CN112816864A - 一种检测电路、检测方法及应用装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的检测电路、检测方法及应用装置,应用于直流充电技术领域,该电路包括第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块,第一检测模块和第三检测模块串联连接,形成串联支路,所得串联支路串联于正极母线开关的输出端以及负极母线开关的输出端之间,第二检测模块的一端与第一检测模块和第三检测模块的串联连接点相连,另一端与正极母线开关的输入端或者负极母线开关的输入端相连,第一检测模块和第三检测模块的连通状态可控。检测人员可根据母线开关的连通状态,配合对第一检测模块和第三检测模块连通状态的控制,改变各检测模块之间的连接关系,进而改变各检测模块对应的电压,与现有技术相比,电路结构更为简化。
Description
技术领域
本发明涉及直流充电技术领域,特别涉及一种检测电路、检测方法及应用装置。
背景技术
在现有技术中,直流充电桩内向电动汽车输出电能的直流母线上串联于母线开关,具体包括正极母线开关和负极母线开关,相应的,电动汽车充电接口内部也设置有相应的接口开关,在电动汽车的充电接口与直流充电桩连接后,通过母线开关与接口开关的配合控制,即可实现直流充电桩向电动汽车的动力电池充电。
根据新能源汽车领域内相关行业标准规定,在对电动汽车进行充电前,需要测量动力电池的电池电压,同时,还需要对母线开关是否发生粘连进行检测,进而确保充电过程的可靠进行。
为满足这一要求,现有应用中的直流充电桩内大都设置有独立的粘连检测电路和电池电压测量电路。但是,发明人研究发现,母线开关的粘连检测和电池电压测量的基本原理是类似的,分别设置独立的粘连检测电路和电池电压测量电路,无疑会增加直流充电桩的生产成本。
发明内容
本发明提供一种检测电路、检测方法及应用装置,开关粘连检测和电池电压测量通过同一路检测电路实现,电路结构简化,减少检测电路的设置数量,进而降低直流充电桩的生产成本。
为实现上述目的,本申请提供的技术方案如下:
第一方面,本发明提供一种检测电路,包括:第一检测模块、第二检测模块,以及第三检测模块,其中,
所述第一检测模块和所述第三检测模块串联连接,形成串联支路;
所述串联支路串联于正极母线开关的输出端以及负极母线开关的输出端之间;
所述第二检测模块的一端与所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点相连;
所述第二检测模块的另一端与所述正极母线开关的输入端相连,或者,与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第一检测模块和所述第三检测模块的连通状态可控。
可选的,所述第一检测模块与所述正极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述负极母线开关的输出端相连。
可选的,所述第一检测模块与所述负极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述正极母线开关的输出端相连。
可选的,所述第一检测模块与所述负极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述正极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述正极母线开关的输出端相连。
可选的,所述第一检测模块包括串联连接的第一采样电阻、第一分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括串联连接的第二采样电阻和第二分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第三分压电路和分压开关。
可选的,所述第一检测模块包括串联连接的第四分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括串联连接的第三采样电阻和第五分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第六分压电路和分压开关。
可选的,所述第一检测模块包括串联连接的第四采样电阻、第七分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括第八分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第九分压电路和分压开关。
