CN111267647A - 低温潮湿环境下充电桩的充电方法 - Google Patents

低温潮湿环境下充电桩的充电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法，包括以下步骤：步骤A，获取充电机当前的工作状态，如果为空闲则每隔一定时间执行步骤B，如果为正在充电则在结束充电时执行步骤C；步骤B，获取充电枪的当前状态，如果是未连接则执行步骤B.1，如果是已连接则执行步骤B.2；步骤C，控制充电枪中的电子锁进行解锁动作，根据是否解锁发出报警信号或者加热电子锁。本发明的加热方式简单易实现、成本低，具有相当可观的产业利用价值；仅对充电枪电子锁杆本身进行加热，从而直接解决电子锁因结冰凝结失效的问题，并不会加热整个充电枪，影响用户的手感。

Description

低温潮湿环境下充电桩的充电方法
技术领域
本发明属于充电技术领域，尤其涉及一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法。
背景技术
随着电动汽车日渐增长的市场需求，充电设施的市场比重越来越多。而充电设施又大多安装在户外，其工作状态受限于当地环境。根据充电枪的使用特性，目前充电枪电子锁在结构上有一部分裸露在外，在雾气多、湿气大、温度低的环境中，空气中的水汽很容易通过电子锁杠缝隙进入，在低温下凝结成冰，容易造成电子锁上锁/解锁失败，导致无法充电或充电结束无法拔枪，影响充电机的正常使用，给用户造成不必要的损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法，利用充电枪在充电或者空闲状态时电子锁均保持上锁或解锁这一稳定状态，在空闲状态或者充电结束时通过控制充电枪中的电子锁进行解锁或上锁动作，并根据状态的反馈以及温湿度情况对电子锁中的锁杆进行加热以使凝结的水汽蒸发，保证充电枪的正常使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法，包括以下步骤：
步骤A，获取充电机当前的工作状态，如果为空闲状态则每隔一定时间执行步骤B，如果为充电状态则在结束充电时执行步骤C；
步骤B，获取充电枪的当前状态，如果是未与车辆连接则执行步骤B.1，如果是已与车辆连接且未开始充电则执行步骤B.2；
步骤B.1，控制充电枪中的电子锁上锁；
如果检测到电子锁为上锁状态则控制电子锁解锁并返回步骤A，
如果检测到电子锁仍然为解锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度，则发出报警信号；
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，控制电子锁上锁同时对电子锁进行加热并检测电子锁的状态，当检测到电子锁为上锁状态时控制电子锁解锁、停止对电子锁加热并返回步骤A，如果在一定时间内检测到电子锁仍然为解锁状态则停止加热并发出报警信号；
步骤B.2，控制充电枪中的电子锁上锁，如果检测到电子锁为上锁状态则开启充电流程，如果检测到电子锁仍然为解锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度则发出报警信号并停止充电流程；
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，控制电子锁上锁的同时对电子锁进行加热并检测电子锁的状态，当检测到电子锁为上锁状态时停止对电子锁加热并开启充电流程，如果在一定时间内检测到电子锁仍然为解锁状态则停止加热、发出报警信号并停止充电流程；
步骤C，控制充电枪中的电子锁进行解锁动作，如果检测到电子锁为解锁状态则提示拔出充电枪，如果检测到电子锁仍然为上锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度则发出报警信号；如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度则控制电子锁解锁同时对电子锁进行加热并检测电子锁的状态，当检测到电子锁为解锁状态时停止对电子锁加热，提示拔出充电枪，如果在一定时间内检测到电子锁仍然为上锁状态则停止加热并发出报警信号。
