CN110979051A - 具有异常连接检测功能的充电装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有异常连接检测功能的充电装置及控制方法，包括供电插头、控制盒和车辆充电连接器，供电插头中设置温敏通断装置，用于感知供电插头内部温度并在温度异常时切断；控制盒用于计算温敏通断装置的切断次数，生成发送到电动汽车的异常连接信号，收到电动汽车的终止充电信号后，切断充电回路终止充电；车辆充电连接器，用于将异常连接信号传输到电动汽车，并将电动汽车反馈的信号传输给控制盒。本发明解决了供电插头插合不良时温敏通断装置频繁切换的不足，有效保证了充电设施的安全。

Description

具有异常连接检测功能的充电装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种电动汽车充电装置及控制方法，特别是涉及一种具有异常连接检测功能的充电装置及控制方法。
背景技术
家用电动汽车交流充电装置因其携带方便、可以随时随地充电而备受青睐，包括供电插头、充电电缆、控制盒、充电连接器及附件，供电插头接到家用供电插座上，充电连接器接到电动汽车的整车充电控制器上。家用电动汽车交流充电装置的充电原理是：当车辆连接器与电动汽车连接完成(车辆连接器中的车辆连接信号端口信号正常)，并且供电插头与供电侧电网连接完成供电后，控制盒会生成正常充电时规定的矩形脉冲信号，该矩形脉冲信号通过电缆及车辆充电连接器中的供电连接信号端口耦合到电动汽车内部的车载充电机，车载充电机根据矩形脉冲信号的幅值大小、脉冲宽度，确定是否充电以及充电电流的大小。充电过程中存在连接状态不确定的安全风险，主要包括：
(1)家用供电插座的执行标准为GB 2099.1。该标准范围内的三眼充电插座采用簧片结构，多次插合易导致簧片变形，继而导致与插头插合位置的接触电阻变大、温升过快，引发烧蚀风险；
(2)而对于车辆连接器来说，也可能因为沙尘或淋雨等环境影响造成连接异常。
目前也有插头中设置了温敏通断装置来控制温度过高的风险，但是温敏通断装置的寿命是有限的(一般10000次左右)，在特定的情况下，比如插头插座因为沙尘或淋雨等环境影响造成插合不良，负载不了较大的充电电流时，温敏通断装置会一直处于开通和切断不断转换的状态，无人值守时，温敏通断装置的频繁切换导致其寿命的降低，并且充电电路频繁的处于通断的状态存在较大的安全风险。所以，需要一款能够检测异常连接状态，避免频繁通断，保证充电安全的充电装置。
发明内容
发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种具有异常连接检测功能的充电装置及控制方法，解决了目前插头插座插合不良时温敏通断装置频繁切换的不足，有效地保证了充电设施的安全。
技术方案：本发明所述的具有异常连接检测功能的充电装置，包括供电插头、控制盒和车辆充电连接器；
供电插头用于电动汽车充电时传输电能，同时给控制盒提供电源，供电插头中设置温敏通断装置，所述温敏通断装置用于感知供电插头内部温度并在温度异常时切断；
控制盒用于计算温敏通断装置的切断次数，生成发送到电动汽车的异常连接信号，若收到电动汽车的终止充电信号后，切断充电回路终止充电；
车辆充电连接器，用于将控制盒发送的异常连接信号传输到电动汽车，并将电动汽车反馈的信号传输给控制盒。
进一步的，所述控制盒包括控制单元、计数模块、异常连接信号发生器和接触器，所述异常连接信号发生器由控制单元控制并生成异常连接信号，所述接触器设置在充电回路中，由控制单元控制并可切断充电回路。
进一步的，所述计数模块包括计数器和比较器，计数器用于计算所述温敏通断装置的切断次数，比较器用于比较计数器数值和设定值的大小，并将结果输出到所述控制单元。
进一步的，所述供电插头中的温敏通断装置设置在供电插头的火线零线回路中，并在供电插头中设置独立电路对控制盒供电，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒内部电源的持续供电。
进一步的，所述供电插头中的温敏通断装置设置在供电插头的火线零线回路之外，控制盒通过充电回路进行供电，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒内部电源的持续供电。
本发明所述的充电装置控制方法，基于上述装置(其中的温敏通断装置设置在充电回路中)，包括以下步骤：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，将中断充电；且计数模块开始计算切断次数；
(2)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，将继续充电。
(3)当供电插头持续出现连接异常导致温敏通断装置反复断开，且使计数模块计算的切断次数当达到设定次数时进入步骤(4)；
(4)控制单元收到计数模块信号，并控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，进而通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(5)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器，进而永久终止本次充电。