可选的,本发明第一方面提供的检测电路,还包括:选择开关,其中,
所述选择开关的第一端与所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点相连;
所述选择开关的第二端与保护地相连。
可选的,在以所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点为参考地的情况下,所述选择开关的第一端与电源地相连。
可选的,本发明第一方面任一项提供的检测电路,还包括:至少一路用于采集检测模块电压的电压采集电路。
可选的,本发明第一方面提供的检测电路,还包括:控制器,其中,
所述控制器分别与所述第一检测模块、所述第三检测模块,以及所述电压采集电路相连;
所述控制器用于控制所述第一检测模块、所述第三检测模块、所述正极母线开关以及所述负极母线开关的连通状态,并根据所述电压采集电路反馈的检测电压完成检测。
第二方面,本发明提供一种检测方法,应用于本发明第一方面任一项所述的检测电路,所述方法包括:
获取检测指令,其中,所述检测指令指示待检测项目;
响应所述检测指令,控制母线开关以及所述检测电路处于与所述待检测项目对应的连通状态;
获取目标检测模块的检测电压,其中,所述目标检测模块为所述检测电路中的第一检测模块和第二检测模块中的至少一个;
根据所述检测电压以及所述检测电路中各检测模块的连接关系完成所述待检测项目的检测。
可选的,所述待检测项目包括直流母线的绝缘检测、母线开关的粘连检测,以及动力电池的电压检测。
第三方面,本发明提供一种充电桩,包括:至少一个充电模块和至少一个本发明第一方面任一项所述的检测电路,其中,
所述充电模块包括串联连接的充电电路、直流母线、正极母线开关和负极母线开关;
所述检测电路与所述充电模块相连。
可选的,在所述充电桩包括多个充电模块的情况下,各所述充电模块之间设置有功率分配开关;
各所述充电模块以及所述功率分配开关分别对应设置一所述检测电路。
可选的,针对任一所述充电模块,与所述充电模块相连的检测电路和与所述充电模块相连的任一功率分配开关对应的检测电路之间,共用一个检测模块。
可选的,在仅进行粘连检测的情况下,所述检测电路不包括选择开关。
第四方面,本发明提供一种充电站,包括:变压器、系统控制器,以及至少一台本发明第三方面任一项所述的充电桩,其中,
所述变压器的输入侧与交流电网相连,所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连;
所述系统控制器分别与各所述充电桩相连,所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。
本发明提供的检测电路中,第一检测模块和第三检测模块串联连接,形成串联支路,所得串联支路串联于正极母线开关的输出端以及负极母线开关的输出端之间,第二检测模块的一端与第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点相连,另一端与正极母线开关的输入端或者负极母线开关的输入端相连,并且,第一检测模块和第三检测模块的连通状态可控。
在基于本发明提供的检测电路进行正极母线开关和负极母线开关的粘连检测时,检测人员可根据母线开关的连通状态,配合对第一检测模块和第三检测模块连通状态的控制,改变各检测模块之间的连接关系,进而改变各检测模块对应的电压,相应的,根据检测模块反应的具体电压就可以判断母线开关是否有效动作,即判断是否发生粘连;进一步的,第一检测模块和第二检测模块设置于母线开关的下游,在母线开关断开且充电桩连接到动力电池的情况下,可以直接利用第一检测模块和第三检测模块测量动力电池的电池电压。因此,本发明提供的检测电路,可以分别实现开关粘连检测和电池电压测量,与现有技术相比,电路结构更为简化,能够减少检测电路的设置数量,进而降低直流充电桩的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述内的附图仅仅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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种检测电路的结构框图;
图2是本发明实施例提供的另一种检测电路的结构框图;
图3是本发明实施例提供的再一种检测电路的结构框图;
