CN112810475A - 一种充电枪接口设备和充电桩控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电枪接口设备和充电桩控制方法。该设备包括地接口、检测接口和电阻调节装置，所述电阻调节装置连接于所述地接口和所述检测接口之间，所述地接口适于与充电枪的设备地接口连接，所述检测接口适于与所述充电枪的CC1接口连接，当所述地接口与所述设备地接口连接且所述检测接口与所述CC1接口连接时，所述CC1接口处适于因所述电阻调节装置产生标定电压，以使与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。本发明的技术方案不仅工作效率高，还可有效避免对充电桩内部结构的损坏。

Description

一种充电枪接口设备和充电桩控制方法

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体而言，涉及一种充电枪接口设备和充电桩控制方法。

背景技术

新能源汽车的市占率越来越高，对充电的需求也相应提高，因此，近年来，建设了大量的充电桩，通过充电桩上的充电枪便可对新能源汽车进行充电。但是，充电桩需要不定期进行软件升级与数据拷贝等工作，此时，通常需要拆开充电桩的柜体，或者在充电桩的柜体上开设一个操作口并打开操作口进行操作，这样不仅工作效率较低，还容易对充电桩造成损坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种充电枪接口设备和充电桩控制方法。

第一方面，本发明提供了一种充电枪接口设备，该设备包括地接口、检测接口和电阻调节装置，所述电阻调节装置连接于所述地接口和所述检测接口之间，所述地接口适于与充电枪的设备地接口连接，所述检测接口适于与所述充电枪的CC1接口连接，当所述地接口与所述设备地接口连接且所述检测接口与所述CC1接口连接时，所述CC1接口处适于因所述电阻调节装置产生标定电压，以使与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

进一步，该接口设备还包括通信接口和控制模块，所述控制模块与所述通信接口连接，所述通信接口适于与所述充电枪的数据接口连接，当所述充电桩进入所述标定模式时，所述充电桩适于通过所述数据接口和所述通信接口进行数据传输。

进一步，该接口设备还包括外接数据接口，所述通信接口与所述外接数据接口连接。

进一步，所述通信接口包括CANH接口和CANL接口，所述CANH接口适于与所述充电枪的S+接口连接，所述CANL接口适于与所述充电枪的S-接口连接。

进一步，所述电阻调节装置包括至少一个电阻，当包括多个所述电阻时，多个所述电阻适于并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

进一步，所述电阻调节装置还包括至少一个开关，至少一个所述电阻与所述开关并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

进一步，所述电阻调节装置的等效电阻包括多个不同的阻值，以使所述CC1接口处产生多个不同的所述标定电压。

进一步，所述标定电压小于4V，或者，大于4V且小于6V，或者，大于6V且小于12V，或者，大于12V。

进一步，所述地接口、所述检测接口和所述通信接口的结构均符合GB/T20234。

第二方面，本发明提供了一种充电桩控制方法，基于如上所述的充电枪接口设备，该方法包括：

当所述充电枪接口设备与充电枪连接，且所述充电枪的CC1接口检测到标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

进一步，所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当所述充电枪的CC1接口按照时间顺序先后检测到不同的所述标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入所述标定模式。

进一步，所述标定电压包括多个不同的标定电压值；所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当检测到不同的所述标定电压值时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入与所述标定电压值对应的所述标定模式。

本发明提供的充电枪接口设备和充电桩控制方法的有益效果是，在充电枪空闲时，将接口设备直接与充电枪连接，通过接口设备的地接口、检测接口和电阻调节装置可以导通充电桩的设备地接口和CC1接口，使CC1接口处产生一个标定电压，充电桩可基于此标定电压进入拷贝模式、软件升级模式和调试模式等非充电模式，从而完成相应功能，不需要拆开充电桩的柜体或者在柜体上开设操作口，也就是不会破坏充电桩的机械结构，也不影响充电枪的归位检测。不仅工作效率高，还可有效避免对充电桩内部结构的损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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1为现有技术中充电桩与电动汽车的连接示意图。