本发明的有益效果是：1、加热方式简单易实现、成本低，具有相当可观的产业利用价值；2、仅对充电枪电子锁杆本身进行加热，从而直接解决电子锁因结冰凝结失效的问题，并不会加热整个充电枪，影响用户的手感；3、在‘启动充电’和‘停止充电’这两个阶段分别提供了两种方式（加热预判处理、加热即时处理）来解决充电枪电子锁在低温潮湿的环境中因结冰凝结失效的问题，多种处理方式供用户选择，充分解决问题；4、本发明仅在‘插枪启动充电’和‘充电结束拔枪’这两个流程中对充电枪电子锁进行加热处理，能够合理、有效地节省电能、提高效率、方便用户。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法的原理示意图；
图2是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中在电子锁上锁后充电枪的结构示意图；
图3是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中在电子锁解锁后充电枪的结构示意图；
图4是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中电加热丝与锁杆的安装示意图；
图5是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中在充电机空闲时的工作流程图；
图6是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中充电枪与车连接问准备充电时的工作流程图；
图7是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中以计时、计费和计电量方式充电结束时的工作流程图；
图8是本发明低温潮湿环境下充电桩的充电方法中以即充即用方式充电结束时的工作流程图。
在附图中：1是充电枪，2是充电机，3是电子锁，3-1是锁杆，4是电加热丝，5是温度传感器，6是湿度传感器，7是信息采集单元，8是控制单元。
具体实施方式
参见附图1-4，本发明的关键在于：在电子锁3中锁杆3-1内设有电加热丝4，在充电枪内设有温度传感器5和湿度传感器6，在充电机2内设有用于收集电子锁状态信息、温度信息和湿度信息的信息采集单元7和与信息采集单元7相连的用于控制电子锁3动作以及电加热丝4对锁杆3-1加热的控制单元8，电子锁3的信号端、温度传感器5和所述湿度传感器6与信息采集单元7相连，电子锁3的控制端和电加热丝4与控制单元8相连。
具体地，参见附图1和4，电子锁3本身自带控制线Lock+、Lock-，信号检测线S+、S-。电子锁3中的锁杆3-1上位于充电枪内的部分设有长槽，电加热丝4固定在长槽内并与锁杆内壁相差一定的距离，并将电加热丝3两端R+、R-引出。电加热丝4优选为环形结构以增加其散热面积。
信息采集单元7和控制单元8均安装在充电机2内部，且信息采集单元7与控制单元8互相连接并传输信号。
充电枪电子锁3本身的信号检测线S+、S-，温度传感器5、湿度传感器6的信号线，通过充电枪与充电机连接线—信号线与充电机2的信息采集单元7连接。信息采集单元7除了实时采集单元采集并处理当前空气的温度、湿度、充电枪电子锁3当前的状态（上锁/解锁）、充电枪当前的状态（是否与车连接），还采集充电机2当前的工作状态（空闲/充电结束）。
电子锁3本身的控制线Lock+、Lock-，电加热丝4两端R+、R-通过充电枪与充电机连接线—控制线与充电机2的控制单元8连接。控制单元8用于根据信息采集单元7的信息处理结果确定是否控制加热单元对电子锁3进行加热、是否控制电子锁3上锁/解锁以及充电流程的开启和停止。
温度传感器5和湿度传感器6固定在充电枪1的绝缘外壳上（非把手位置、非插头位置）。
本发明的加热原理如下：给电加热丝4两端施加电压，电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，从而产生热量。因为电加热丝4固定在电子锁锁杆3-1机械联动部分（非裸露在外的部分）内部半中空的位置，根据热传导，整个电子锁锁杆3-1被加热，由此可以解决因水汽从电子锁杆缝隙进入，在低温下电子锁机械联动部分会凝结而导致电子锁失效的问题；被加热融化后的水量会随着电子锁杆的高温而蒸发，从而不会对电子锁内部结构造成其它损坏。
本发明的一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法，包括以下步骤。