图4是本发明实施例提供的又一种检测电路的结构框图;
图5是本发明实施例提供的另一种检测电路的结构框图;
图6是本发明实施例提供的一种检测方法的流程图;
图7是本发明实施例提供的一种检测电路的电路拓扑图;
图8是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图;
图9是本发明实施例提供的再一种检测电路的电路拓扑图;
图10是本发明实施例提供的又一种检测电路的电路拓扑图;
图11是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图;
图12是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图;
图13是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图;
图14是本发明实施例提供的一种充电桩的结构框图;
图15是本发明实施例提供的另一种充电桩的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通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,都属于本申请保护的范围。
本发明实施例提供的检测电路包括:第一检测模块、第二检测模块,以及第三检测模块,其中,
第一检测模块和第三检测模块串联连接,形成串联支路,进一步的,所得串联支路串联于正极母线开关的输出端以及负极母线开关的输出端之间。在本发明提供的各个实施例中,正极母线开关是指串联于直流充电桩正极直流母线的母线开关,相应的,负极母线开关是指串联于直流充电桩负极直流母线的母线开关,而母线开关的输入端指的是靠近直流充电桩内充电电路一侧的连接端,母线开关的输出端指的是靠近动力电池一侧的连接端。
第二检测模块的一端与第一检测模块和第三检测模块的串联连接点相连,第二检测模块的另一端与正极母线开关的输入端相连,或者,第二检测模块的另一端还可以与负极母线开关的输入端相连。
更为重要的是,第一检测模块和第三检测模块的连通状态可控,具体的,二者可以根据检测需求处于断开状态或导通状态。进一步的,导通状态下的第一检测模块呈第一阻值,导通状态下的第三检测模块呈第二阻值,而第二检测模块则一直呈第三阻值。
需要说明的是,为便于描述,在后续内容中述及的检测开关,即指代本发明提供的检测电路中的第一检测模块、第二检测模块和第三检测模块中的任意一个或多个,相应的,正极母线开关和负极母线开关,则会简称为母线开关。根据上述内容可见,本发明提供的检测电路中,各检测模块与母线开关之间存在多种连接方式,并对应着不同的电路结构。
可选的,参见图1,图1是本发明实施例提供的一种检测电路的结构框图,在本实施例中,第一检测模块10与第三检测模块30串联之后,第一检测模块10与正极母线开关K1的输出端相连,相应的,第三检测模块30与负极母线开关K2的输出端相连。
第二检测模块20与负极母线开关K2的输入端相连。
可选的,参见图2,图2是本发明实施例提供的另一种检测电路的结构框图,在本实施例中,第一检测模块10与第三检测模块30串联连接后,第一检测模块10与负极母线开关K2的输出端相连,第三检测模块30与正极母线开关K1的输出端相连。
第二检测模块20与负极母线开关K2的输入端相连。
可选的,参见图3,图3是本发明实施例提供的再一种检测电路的结构框图,在本实施例中,第一检测模块10与第三检测模块30串联连接后,第一检测模块10与负极母线开关K2的输出端相连,第三检测模块30与正极母线开关K1的输出端相连。
第二检测模块20与正极母线开关K1的输入端相连。
结合上述任一实施例提供的检测电路的结构框图可知,在基于本发明提供的检测电路进行正极母线开关和负极母线开关的粘连检测时,检测人员可根据母线开关的连通状态,配合对第一检测模块和第三检测模块连通状态的控制,改变各检测模块之间的连接关系,进而改变各检测模块对应的电压,相应的,根据检测模块反应的具体电压就可以判断母线开关是否有效动作,即判断是否发生粘连;进一步的,第一检测模块和第二检测模块设置于母线开关的下游,在母线开关断开且充电桩连接到动力电池的情况下,可以直接利用第一检测模块和第三检测模块测量动力电池的电池电压。因此,本发明提供的检测电路,可以分别实现开关粘连检测和电池电压测量,与现有技术相比,电路结构更为简化,能够减少检测电路的设置数量,进而降低直流充电桩的生产成本。