图2为本发明实施例的充电枪接口设备的结构示意图；

图3为本发明实施例的充电枪接口设备的连接结构示意图；

图4为本发明实施例的充电枪接口设备的连接结构示意图；

图5为本发明实施例的充电枪接口设备的结构示意图；

图6为本发明实施例的电阻调节装置的电路结构示意图；

图7为本发明实施例的充电桩控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

首先以图1所示的现有技术进行说明，其为GB/T18487中直流充电控制导引原理图，为目前最为普遍的电动汽车充电方式之一。其中，图1中包括处于充电连接状态的电动汽车部分以及充电桩部分，右侧的标示为电动汽车的方框以及中间的标示为车辆接口的方框右半部分(以R3和R4之间的虚线为界)表示电动汽车相应电路，左侧的标示为非车载充电机的方框以及中间的标示为车辆接口的方框左半部分表示充电桩相应电路，其中，由于充电枪为充电桩的一部分，图1中间的标示为车辆接口的方框左半部分(R2、R3所在处)可视为充电枪相应电路，也就是充电枪插入电动汽车充电接口后，共同组成图1中标示为车辆接口的方框。

当充电枪插入电动汽车充电接口进行充电时，由于R4的作用，充电枪的CC1接口处会产生一个电压，通常为12V、6V或4V，当检测到此电压时，充电桩将开始向电动汽车进行充电。

但是，由于电动汽车等软硬件均会升级，相应地，充电桩也要不定期进行软件升级与数据拷贝等操作，以适用多种电动汽车。不过目前通常需要拆开充电桩的柜体才能进行相应操作，或者至少在充电桩的柜体上开设一个操作口并打开操作口才能进行相应操作，这样不仅工作效率较低，还容易对充电桩内部结构造成损坏。

如图2所示，本发明实施例的一种充电枪接口设备，以下简称接口设备，该接口设备包括地接口(可命名为GND(PE)接口)、检测接口(可命名为与充电桩对应的CC1接口)和电阻调节装置，所述电阻调节装置连接于所述地接口和所述检测接口之间，所述地接口适于与充电枪的设备地接口连接，所述检测接口适于与所述充电枪的CC1接口连接，当所述地接口与所述设备地接口连接且所述检测接口与所述CC1接口连接时，所述CC1接口处适于因所述电阻调节装置产生标定电压，以使与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

具体地，在充电枪闲置时，也就是在不充电状态时，可将接口设备插在充电枪上，此时，接口设备的地接口与充电枪的设备地接口连接，接口设备的检测接口与充电枪的CC1接口连接，且由于电阻调节装置的作用，充电枪的CC1接口将检测到一个标定电压，换言之，电阻调节装置可使CC1接口处产生一个不同于进入充电模式的电压，此时，与充电枪连接的充电桩可进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式，其中，数据拷贝模式和软件升级模式为充电桩需要与外界进行数据交互的模式，调试模式为充电桩不需要与外界进行数据交互的模式。需要注意的是，标定模式还可以包括其他非充电模式。本接口设备基于CC1接口的特点，通过电阻调节装置改变CC1接口处的电压以使充电桩进入非充电模式，充分利用了CC1接口，不但不需要改变充电桩现有结构，还能丰富使用功能。

在本实施例中，在充电枪空闲时，将接口设备直接与充电枪连接，通过接口设备的地接口、检测接口和电阻调节装置可以导通充电桩的设备地接口和CC1接口，使CC1接口处产生一个标定电压，充电桩可基于此标定电压进入拷贝模式、软件升级模式和调试模式等非充电模式，从而完成相应功能，不需要拆开充电桩的柜体或者在柜体上开设操作口，也就是不会破坏充电桩的机械结构，也不影响充电枪的归位检测。不仅工作效率高，还可有效避免对充电桩内部结构的损坏。

可选地，该接口设备还包括通信接口和控制模块，所述控制模块与所述通信接口连接，所述通信接口适于与所述充电枪的数据接口连接，当所述充电桩进入所述标定模式时，所述充电桩适于通过所述数据接口和所述通信接口进行数据传输。

具体地，当充电桩进入数据拷贝模式和软件升级模式等需要与外界进行数据交互的模式时，其可通过自身的数据接口及接口设备的通信接口实现与外接设备的数据传输，从而实现相应功能。