本发明所述的充电装置另外一种控制方法，基于上述装置(其中的温敏通断装置设置在充电回路之外)，包括以下步骤：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，计数模块计算切断次数，同时控制单元控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，并通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(2)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器中断充电。
(3)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，计数模块将接通信号传递给控制单元，控制单元控制接触器接通继续充电；
(4)当供电插头持续异常连接导致温敏通断装置反复切断与接通时，将重复进入步骤(1)至(3)反复切断与接通接触器，进而反复中断和恢复充电；
(5)当计数模块计算的切断次数达到设定值时，进入步骤(1)至(2)后，不再继续进入步骤(3)，并永久终止本次充电。
有益效果：本发明能够在供电插头插合不良时，保证控制盒的持续工作，控制盒通过判断温敏通断装置的切换次数，在情况不能好转时切断充电电路，避免了温敏通断装置的频繁切换，提高了温敏通断装置的寿命，降低了充电风险。
附图说明
图1是实施例1的连接结构图；
图2是实施例2的连接结构图。
具体实施方式
本发明的装置提供的2个实施例中，包括供电插头、控制盒和车辆充电连接器。供电插头、控制盒和车辆充电连接器通过电缆连接，车辆充电连接器耦合连接到电动汽车的整车充电控制器上。所述车辆充电连接器中包括了车辆连接信号端口(CC)和供电连接信号端口(CP)。供电插头、控制盒中的异常连接信号发生器、车辆充电连接器中的车辆连接信号端口(CC)和供电连接信号端口(CP)、电动汽车上的整车充电连接器均符合GB/T 18487.1-2015中的规定。图1至图2中，L表示火线，N表示零线，PE表示地线。
实施例1：
实施例1的连接方式如图1所示，包括供电插头、控制盒、车辆充电连接器和相连接的电缆，供电插头连接到交流电插座上，车辆充电连接器耦合连接到电动汽车的整车充电控制器上，所述车辆充电连接器中包括了标准配置的车辆连接信号端口(CC)和供电连接信号端口(CP)。供电插头中设置温敏通断装置，所述温敏通断装置属于一种随温度变化进行机械切换开关，当温度异常时切断，当温度恢复正常时接通。所述温敏通断装置串联在充电回路中，在电动汽车充电过程中如发生供电插头与插座插合异常导致温升异常时，主动切断供电回路中断或终止充电。在温敏通断装置的靠近插座的一侧设置连接控制盒的电路，为控制盒独立供电。也即供电插头如果接通了电源，则控制盒一直保持工作状态，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒内部电源的供电。控制盒是整个交流充电装置的控制单元，所述控制盒中包括控制单元、计数模块、异常连接信号发生器和接触器。所述计数模块与温敏通断装置连接，包括比较器和计数器，比较器与控制单元相连，计数器用于对所述温敏通断装置的切断次数进行计数，比较器用于比较计数器的数值和设定值的大小，并将结果输出到所述控制单元。计数模块与控制单元连接，控制单元与异常连接信号发生器和供电连接信号端口连接。异常连接信号发生器与车辆连接信号端口相连，用于生成与整车连接异常的信号并将其发送到车辆连接信号端口。供电连接信号端口用于接收整车充电控制器发送的终止充电的指令，并将指令发送给控制单元。接触器串联在充电回路中，其通断受到控制单元的控制。
工作原理为，连续发生温度异常，温敏通断装置频繁通断，计数模块计算达到设定值时告知控制单元，控制单元指示异常连接信号发生器产生异常连接信号，并通过充电连接器的车辆连接信号端口(CC)向电动汽车发出请求，电动汽车的整车充电控制器控制充电过程是否终止。若终止，将通过供电连接信号端口(CP)向控制单元发送信号，控制单元断开接触器。连续发生温度异常，表明充电器发生异常并非偶然情况，这种情况下断开接触器，即使温度恢复正常温敏通断装置开通后仍然无法继续充电，断绝了安全隐患。
实施例2：
实施例2的连接方式如图2所示，与实施例1不同在于，温敏通断装置没有串联在充电回路中，通过控制线路连接到计数模块上。温敏通断装置不控制充电回路的通断，而单独向计数模块提供因温度异常而产生的开关量信号。控制盒通过充电回路进行供电，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒内部电源的供电。其他连接方式和工作原理与实施例1相同，不再赘述。
本实施方式的控制方法，基于实施例1，具体为：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，将中断充电；且计数模块开始计算切断次数。
(2)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，将继续充电。
(3)当供电插头持续出现连接异常导致温敏通断装置反复断开，且使计数模块计算的切断次数当达到设定次数时进入步骤(4)；