进一步的,在直流充电桩的实际应用中,还要求对直流充电桩进行绝缘测试,而绝缘测试的实现原理与上述任一实施例中进行粘连检测的实现原理是类似的,因此,本发明在上述实施例的基础上,还提供能够实现绝缘检测、粘连检测和动力电池电压测量三种功能的检测电路。
可选的,参见图4,图4是本发明实施例提供的又一种检测电路的结构框图,在图1所示实施例的基础上,本实施例提供的检测电路还包括:选择开关S2。选择开关S2的第一端与第一检测模块10和第三检测模块30的串联连接点相连,选择开关S2的另一端与保护地相连。
如图4所述,R+表示正极直流母线DC+与保护地之间的绝缘电阻,R-表示负极直流母线DC-与保护地之间的绝缘电阻,进一步的,在图4所示实施例中,选择开关S2的第一端与电源地相连,使得第一检测模块10和第三检测模块30的串联连接点作为后续电压计算过程中的参考地。
可选的,参见图5,图5是本发明实施例提供的又一种检测电路的结构框图,在图5所示实施例中,选择开关S2的第一端并未与电源地连接,此种情况下,后续的电压计算过程,将以负极直流母线DC-作为参考地。
需要说明的是,对于参考地的选取,可以根据实际的测试需求灵活设置,并且,选择开关还可以应用于图2、图3所示实施例,以及基于本申请核心思想提出的其他检测电路结构之中,进而通过与各检测模块以及母线开关的连通状态的配合,实现绝缘检测。因此,在不超出本发明核心思想范围的前提下,所能够做出的具体电路结构的改变,同样属于本发明的保护范围。
可选的,考虑到检测电路使用的便利性,还可以在检测电路中设置至少一路用于采集检测模块电压的电压采集电路,通过电压采集电路可以直接获取得到相应检测模块的检测电压,能够进一步提高检测效率。
可选的,在上述任一实施例提供的检测电路中,还可以包括控制器。该控制器分别与第一检测模块、第三检测模块,以及前述电压采集电路相连,用于在检测过程中控制第一检测模块、第三检测模块、正极母线开关以及负极母线开关的连通状态,并根据电压采集电路反馈的检测电压完成检测。
基于上述各实施例提供的检测电路,本发明提供一种检测方法,通过对检测电路以及母线开关连通状态的控制,实现前述绝缘检测、粘连检测,以及动力电池的电压测量。该方法可应用于上述检测电路的控制器之中,如果检测电路中并未设置独立的控制器,则可应用于直流充电桩中的控制器。
可选的,参见图6,图6是本发明实施例提供的一种检测方法的流程图,在本实施例中,该流程可以包括:
S100、获取检测指令。
在实际应用中,检测指令大都来源于直流充电桩的控制系统,在直流充电桩上电、连接了待充电的充电对象,以及其他行业内规定的需要进行相关检测的情况下发出检测指令,通过该检测指令指示待检测项目。
需要说明的是,对于检测指令的具体形式、指示待检测项目的具体方式,以及检测指令来源,均可以参照现有技术实现,本发明对此不做具体限定。
具体的,待检测项目可以包括直流母线的绝缘检测、母线开关的粘连检测,以及动力电池的电压检测。在实际应用中,检测指令可以指示其中的一项,也可以指示其中的多项。
S110、响应检测指令,控制母线开关以及检测电路处于与待检测项目对应的连通状态。
基于上述各实施例提供的检测电路的电路结构可知,在进行不同检测项目的检测时,所涉及的检测电路的具体结构都是不同的,并且,在针对任一检测项目进行检测时,同样需要控制检测电路中各检测模块处于不同的连通状态,进而改变检测电路中各检测模块的串并联关系。对于确定的待检测项目而言,各实施例提供的检测电路都有相应的连通状态,由于这种连通状态是由电路结构决定的,因此,在确定了待检测项目以及具体的检测电路结构之后,在检测过程中,母线开关以及检测电路的连通状态都是可以确定的。
S120、获取目标检测模块的检测电压。
具体的,目标检测模块为检测电路中的第一检测模块和第二检测模块中的至少一个。在控制母线开关以及检测电路处于与待检测项目对应的连通状态之后,即可获取目标检测模块的检测电压。
S130、根据检测电压以及检测电路中各检测模块的连接关系完成待检测项目的检测。
在得到检测电压之后,即可根据所得检测电压以及检测电路中各检测模块的连接关系完成待检测项目的检测。
下面基于检测电路的具体电路结构,对上述检测方法的执行过程进行介绍:
可选的,参见图7,图7是本发明实施例提供的一种检测电路的电路拓扑图,该实施例提供的检测电路中,第一检测模块10包括串联连接的第一采样电阻r1、第一分压电路R1和检测开关S1;第二检测模块20包括串联连接的第二采样电阻r2和第二分压电路R2;第三检测模块30包括串联连接的第三分压电路R3和分压开关S3。