在本实施例中，通过接口设备的通信接口与充电桩自身的数据接口，可使充电桩与外接设备进行数据交互，从而实现数据拷贝和软件升级等功能，不需要拆除充电桩的柜体再引出相应线路实现相应功能，工作效率较高，且可有效保护充电桩结构。

可选地，该接口设备还包括外接数据接口，所述通信接口与所述外接数据接口连接。

具体地，如图3所示，当接口设备插在充电桩的充电枪上时，充电桩可进入标定模式，当标定模式为充电桩需要与外接设备进行数据交互时，通过外接数据接口接入接口设备的外接设备，例如U盘和电脑等可通过接口设备与充电桩进行数据交互，完成相应功能。其中，外接数据接口可选用USB、CAN、RS232和RS485等形式，可以直接使用，或者经转换后使用，以丰富外接设备的类型，实现更多数据交互功能。

在本实施例中，外接设备可通过外接数据接口直接接入接口设备，进而与充电桩进行数据交互，以实现数据拷贝和软件升级等功能，不需要拆除充电桩的柜体再引出相应线路实现相应功能，工作效率较高，且可有效保护充电桩结构。

可选地，如图4所示，所述通信接口包括CANH接口和CANL接口，所述CANH接口适于与所述充电枪的S+接口连接，所述CANL接口适于与所述充电枪的S-接口连接。需要注意的是，由于图4中左侧未示部分为现有技术中的非车载充电机相关电路，且图1中已展示，故图4中并未重复展示。

具体地，由于充电枪本身具有作为数据接口的CAN接口，即S+接口和S-接口，可将接口设备的通信接口设置为CANH接口和CANL接口分别与之对应，这样在将接口设备插在充电枪上，且充电桩进入标定模式时，若充电枪CAN接口空闲，则可通过S+接口、S-接口与CANH接口、CANL接口进行高速的双向数据传输。

另外，需要注意的是，由于需要实现CAN协议，该接口设备还包括控制模块，控制模块可选用单片机实现，成本较低，且易于调试。CANH接口和CANL接口均与控制模块连接，接口设备的其他接口也可与该控制模块连接。

在本实施例中，不需要改变充电桩和充电枪的现有结构，在接口设备上设置与之匹配的CANH接口和CANL接口便可实现充电桩与外接设备的双向数据传输，工作效率较高。

可选地，所述地接口(外接设备的PE接口)、所述检测接口(外接设备的CC1接口)和所述通信接口，即CANH接口和CANL接口的结构均符合GB/T20234。换言之，如图5所示，接口设备的机械结构符合GB/T20234中关于车辆插座直流接口的规定，CANH接口和CANL接口位于九针接口中第一排接口的左右两侧，PE接口位于第二排接口的中间位置，PE接口位于第三排接口的中间位置。这样直流充电枪可以直接接入本接口设备并紧固连接，且本接口设备可通过充电枪连接充电桩内部的CAN接口，其中，接口设备的检测接口，或者说CC1接口符合GB/T18487的相关规定。

可选地，该接口设备还包括内置电源，当充电桩可为接口设备提供电源时，则采用外部供电形式，当充电桩不可为接口设备提供电源时，则采用内部供电形式。内置电源可连接于图5中九针接口中第三排接口的左右两侧。

可选地，所述电阻调节装置包括至少一个电阻，当包括多个所述电阻时，多个所述电阻适于并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

具体地，电阻调节装置位于接口设备的地接口和检测接口之间，当将接口设备插在充电枪上时，由于电阻调节装置的分压作用，充电枪的CC1接口处将检测到一个标定电压，以使充电桩进入标定模式。为了产生标定电压，电阻调节装置可以仅包括一个特定阻值的电阻，也可以包括多个电阻，由多个电阻进行串联和/或并联，以使CC1接口处产生标定电压。另外，标定电压可以有多个值，或者说，电阻调节装置可以使CC1接口处产生多个不同的标定电压值。

如图6中(a)所示，电阻调节装置可包括至少三个电阻R，各电阻并联接入地接口(即GND(PE)接口)、检测接口(即CC1接口)之间。其中，图中第二电阻和第三电阻之间的虚线表示二者之间还可设置至少一个电阻。