步骤A，获取充电机2当前的工作状态，如果为空闲状态则每隔一定时间执行步骤B，如果为充电状态则在结束充电时执行步骤C。因为充电机2在空闲或者充电过程中充电枪1上的电子锁3均会保持解锁或上锁这一稳定状态。
步骤B，获取充电枪1的当前状态，如果是未与车辆连接则执行步骤B.1，如果是已与车辆连接且未开始充电则执行步骤B.2。
见附图5，步骤B.1，控制充电枪1中的电子锁3进行上锁动作，如果检测到电子锁3为上锁状态则说明电子锁3工作正常，然后控制电子锁3进行解锁动作并返回步骤A。
如果检测到电子锁3仍然为解锁状态则需要将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度（如-3℃）和湿度（如78%）进行比较，以判断是否电子锁3在低温潮湿环境下发生凝结或者是本身损坏而无法正常工作。
如果未达到预设的温度和湿度（即当前空气温度高于预设值、当前空气湿度低于预设值），电子锁3仍无法上锁，则发出报警信号，说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
如果到达预设的温度（当前空气温度低于预设值）和湿度（当前空气湿度超过预设值），首先进行电子锁3上锁检测，如果能正常上锁，解锁后并返回步骤A，如果上锁失败则每隔30s控制电子锁3上锁的同时对电子锁3进行加热并检测电子锁3的状态，当检测到电子锁3由解锁状态变为上锁状态时控制电子锁3解锁、停止对电子锁3的加热并返回步骤A。此时说明电子锁3失效原因是因为低温潮湿环境下的凝结。
如果在一定时间内（如5分钟）检测到电子锁3仍然为解锁状态则停止加热并发出报警信号，此时说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
进一步的，考虑到加热电子锁3后，其内部凝结的冰会融化成水（虽然量少），为防止水在低温下再次凝结，在加热并在检测到电子锁3上锁后，再持续加热1分钟再停止加热，以保证融化后的水完全蒸发出去。
见附图6，步骤B.2，此时充电枪1与车辆已连接，在接收到充电命令后，控制充电枪1中的电子锁3上锁，如果检测到电子锁3为上锁状态则在控制单元8的控制下开启充电流程，如果检测到电子锁3仍然为解锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较（以判断是否电子锁3在低温潮湿环境下发生凝结或者是本身损坏）。
如果未达到预设的温度和湿度且电子锁3仍无法上锁，则在控制单元8控制下发出报警信号并停止充电流程，此时说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，则每隔30s控制电子锁3上锁的同时开始对电子锁3进行加热并检测电子锁3的状态，当检测到电子锁3为上锁状态时在控制单元8控制下停止对电子锁3加热然后开启充电流程。此时说明电子锁3失效是因为低温潮湿环境下的凝结。
如果电子锁3一直被加热且在一定时间（如5分钟）内其状态始终为解锁状态，则在控制单元8控制下停止加热、发出报警信号并停止充电流程，此时说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
步骤C，控制充电枪1中的电子锁3进行解锁动作，如果检测到电子锁3为解锁状态则提示（语言或者信号提示）拔出充电枪1并放至指定处，如果检测到电子锁3仍然为上锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较（以判断是否电子锁3在低温潮湿环境下发生凝结或者是本身损坏），如果未达到预设的温度和湿度且电子锁3仍无法解锁，则发出报警信号，说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，则每隔30s控制电子锁3解锁同时对电子锁3进行加热并检测电子锁3的状态，当检测到电子锁3为解锁状态时，停止电子锁3加热时提示拔出充电枪1。此时说明电子锁3的失效原因是因为低温潮湿环境下的凝结。
如果电子锁3一直被加热且在一定时间（如5分钟）内其状态始终为上锁状态，则停止加热并发出报警信号，说明电子锁3失效的原因并非电子锁3结冰凝结，需寻找其它故障原因做处理。