基于图7所示检测电路对母线开关K1和K2进行粘连检测时:
第一步:闭合S1并断开S3,在K1断开的情况下,如果第一采样电阻r1或第二采样电阻r2两侧有电压(所得电压可以反映出R1,R2,r1,r2之间电阻分压的关系),说明正极母线开关K1发生粘连,否则说明正极母线开关K1没有发生粘连。
第二步:如果第一采样电阻r1或第二采样电阻r2两侧没有电压,闭合正极母线开关K1。
第三步:控制负极母线开关K2断开,分压开关S3闭合,如果第一采样电阻r1两侧电压反映的是R1,R2,r1,r2之间的关系,说明负极母线开关K2没有粘连;相应的,如果第一采样电阻r1或者第二采样电阻r2两侧电压反映的是R1,R2,r1,r2,R3之间的关系,说明负极母线开关K2粘连。
可选的,参见图8,图8是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图,该实施例提供的检测电路中,各检测模块的具体构成与图7所示实施例的构成相同,此处不再赘述。
基于图8所示电路对母线开关K1和K2进行粘连检测时:
第一步:断开检测开关S1,闭合分压开关S3,在正极母线开关K1处于断开状态的情况下,如果第二采样电阻r2两侧有电压(电压反映出R3,R2,r2之间电阻分压的关系),说明正极母线开关K1发生粘连,否则判定K1没有发生粘连。
第二步:如果第二采样电阻r2两侧没有电压,控制正极母线开关K1闭合,控制负极母线开关K2断开。
第三步:控制检测开关S1以及分压开关S3闭合,如果第一采样电阻r1或第二采样电阻r2两侧电压反映的是R2,R3,r2之间的关系,说明负极母线开关K2没有粘连,相应的,如果第一采样电阻r1或者第二采样电阻r2两侧电压反映的是R1,R2,r1,r2,R3之间的关系,说明负极母线开关K2粘连。
可选的,参见图9,图9是本发明实施例提供的再一种检测电路的电路拓扑图,在图7所示实施例的基础上,本实施例提供的检测电路中还设置有选择开关S2,可以想到的是,在控制S2断开的情况下,图9所示实施例可以实现母线开关的粘连检测,具体的检测过程可以参照前述内容,下面主要对基于图9所示实施例进行绝缘检测的过程予以说明。
第一步,控制正极母线开关K1、负极母线开关K2闭合,当然,还需要控制直流充电桩输出一定的检测电压U。
第二步,控制第一检测模块10处于导通状态,即控制检测开关S1闭合,可得R+两端电压U+与R-两端电压U-的比例关系为:
第三步,控制第一检测模块10、第二检测模块20处于闭合状态,即控制检测开关S1、分压开关S3闭合,同时,控制选择开关S2闭合。可得R+两端电压U′+与R-两端电压U′-的比例关系为:
第四步,联合公式A1,A2,计算可得R+,R-的电阻值,即得到绝缘电阻值,完成绝缘检测。
可选的,参见图10,图10是本发明实施例提供的又一种检测电路的电路拓扑图,本实施例是对图9所示实施例的简化,在本实施例中,第一检测模块10包括串联连接的第四分压电路R4和检测开关S1,第二检测模块20包括串联连接的第三采样电阻r3和第五分压电路R5,第三检测模块30包括串联连接的第六分压电路R6和分压开关S3。
图10示出的U为母线电压,可以通过外接电路,或者通过上级控制系统的控制信息中获取,或者,通过R1-S1-R2-R2-r2回路反算得到。基于图10所示检测电路实现绝缘检测的过程为:
第一步,闭合选择开关S2、正极母线开关K1和负极母线开关K2,同时,断开检测开关S1和分压开关S3。可得如下电压比例关系:
其中,U2为只闭合选择开关S2情况下,R-两侧的电压。
第二步,闭合选择S2、检测开关S1、正极母线开关K1和负极母线开关K2,同时断开分压开关S3。可得如下电压比例关系:
其中,U22为只闭合选择开关S2和检测开关S1的情况下,R-两侧的电压。
第三步,闭合选择开关S2、检测开关S1、分压开关S3、正极母线开关K1和负极母线开关K2。可得如下电压比例关系:
其中,U23为闭合分压开关S3、选择开关S2和检测开关S1情况下,R-两侧的电压。
第四步,联合方程B1,B2,B3中的其中两个,计算可得R+,R-的电阻值,完成绝缘检测。
可选的,参见图11,图11是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图,本实施例是图9所示实施例的另一种简化电路,在本实施例中,第一检测模块10包括串联连接的第四采样电阻r4、第七分压电路R7和检测开关S1;第二检测模块20包括第八分压电路R8;第三检测模块30包括串联连接的第九分压电路R9和分压开关S3。基于本实施例提供的检测电路进行绝缘检测的过程可以如下:
第一步,闭合选择开关S2、检测开关S1、正极母线开关K1和负极母线开关K2,同时,断开分压开关S3,可得如下电压关系:
其中,母线电压U的获取,可参照图10所示实施例内容,此处不再复述。U1为闭合选择开关S2和检测开关S1情况下,R+两侧的电压。
第二步,闭合选择开关S2、检测开关S1、分压开关S3、正极母线开关K1和负极母线开关K2。可得如下电压比例关系:
其中,U11为闭合分压开关S3、选择开关S2和检测开关S1的情况下,R+两侧的电压。
第三步,联合方程C1和C2,计算可得R+,R-的电阻值,完成绝缘检测。
可选的,参见图12,图12是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图,本实施例提供的各检测模块的具体构成与图9所示实施例相同,改变的是各个检测模块与母线开关之间的连接关系,基于本实施例提供的检测电路进行绝缘检测的过程可以为:
第一步,控制正极母线开关K1、负极母线开关K2闭合,当然,还需要控制直流充电桩输出一定的检测电压U。
第二步,控制选择开关S2和分压开关S3闭合、控制检测开关S1断开,可得R+两端电压U+与R-两端电压U-的比例关系为:
第三步,控制检测开关S1、选择开关S2和分压开关S3闭合,可得R+两端电压U′+和R-两端电压U′-的比例关系为:
第四步,联合公式D1,D2,计算可得R+,R-的电阻值,完成绝缘检测。
可选的,参见图13,图13是本发明实施例提供的另一种检测电路的电路拓扑图,本实施例提供的各检测模块的具体构成与图9所示实施例相同,改变的是各个检测模块与母线开关之间的连接关系,基于本实施例提供的检测电路进行绝缘检测的过程可以为:
第一步,控制正极母线开关K1、负极母线开关K2闭合,当然,还需要控制直流充电桩输出一定的检测电压U。
第二步,控制选择开关S2和分压开关S3闭合、控制检测开关S1断开,可得R+两端电压U+与R-两端电压U-的比例关系为:
第三步,控制检测开关S1、选择开关S2和分压开关S3闭合,可得R+两端电压U′+和R-两端电压U′-的比例关系为:
第四步,联合公式E1,E2,计算可得R+,R-的电阻值,完成绝缘检测。
进一步的,在上述任一实施例提供的检测电路,还可以实现动力电池电压测量的功能,在母线开关的输出端连接有动力电池的情况下,控制正极母线开关K1、负极母线开关K2处于断开状态,当然,如果检测电路中包括选择开关S2,选择开关S2也应处于断开状态,控制第一检测模块和第三检测模块处于导通状态,利用第一检测模块反馈的检测电压,并根据第一检测模块和第三检测模块之间已知的电阻比例关系,就可以反算得到电池电压。
综上所述,本发明任一实施例提供的检测电路可以实现两种及以上的检测功能,与现有技术相比,可以有效减少检测电路中元器件的使用数量,降低检测电路的实现成本,进而降低直流充电桩的设计成本。
可以想到的是,由于充电桩在实际工作过程中的母线电压较高,直接采集第一检测模块或第二检测模块的电压实现难度很大,因此,本发明上述各个实施例中,设置采样电阻和分压电阻,通过分压电阻降低采样电阻两端的电压,使得采样电阻两端的电压降低,进而使得现有技术中的电压采样电路可以顺利的采集到采样电阻电压,然后,进一步根据采样电阻和分压电阻之间的比例关系,反算得到检测模块或者其他线路整体的电压值,满足实际计算的需求。
可选的,本发明实施例还提供一种充电桩,包括:至少一个充电模块和至少一个上述任一项实施例提供的检测电路,其中,
对于任一充电模块而言,均包括串联连接的充电电路、直流母线、正极母线开关和负极母线开关。
检测电路与充电模块相连。至于检测电路与充电模块中具体构成部分的连接方式,可以参照前述内容实现,此处不再赘述。
在实际应用中,特别是直流充电桩包括两个及以上充电模块的情况下,各充电模块之间设置有功率分配开关,因此,作为一种可选的应用方式,各充电模块以及功率分配开关可以分别对应设置一检测电路,已实现对相应位置的检测。
可选的,对于包括多个充电模块的直流充电桩而言,不会同时对两个检测对象(充电模块或功率分配开关)进行绝缘检测、粘连检测或测量电池电压,因此,为了进一步降低直流充电桩的成本,检测电路可以共用部分检测模块。即针对任一充电模块而言,与充电模块相连的检测电路和与充电模块相连的任一功率分配开关对应的检测电路之间,可以共用一个检测模块。并且,在只进行粘连检测的情况下,检测电路中还可以省略选择开关的设置。
具体的,参见图14和图15,分别示出共用检测模块的可选实施方式。
