插头，以及用于连接电源插头与车辆插头的充电线缆；温度测量部件，设置在电源插头，和/或，车辆插头内；控制单元，设置于电源插头与车辆插头之间，且通过充电线缆连接，其中，温度测量部件与控制单元连接，且控制单元内设置有可控开关。利用温度测量部件检测电源插头，和或，车辆插头的温度变化，能够比较安全可靠的对电流变化进行检测，及时发现因市电网电流波动而产生大电流引起温度升高，并利用控制单元监控温度稳定电流输出，保证车体充电的安全和稳定，减少因强制断电对充电枪总成造成耗损，避免而给车体和人身造成安全问题。

Description

一种充电枪总成及充电方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，具体涉及一种充电枪总成及充电方法。
背景技术
随着新能源汽车产业快速发展，现今很多车主选择购买新能源汽车。新能源汽车主要的驱动方式是把电能转换为动能，然而为了给新能源汽车进行供电(提供动能)，就需要有合适的充电枪总成作为充电媒介，把新能源汽车所需要的电能通过充电媒介传递给新能源汽车进行充电。
在现有的充电枪总成中，主要是利用交流电转化为适合整车电压平台的高压直流电的工作原理。而在现有的充电枪总成中为了方便充电，通常使用普通型三插头在家用电网中取电，虽然此种方式使得充电方式便利化，但该充电方式会在使用过程中会因市电网的电流波动，从而影响到充电枪总成在对车体进行充电过程中因电流突变，给车体和人身所带来的安全隐患问题。在现有的充电枪总成中应对电流突变时，会选择在第一时间内切断电源，但这样会因为强制断电对充电枪总成造成耗损，长此以往会产生安全隐患，危及人身安全。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种充电枪总成及充电方法，以解决因市电网电流波动而强制断电对充电枪总成的造成损耗问题。
根据第一方面，本发明实施例提供了一种充电枪总成，包括：
电源插头、车辆插头，以及用于连接所述电源插头与所述车辆插头的充电线缆；
温度测量部件，设置在所述电源插头，和/或，所述车辆插头内；
控制单元，设置于所述电源插头与所述车辆插头之间，且通过所述充电线缆连接，其中，所述温度测量部件与所述控制单元连接，且所述控制单元内设置有所述可控开关。
利用温度测量部件检测电源插头，和或，车辆插头的温度变化，能够比较安全可靠的对电流变化进行检测，及时发现因市电网电流波动而产生大电流引起温度升高，并利用控制单元监控温度稳定电流输出，保证车体充电的安全和稳定，减少因强制断电对充电枪总成造成耗损，避免而给车体和人身造成安全问题。
结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述可控开关，设置在所述充电线缆上。
结合第一方面，在第一方面第二实施方式中，控制单元还包括供电控制装置与车辆控制装置连接。
结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，供电控制装置与车辆控制装置之间连接有等效电阻和等效二极管，其中，等效电阻的一端与脉宽调整输出脚连接，另一端与供电控制装置的控制脚连接还与等效二极管的阳极连接，等效二级管的阴极与车辆控制装置连接。
结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，供电控制装置与车辆控制装置之间还通过第一连接点连接。
结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，温度测量元件，至少有两个，分别设置在零线和火线连接市电网的接点两侧。
通过把温度测量单元设置在电源插头零线火线两侧，以保证能够检测到由市电网接入充电枪总成时的电流变化的最大位置，同时也能够防止因瞬间电流大过而造成的后级装置损坏。
结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，温度测量元件包括温度传感器、热敏电阻。