在本实施例中，通过电阻的分压作用，使CC1接口处可以检测到标定电压，进而使充电桩进入标定模式，这样电阻调节装置的结构简单，实现成本较低，且易于维修更换。

可选地，所述电阻调节装置还包括至少一个开关，至少一个所述电阻与所述开关并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

具体地，电阻调节装置还可包括开关，开关可仅与一个电阻串联，也可以分别与每个电阻串联，还可与经并联后的部分电阻串联。如图6中(b)所示，电阻调节装置包括一个电阻R和一个开关K，二者串联。如图6中(c)所示，电阻调节装置包括多个电阻R和多个开关K，各电阻K和对应的开关K分别串联。如图6中(d)所示，电阻调节装置包括多个电阻R和多个开关K，且开关K的数量小于电阻R的数量，各开关K分别与一个对应的电阻R串联，部分电阻R并不与开关K串联。

通过开关的设置，可以在接口设备插在充电枪上后，手动拨动开关以使CC1接口处检测到标定电压。另外，多个电阻与开关的设置，可以实现CC1接口处检查到多个不同的标定电压，例如，可设置如下规则，当先检测到第一电压(闭合第一开关且断开第二开关)，再检测到第二电压(闭合第二开关且断开第一开关)后，才驱动充电桩进入标定模式，这样可以让充电桩准确识别，避免单一电压可能引起的误识别操作。又例如，可设置如下规则，当检测到第一电压时，进入第一模式，比如数据拷贝模式，当检测到第二电压时，进入第二模式，比如软件升级模式，这样可以通过操作开关使CC1接口处检测到不同的标定电压，从而驱动充电桩进入多种标定模式，提高外界设备应用的丰富性。

需要注意的是，图6中仅为电阻调节装置的部分示例性示意图，电阻调节装置还可为包括电阻和/或开关的其他形式。

在本实施例中，通过开关可以使电阻调节装置的等效电阻包括多个不同的阻值，也就是可以使CC1接口处可以检测到多个标定电压值，进而通过规则设置，使充电桩可以更准确地识别接口设备以避免误操作，或者使充电桩可以进入多种标定模式，通过接口设备实现的功能更加丰富。

可选地，所述电阻调节装置的等效电阻包括多个不同的阻值，以使所述CC1接口处产生多个不同的所述标定电压。

具体地，电阻调节装置还可由其他电学元器件组成，只要可以使CC1接口处产生相应的标定电压即可。

可选地，所述标定电压小于4V，或者，大于4V且小于6V，或者，大于6V且小于12V，或者，大于12V。

具体地，在电动汽车通过充电桩进行充电时，根据例如GB/T18487，充电桩CC1接口处的电压为4V、6V或12V。因此，可将本实施例中驱动充电桩进入标定模式的标定电压设置为不同于上述三个值的电压值，例如2V、1V等。更具体而言，当电阻调节装置的等效电阻为250欧姆时，则接口设备插在充电枪上时，CC1接口处的电压为2V，由于2V为预设的标定电压，此时充电桩可进入非充电的标定模式。

另外，由于电阻调节装置的等效电阻可以调节，CC1接口处的电压还可以为1V或其他标定值，从而使充电桩可进入其他标定模式，例如2V时进入数据拷贝模式，1V时则进入软件升级模式。不同的标定电压可以使充电桩进入不同的标定模式，其根据CC1接口处的电压值自动选择相应状态，相应地，充电桩内部的程序可以提前设定好。

在本实施例中，当接口设备插在充电枪上时，CC1接口处会检测到不同于4V、6V或12V的标定电压，从而不会驱动充电桩进入充电模式，而是进入数据拷贝和软件升级等标定模式，并不会与正常充电模式相冲突，也可充分利用充电枪的空闲时间完成标定模式的相应功能。

在本发明另一实施例中，一种充电桩控制方法，基于如上所述的充电枪接口设备，该方法包括如下步骤：

当所述充电枪接口设备与充电枪连接，且所述充电枪的CC1接口检测到标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

可选地，所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当所述充电枪的CC1接口按照时间顺序先后检测到不同的所述标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入所述标定模式。