基于图14所示的直流充电桩,进行粘连检测的过程为:
1)R11,S11,r11,R13,R12用于检测K11,K12粘连
判断逻辑:
充电电路2输出母线电压U用于进行粘连检测。
闭合S11,并控制K11断开,如果采样电阻r11两侧没有电压,说明K11没有粘连;
如果采样电阻r11两侧电压反映R11-r11-R12之间的分压关系,说明K11粘连,K12没有粘连;
如果采样电阻r11两侧电压反映R11-r11-R12-R13之间的分压关系,说明K11粘连,K12粘连。
2)R21,S21,r21,R23,R22用于检测K21,K22粘连
充电电路1启母线电压U,用于粘连检测。
闭合S21,软件控制K21断开,如果采样电阻r21两侧没有电压,说明K21没有粘连;
如果采样电阻r11两侧电压反映R21-r21-R22之间的分压关系,说明K21粘连,K22没有粘连;
如果采样电阻r11两侧电压反映R21-r21-R22-R23之间的分压关系,说明K21粘连,K22粘连;
3)R31,S31,r31,R12,R22用于检测K31,K32粘连
充电电路1启母线电压U,用于粘连检测。
闭合S31,软件控制K31断开,如果采样电阻r31两侧没有电压,说明K31没有粘连;
如果采样电阻r31两侧电压反映R31-r31-R22之间的分压关系,说明K31粘连,K32没有粘连;
如果采样电阻r31两侧电压反映R31-r31-R32-R12之间的分压关系,说明K31粘连,K32粘连。
基于图15所示的直流充电桩,进行粘连检测的过程为:
1)R11,S11,r11,R13,R12用于检测K11,K12粘连,检测过程与图14所示实施例中检测K11和K12的过程相同,此处不再赘述。
2)R21,S21,r21,R23,R22用于检测K21,K22粘连,检测过程与图14所示实施例中检测K21和K22的过程相同,此处不再赘述。
3)R31,S31,r31,R12,R22用于检测K31,K32粘连。
充电电路2启母线电压U,用于粘连检测。
闭合S31,控制K31断开,如果采样电阻r31两侧没有电压,说明K31没有粘连;
如果采样电阻r31两侧电压反映R31-r31-R22之间的分压关系,说明K31粘连,K32没有粘连;
如果采样电阻r31两侧电压反映R31-r31-R32-R12之间的分压关系,说明K31粘连,K32粘连。
本发明上述各个实施例提供的直流充电桩,可以基于检测电路实现粘连检测,与现有技术中基于母线开关辅助触点进行粘连检测的方法相比,不仅可以提高检测结果的准确度,同时,由于不再需要使用设置辅助触点的母线开关,因而,可以降低母线开关的选型成本。
进一步的,还可以对直流充电桩进行绝缘检测,并在需要时测量各充电模块相连的动力电池的电池电压。
可选的,本发明实施例还提供一种充电站,其特征在于,包括:变压器、系统控制器,以及至少一台上述任一项实施例提供的充电桩,其中,
所述变压器的输入侧与交流电网相连,所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连;
所述系统控制器分别与各所述充电桩相连,所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (18)
1.一种检测电路,其特征在于,包括:第一检测模块、第二检测模块,以及第三检测模块,其中,
所述第一检测模块和所述第三检测模块串联连接,形成串联支路;
所述串联支路串联于正极母线开关的输出端以及负极母线开关的输出端之间;
所述第二检测模块的一端与所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点相连;
所述第二检测模块的另一端与所述正极母线开关的输入端相连,或者,与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第一检测模块和所述第三检测模块的连通状态可控。
2.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块与所述正极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述负极母线开关的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块与所述负极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述负极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述正极母线开关的输出端相连。