利用控制单元对温度信息进行采集，实时监控因电流变化所带来的热能损耗，并通过开关对充电和断电进行控制，防止因电流过大产生的温度过高现象从而危及车体和人身的安全。
根据第二方面，本发明实施例提供了一种充电方法，包括：
获取温度信息；
判断温度信息是否处于大于第一阈值且小于第二阈值范围；
当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息；
当温度信息不处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，停止输出充电信息。
结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息，还包括：
把输出充电信息提供给车辆控制装置；
车辆控制装置获取对地信息；
把输出充电信息和对地信息进行比较，取小数值信息，进行充电设置。
利用对温度检测对电流变化所带来的热能损耗进行检测评估，预设调整阈值以保证在一定范围内的电流波动的情况下充电枪能够继续稳定安全的为车体进行充电，并且在充电过程中人身安全也能得到保证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种充电枪总成的结构框图；
图2是根据本发明实施例的一种充电枪总成的结构框图A；
图3是根据本发明优选实施例的结构示意图；
图4是根据本发明优选实施例的结构框图；
图5是根据本发明实施例的一种充电方法的流程图；
图6是根据本发明实施例的一种充电方法的流程图A；
附图标记
1－电源插头；2－温度测量部件；3－充电线缆；4－车辆插头；5－控制单元；6－可控开关；
10－带热保护的三插头；20－缆上控制盒；30－温度传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例所提供的一种充电枪总成，如图1所示，包括：
电源插头1、车辆插头4，以及用于连接所述电源插头1与所述车辆插头4的充电线缆3；
温度测量部件2，设置在所述电源插头1，和/或，所述车辆插头4内；
控制单元5，设置于所述电源插头1与所述车辆插头4之间，且通过所述充电线缆3连接，其中，所述温度测量部件2与所述控制单元5连接，且所述控制单元5内设置有可控开关6。
利用温度测量部件2检测电源插头1，和或，车辆插头4的温度变化，能够比较安全可靠的对电流变化进行检测，及时发现因市电网电流波动而产生大电流引起温度升高，并利用控制单元5监控温度稳定电流输出，保证车体充电的安全和稳定，减少因强制断电对充电枪总成造成耗损，避免而给车体和人身造成安全问题。
具体的，电源插头1可以是带热保护的三插头10；
具体的，控制单元5可以是缆上控制盒20；
可选的，可控开关6，设置在所述充电线缆3上。
具体实施方式，如图2所示，包括：
控制单元5，设置于所述电源插头1与所述车辆插头4之间，且通过所述充电线缆3连接；
可控开关6，设置在所述充电线缆3上；
其中，所述温度测量部件2与所述控制单元5连接，且所述控制单元5内设置有可控开关6。
可选的，可控开关6可以和控制单元5连接，控制单元5发送充电信号后，可控开关6闭合开始充电。
具体的，控制单元5还包括供电控制装置与车辆控制装置连接。
具体的，供电控制装置与车辆控制装置之间连接有等效电阻和等效二极管，其中，等效电阻的一端与脉宽调整输出脚连接，另一端与供电控制装置的控制脚连接还与等效二极管的阳极连接，等效二级管的阴极与车辆控制装置连接。
具体的，供电控制装置与车辆控制装置之间还通过第一连接点连接。
可选的，温度测量元件，至少有两个，分别设置在零线和火线连接市电网的接点两侧。
通过把温度测量单元设置在电源插头1零线火线两侧，以保证能够检测到由市电网接入充电枪总成时的电流变化的最大位置，同时也能够防止因瞬间电流大过而造成的后级装置损坏。
可选的，温度测量元件包括温度传感器30、热敏电阻。
可选的，第一连接点为CP点，除CP点外还有CC点，CP点与CC点用于确认充电枪与车体是否正确连接。
利用控制单元5对温度信息进行采集，实时监控因电流变化所带来的热能损耗，并通过开关对充电和断电进行控制，防止因电流过大产生的温度过高现象从而危及车体和人身的安全。