具体地，在接口设备插在充电枪上后，可通过例如开关等改变电阻调节装置的等效电阻，以使CC1接口处分时检测到不同的标定电压。例如，基于预设规则，当先检测到第一电压(例如通过闭合第一开关且断开第二开关使CC1接口处的电压为2V)，再检测到第二电压(例如通过闭合第二开关且断开第一开关使CC1接口处的电压为1V)后，则确认充电桩与接口设备进行了有效连接，可以驱动充电桩进入标定模式。这样可以让充电桩准确识别，避免单一电压可能引起的误识别操作。

可选地，所述标定电压包括多个不同的标定电压值；所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当检测到不同的所述标定电压值时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入与所述标定电压值对应的所述标定模式。

具体地，如图7所示，当充电桩处于待机状态时，可将接口设备连接至充电枪上，此时可通过例如开关等改变电阻调节装置的等效电阻，使充电桩检测到CC1接口处的标定电压，或者说特定CC1电压，充电桩程序将根据CC1电压进行程序调整，其中，充电桩程序事先设置于充电桩内。基于程序预设规则，当CC1电压为电压1时，例如为10V时，充电桩进入调试模式；当CC1电压为电压2时，例如为2V时，充电桩进入升级模式，此时充电桩可从外接设备进行软件功能升级；当CC1电压为电压3时，例如为1V时，充电桩进入数据拷贝模式，此时充电桩可通过充电枪的CAN总线接口把数据传输至所述接口设备并与外接设备连接，达到拷贝数据的目的。当接口设备脱离充电枪后，充电桩重新进入待机状态。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种充电枪接口设备，其特征在于，包括地接口、检测接口和电阻调节装置，所述电阻调节装置连接于所述地接口和所述检测接口之间，所述地接口适于与充电枪的设备地接口连接，所述检测接口适于与所述充电枪的CC1接口连接，当所述地接口与所述设备地接口连接且所述检测接口与所述CC1接口连接时，所述CC1接口处适于因所述电阻调节装置产生标定电压，以使与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

2.根据权利要求1所述的充电枪接口设备，其特征在于，还包括通信接口和控制模块，所述控制模块与所述通信接口连接，所述通信接口适于与所述充电枪的数据接口连接，当所述充电桩进入所述标定模式时，所述充电桩适于通过所述数据接口和所述通信接口进行数据传输。

3.根据权利要求2所述的充电枪接口设备，其特征在于，还包括外接数据接口，所述通信接口与所述外接数据接口连接。

4.根据权利要求2所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述通信接口包括CANH接口和CANL接口，所述CANH接口适于与所述充电枪的S+接口连接，所述CANL接口适于与所述充电枪的S-接口连接。

5.根据权利要求1所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述电阻调节装置包括至少一个电阻，当包括多个所述电阻时，多个所述电阻适于并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

6.根据权利要求5所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述电阻调节装置还包括至少一个开关，至少一个所述电阻与所述开关并联和/或串联接入所述地接口和所述检测接口之间。

7.根据权利要求1所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述电阻调节装置的等效电阻包括多个不同的阻值，以使所述CC1接口处产生多个不同的所述标定电压。

8.根据权利要求1所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述标定电压小于4V，或者，大于4V且小于6V，或者，大于6V且小于12V，或者，大于12V。

9.根据权利要求2所述的充电枪接口设备，其特征在于，所述地接口、所述检测接口和所述通信接口的结构均符合GB/T20234。

10.一种充电桩控制方法，其特征在于，基于如权利要求1至9任一项所述的充电枪接口设备，包括：

当所述充电枪接口设备与充电枪连接，且所述充电枪的CC1接口检测到标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式，所述标定模式包括数据拷贝模式、软件升级模式和调试模式。

11.根据权利要求10所述的充电桩控制方法，其特征在于，所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当所述充电枪的CC1接口按照时间顺序先后检测到不同的所述标定电压时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入所述标定模式。

12.根据权利要求10所述的充电桩控制方法，其特征在于，所述标定电压包括多个不同的标定电压值；所述驱动与所述充电枪连接的充电桩进入标定模式包括：

当检测到不同的所述标定电压值时，驱动与所述充电枪连接的充电桩进入与所述标定电压值对应的所述标定模式。

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