4.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块与所述负极母线开关的输出端相连;
所述第二检测模块与所述正极母线开关的输入端相连;
所述第三检测模块与所述正极母线开关的输出端相连。
5.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块包括串联连接的第一采样电阻、第一分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括串联连接的第二采样电阻和第二分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第三分压电路和分压开关。
6.根据权利要求2所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块包括串联连接的第四分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括串联连接的第三采样电阻和第五分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第六分压电路和分压开关。
7.根据权利要求2所述的检测电路,其特征在于,所述第一检测模块包括串联连接的第四采样电阻、第七分压电路和检测开关;
所述第二检测模块包括第八分压电路;
所述第三检测模块包括串联连接的第九分压电路和分压开关。
8.根据权利要求1所述的检测电路,其特征在于,还包括:选择开关,其中,
所述选择开关的第一端与所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点相连;
所述选择开关的第二端与保护地相连。
9.根据权利要求8所述的检测电路,其特征在于,在以所述第一检测模块和所述第三检测模块的串联连接点为参考地的情况下,所述选择开关的第一端与电源地相连。
10.根据权利要求1-9任一项所述的检测电路,其特征在于,还包括:至少一路用于采集检测模块电压的电压采集电路。
11.根据权利要求10所述的检测电路,其特征在于,还包括:控制器,其中,
所述控制器分别与所述第一检测模块、所述第三检测模块,以及所述电压采集电路相连;
所述控制器用于控制所述第一检测模块、所述第三检测模块、所述正极母线开关以及所述负极母线开关的连通状态,并根据所述电压采集电路反馈的检测电压完成检测。
12.一种检测方法,其特征在于,应用于权利要求1-11任一项所述的检测电路,所述方法包括:
获取检测指令,其中,所述检测指令指示待检测项目;
响应所述检测指令,控制母线开关以及所述检测电路处于与所述待检测项目对应的连通状态;
获取目标检测模块的检测电压,其中,所述目标检测模块为所述检测电路中的第一检测模块和第二检测模块中的至少一个;
根据所述检测电压以及所述检测电路中各检测模块的连接关系完成所述待检测项目的检测。
13.根据权利要求12所述的检测方法,其特征在于,所述待检测项目包括直流母线的绝缘检测、母线开关的粘连检测,以及动力电池的电压检测。
14.一种充电桩,其特征在于,包括:至少一个充电模块和至少一个权利要求1-11任一项所述的检测电路,其中,
所述充电模块包括串联连接的充电电路、直流母线、正极母线开关和负极母线开关;
所述检测电路与所述充电模块相连。
15.根据权利要求14所述的充电桩,其特征在于,在所述充电桩包括多个充电模块的情况下,各所述充电模块之间设置有功率分配开关;
各所述充电模块以及所述功率分配开关分别对应设置一所述检测电路。
16.根据权利要求15所述的充电桩,其特征在于,针对任一所述充电模块,与所述充电模块相连的检测电路和与所述充电模块相连的任一功率分配开关对应的检测电路之间,共用一个检测模块。
17.根据权利要求14-16任一项所述的充电桩,其特征在于,在仅进行粘连检测的情况下,所述检测电路不包括选择开关。
18.一种充电站,其特征在于,包括:变压器、系统控制器,以及至少一台权利要求14-17任一项所述的充电桩,其中,
所述变压器的输入侧与交流电网相连,所述变压器的输出侧分别与各所述充电桩相连;
所述系统控制器分别与各所述充电桩相连,所述系统控制器用于控制各所述充电桩的工作状态。
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