具体的，在电源插头1的火线和零线两侧各设置有一个温度测量部件2，其中温度测量部件2与控制单元5的温度控制两两连接；控制单元5的温度控制采集温度测量部件2所实时测量的市电网电流损耗温度，并对温度信息进行充电范围划分；当温度处于范围内时，控制单元5的供电控制针对不同的温度对已其相应的脉宽调整范围，进行脉宽调整输出调整后的电流；但在进行脉宽调整之前，控制单元5的供电控制的12V需要通过选择开关与第一连接点连接，第一连接检测点检测是否有电压输出，当有电压输出后选择开关与PWM脉宽调整脚连接，输出脉宽调整的电流；此外，除需要检测第一连接点的电压外，还要检测CC点的与S3连接的电阻阻值来确定充电枪与车辆插头4是否准确连接，如果两者没有进行准确连接则所检测到的电阻阻值为无穷大。当车辆控制装置通过获取第一连接点的输出电流，判断控制单元5的最大充电电流，同时也可以通过获取CC点连接电阻的阻值判断充电线缆3的额定电容量；车辆控制装置对控制单元5的最大充电电流和充电线缆3的额定电容量进行计算后，把车载充电机最大功率设为计算得出的最小值。最后，可控开关6因控制单元5的充电动作启动则K1和K2闭合为车体进行充电；因此第一连接点和CC点除确定车体和充电枪的连接是正确外，还能为车辆控制装置对车载充电机进行功率设定提供设置基础，保证充电枪为车体充电时电流的稳定性，保证充电安全。
可选的，如图4所示，温度测量部件2与控制单元5的温度控制连接，温度控制与供电控制连接，供电控制的+12供电脚与PWM控制脚有选择的与选择开关的第一、第二脚连接，选择开关的第三脚与等效电阻的第一端连接，等效电阻的第二端与第一连接点CP点连接还与供电控制的检测脚连接。第一连接脚CP点还与等效二极管的阳极连接，等效二极管的阴极与车辆控制装置的控制脚连接，车辆控制装置的控制脚还连接有CC点，CC点连接等效电阻和开关的一端连接，机械开关的另一端接地。其中车辆控制装置与车载充电机相互通信，控制车载充电机进行充电，控制单元5内的可控开关6闭合，进行充电。
本发明实施例所提供的一种充电方法，如图5所示，包括：
S10，获取温度信息；
S11，判断温度信息是否处于大于第一阈值且小于第二阈值范围；
S12，当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息；
S13，当温度信息不处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，停止输出充电信息。
具体的，当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息，如图6所示，还包括：
S121，把输出充电信息提供给车辆控制装置；
S122，车辆控制装置获取对地信息；
S123，把输出充电信息和对地信息进行比较，取小数值信息，进行充电设置。
利用对温度检测对电流变化所带来的热能损耗进行检测评估，预设调整阈值以保证在一定范围内的电流波动的情况下充电枪能够继续稳定安全的为车体进行充电，并且在充电过程中人身安全也能得到保证。
优选的实施方式
如图3－4所示，带三插头带热保护的充电枪总成是一种充电连接装置，其采用充电模式二连接方式B。
其基本结构包括：带热保护的三插头10、缆上控制盒20、充电线缆3、车辆插头4。
具体的，三插头带热保护的充电枪总成的控制充电方法包括：
第一步，确保连接：将车辆插头4插入车辆插座，将三插头插入家用交流插座；
第二步，开始充电：缆上控制盒20的供电控制装置与电动汽车的车辆控制装置信号保持通信，电动汽车通知缆上控制盒20开始充电。缆上控制盒20控制可控开关6，将K1和K2吸合导通，将家用电网供电给车载充电机充电；
第三步，充电过程监控：连接情况监控、缆上控制盒20工作情况监控、三插头温度监控等。在充电过程中，三插头和插座接触的地方发热量较大，带热保护的三插头10，反馈当前三插头温度情况给缆上控制盒20，监控发热情况，如果三插头过热，必要时降功率甚至停止充电；
第四步，充电完成：电动汽车通知缆上控制盒20充电完成，缆上控制盒20控制可控开关6，断开K1和K2，切断电网给电动汽车充电；