参见附图7，根据充电形式计算充电时间，如果是以计费、计时、计电量等方式结束充电，在充电结束前10分钟检测当前空气的温度和湿度并与预设的加热电子锁3的温度和湿度比较判断是否达到加热条件，如果是则对电子锁3进行加热直到充电结束。
参见附图8，如果是以即充即用的形式充电，则在充电结束时直接执行步骤C。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种低温潮湿环境下充电桩的充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，获取充电机（2）当前的工作状态，如果为空闲状态则每隔一定时间执行步骤B，如果为充电状态则在结束充电时执行步骤C；
步骤B，获取充电枪（1）的当前状态，如果是未与车辆连接则执行步骤B.1，如果是已与车辆连接且未开始充电则执行步骤B.2；
步骤B.1，控制充电枪（1）中的电子锁（3）上锁；
如果检测到电子锁（3）为上锁状态则控制电子锁（3）解锁并返回步骤A，
如果检测到电子锁（3）仍然为解锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度，则发出报警信号；
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，控制电子锁（3）上锁同时对电子锁（3）进行加热并检测电子锁（3）的状态，当检测到电子锁（3）为上锁状态时控制电子锁（3）解锁、停止对电子锁（3）加热并返回步骤A，如果在一定时间内检测到电子锁（3）仍然为解锁状态（B）则停止加热并发出报警信号；
步骤B.2，控制充电枪（1）中的电子锁（3）上锁，如果检测到电子锁（3）为上锁状态则开启充电流程，如果检测到电子锁（3）仍然为解锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度则发出报警信号并停止充电流程；
如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度，控制电子锁（3）上锁的同时对电子锁（3）进行加热并检测电子锁（3）的状态，当检测到电子锁（3）为上锁状态时停止对电子锁（3）加热并开启充电流程，如果在一定时间内检测到电子锁（3）仍然为解锁状态则停止加热、发出报警信号并停止充电流程；
步骤C，控制充电枪（1）中的电子锁（3）进行解锁动作，如果检测到电子锁（3）为解锁状态则提示拔出充电枪（1），如果检测到电子锁（3）仍然为上锁状态则将当前空气的温度和湿度与预设的加热电子锁的温度和湿度进行比较，如果未达到预设的温度和湿度则发出报警信号；如果当前空气温度低于预设的温度、当前空气湿度超过预设的湿度则控制电子锁（3）解锁同时对电子锁（3）进行加热并检测电子锁（3）的状态，当检测到电子锁（3）为解锁状态时停止对电子锁（3）加热，提示拔出充电枪（1），如果在一定时间内检测到电子锁（3）仍然为上锁状态则停止加热并发出报警信号。
2.根据权利要求1所述的低温潮湿环境下充电桩的充电方法，其特征在于，在步骤C中，根据充电形式计算充电时间，在充电结束前10分钟检测当前空气的温度和湿度并与预设的加热电子锁（3）的温度和湿度比较判断是否达到加热条件，如果是则对电子锁（3）进行加热直到充电结束。
3.根据权利要求1或2所述的低温潮湿环境下充电桩的充电方法，其特征在于，在所述电子锁（3）中锁杆（3-1）内设有电加热丝（4），在所述充电枪内设有温度传感器（5）和湿度传感器（6），在充电机（2）内设有用于收集电子锁状态信息、温度信息和湿度信息的信息采集单元（7）和与所述信息采集单元（7）相连的用于控制所述电子锁（3）动作以及所述电加热丝（4）对所述锁杆（3-1）加热的控制单元（8），所述电子锁（3）的信号端、所述温度传感器（5）和所述湿度传感器（6）与所述信息采集单元（7）相连，所述电子锁（3）的控制端和所述电加热丝（4）与所述控制单元（8）相连。
4.根据权利要求3所述的低温潮湿环境下充电桩的充电方法，其特征在于，在所述锁杆（3-1）上位于所述充电枪内的部分设有长槽，所述电加热丝（4）固定在所述长槽内。
5.根据权利要求3所述的低温潮湿环境下充电桩的充电方法，其特征在于，所述温度传感器（5）和所述湿度传感器（6）固定在所述充电枪（1）的绝缘外壳上。
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