(4)控制单元收到计数模块信号，并控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，进而通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(5)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器，进而永久终止本次充电。
本实施方式的另外一种控制方法，基于实施例2，具体为：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，计数模块计算切断次数，同时控制单元控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，并通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(2)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器中断充电。
(3)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，计数模块将接通信号传递给控制单元，控制单元控制接触器接通继续充电；
(4)当供电插头持续异常连接导致温敏通断装置反复切断与接通时，将重复进入(1)～(3)步骤反复切断与接通接触器，进而反复中断和恢复充电。
(5)当计数模块计算的切断次数达到设定值时，进入步骤(1)～(2)后，不再继续进入步骤(3)，并永久终止本次充电。

Claims (7)

1.一种具有异常连接检测功能的充电装置，其特征在于：包括连接交流电源的供电插头、控制盒和连接电动汽车的车辆充电连接器；
供电插头用于电动汽车充电时传输电能，同时给控制盒提供电源，供电插头中设置温敏通断装置，所述温敏通断装置用于感知供电插头内部温度并在温度异常时切断；
控制盒用于计算温敏通断装置的切断次数，生成发送到电动汽车的异常连接信号，若收到电动汽车的终止充电信号后，切断充电回路终止充电；
车辆充电连接器，用于将控制盒发送的异常连接信号传输到电动汽车，并将电动汽车反馈的信号传输给控制盒。
2.根据权利要求1所述的具有异常连接检测功能的充电装置，其特征在于：所述控制盒包括控制单元、计数模块、异常连接信号发生器和接触器，所述异常连接信号发生器由控制单元控制并生成异常连接信号，所述接触器设置在充电回路中，由控制单元控制并可切断充电回路。
3.根据权利要求2所述的具有异常连接检测功能的充电装置，其特征在于：所述计数模块包括计数器和比较器，计数器用于计算所述温敏通断装置的切断次数，比较器用于比较计数器数值和设定值的大小，并将结果输出到所述控制单元。
4.根据权利要求1所述的具有异常连接检测功能的充电装置，其特征在于：所述供电插头中的温敏通断装置串联在供电插头的火线零线回路中，并在供电插头中设置独立电路对控制盒供电，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒持续供电。
5.根据权利要求1所述的具有异常连接检测功能的充电装置，其特征在于：所述供电插头中的温敏通断装置设置在供电插头的火线零线回路之外，当温敏通断装置断开时，不影响对控制盒持续供电。
6.一种充电装置控制方法，基于权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，将中断充电，且计数模块开始计算切断次数；
(2)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，将继续充电；
(3)当供电插头持续出现连接异常导致温敏通断装置反复断开，且使计数模块计算的切断次数当达到设定次数时进入步骤(4)；
(4)控制单元收到计数模块信号，并控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，进而通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(5)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器，进而永久终止本次充电。
7.一种充电装置控制方法，基于权利要求1至3和权利要求5任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当供电插头连接异常导致其内置的温敏通断装置异常断开时，计数模块计算切断次数，同时控制单元控制异常连接信号发生器生成异常连接信号，并通过车辆充电连接器传输给整车充电控制器；
(2)控制单元接收到整车充电控制器发送的终止充电指令后，切断接触器中断充电；
(3)当供电插头的温敏通断装置恢复接通后，计数模块将接通信号传递给控制单元，控制单元控制接触器接通继续充电；
(4)当供电插头持续异常连接导致温敏通断装置反复切断与接通时，将重复进入步骤(1)至(3)反复切断与接通接触器，进而反复中断和恢复充电；
(5)当计数模块计算的切断次数达到设定值时，进入步骤(1)至(2)后，不再继续进入步骤(3)，并永久终止本次充电。
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