第五步，断开连接：将三插头拨出家用插座，将车辆插头4从车辆插座上拔出。
具体的，在三插头上增加温度传感器30，且在L、N引脚为插头最高温位置，故温度传感器30布置在靠近L和N端子两侧位置各一个，分别监控L和N端子的温度，温度传感器30由塑料壁包围，确保和端子的绝缘强度要求。
具体的，在三插头内嵌入热保护，时时反馈当前三插头温度情况给缆上控制盒20。
具体的，本实施例通过普通型三插头的充电枪总成，解决了在充电过程中，向家用电网取电，安全方面存在风险的问题；如果家用插座老化，或者与三插头接触不良，在长时充电过程中，会因电流过大从而导致线缆过热等因素而发生火灾。
而本实施例通过三插头带热保护的充电枪总成，在三插头内嵌入热保护，在充电过程中，时时反馈当前三插头温度情况给缆上控制盒20，如果三插头过热，马上切断充电，起到充电保护功能，提高了充电安全性。
可选的实施方式，如图4所示：
在电源插头1零线和火线两侧设置有温度传感器30，温度传感器30与控制单元5连接，控制单元5接收温度传感器30所采集到的温度信息，实时判断当前温度变化，当所获取的温度值产生变化，但变化范围处于可控制范围内时，控制单元5控制供电输出的脉冲宽度从而改变充电电流的大小稳定电流，防止因电流过大造成对车体内部的损坏从而造成的安全隐患，且当车辆控制装置有供电时，可控开关6的K1和K2闭合，对电动汽车充电。
其中，CP点和CC点用于确定车辆控制装置与控制单元5是否连接正确，以保证车体充电处于稳定连接状态；若在控制单元5检测到有大电流，则会通过调整脉宽从而改变CP点的输出电流，并通过车载控制装置确定车载充电机的功率。
可选的，也可以在车辆插头4的零线和火线两侧设置温度传感器30，检测车辆插头4与车辆插座之间电流，进一步保证汽车车体充电电流的稳定，防止电流突变所造成的安全问题。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种充电枪总成，其特征在于，包括：
电源插头、车辆插头，以及用于连接所述电源插头与所述车辆插头的充电线缆；
温度测量部件，设置在所述电源插头，和/或，所述车辆插头内；
控制单元，设置于所述电源插头与所述车辆插头之间，且通过所述充电线缆连接，其中，所述温度测量部件与所述控制单元连接，且所述控制单元内设置有可控开关。
2.根据权利要求1所述的充电枪总成，其特征在于，还包括所述可控开关，设置在所述充电线缆上。
3.根据权利要求2所述的充电枪总成，其特征在于，所述控制单元还包括供电控制装置与车辆控制装置连接。
4.根据权利要求3所述的充电枪总成，其特征在于，供电控制装置与车辆控制装置之间连接有等效电阻和等效二极管，其中，等效电阻的一端与脉宽调整输出脚连接，另一端与供电控制装置的控制脚连接还与等效二极管的阳极连接，等效二极管的阴极与车辆控制装置连接。
5.根据权利要求4所述的充电枪总成，其特征在于，所述供电控制装置与车辆控制装置之间还通过第一连接点连接。
6.根据权利要求5所述的充电枪总成，其特征在于，所述温度测量元件，至少有两个，分别设置在零线和火线连接市电网的接点两侧。
7.根据权利要求6所述的充电枪总成，其特征在于，所述温度测量元件包括温度传感器、热敏电阻。
8.一种充电方法，其特征在于，包括：
获取温度信息；
判断温度信息是否处于大于第一阈值且小于第二阈值范围；
当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息；
当温度信息不处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，停止输出充电信息。
9.根据权利要求8所述的充电方法，其特征在于，当温度信息处于大于第一阈值且小于第二阈值范围内时，调整输出信号控制脉宽信号的占空比，输出充电信息，还包括：
把输出充电信息提供给车辆控制装置；
车辆控制装置获取对地信息；
把输出充电信息和对地信息进行比较，取小数值信息，进行充电设置。
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