CN112977143A - 一种转接控制盒及充电参数确认方法 - Google Patents

一种转接控制盒及充电参数确认方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种转接控制盒及充电参数确认方法，涉及充电控制技术领域，所述转接控制盒连接于充电桩与电动汽车之间，包括：与电动汽车连接的第一充电口，包括：数据传输端、辅助电源输出端、第一连接确认端、第二连接确认端和第一接地端；与充电桩连接的第二充电口，包括：第三连接确认端、控制确认端、第二接地端；连接在第一充电口与第二充电口之间的第一控制器和第二控制器；第一控制器通过数据传输端与电动汽车进行控制器局域网CAN报文通讯；第二控制器通过CP端与充电桩进行电力线载波PLC报文通讯；第一控制器和第二控制器之间相互进行数据传输。本发明实现了国标电动汽车利用欧标充电桩进行充电。

Description

一种转接控制盒及充电参数确认方法
技术领域
本发明涉及充电控制技术领域，尤其是涉及一种转接控制盒及充电参数确认方法。
背景技术
目前，一方面，由于符合欧标的充电桩采用交直流一体式充电口，符合国标的电动汽车采用交流、直流分体式充电接口；另一方面，由于符合欧标的充电桩采用电力线载波(Power Line Communication，简称：PLC)通讯，符合国标的电动汽车采用控制器局域网(Controller Area Network，简称：CAN)通讯，因此，欧标桩不能直接向国标车充电，使得符合国标的电动汽车的销售市场受到了较大的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转接控制盒及充电参数确认方法，从而解决现有技术中欧标桩不能直接向国标车充电的问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种转接控制盒，连接于充电桩与电动汽车之间，包括：
与电动汽车连接的第一充电口，包括：数据传输端、辅助电源输出端、第一连接确认端、第二连接确认端和第一接地端；
与充电桩连接的第二充电口，包括：第三连接确认端、控制确认端、第二接地端；
连接在所述第一充电口与所述第二充电口之间的第一控制器和第二控制器；
其中，所述第一控制器通过所述数据传输端与所述电动汽车进行控制器局域网CAN报文通讯；
所述第二控制器通过控制确认端与所述充电桩进行电力线载波PLC报文通讯；
所述第一控制器和所述第二控制器之间相互进行数据传输。
可选的，所述第一控制器的数据接收端与所述第二控制器的数据发送端连接，所述第一控制器的数据发送端与所述第二控制器的数据接收端连接；
其中，所述第一控制器将接收到的第一CAN报文转化为第一电信号，通过所述第一控制器的数据发送端将所述第一电信号发送至所述第二控制器；所述第二控制器将所述第一电信号转化为相应的第一PLC报文，并通过所述第二充电口发送至所述充电桩；
所述第二控制器将接收到的第二PLC报文转化为第二电信号，通过所述第二控制器的数据发送端将所述第二电信号发送至所述第一控制器；所述第一控制器将所述第二电信号转化为相应的第二CAN报文，并通过所述第一充电口发送至所述电动汽车。
可选的，所述转接控制盒还包括：连接在所述第二控制器与所述第二充电口之间的耦合电路；
其中，所述耦合电路的一端与所述第二控制器的发送端连接，另一端与所述控制确认端连接；所述耦合电路将所述充电桩与所述第二控制器之间通讯的PLC报文耦合至控制确认线上。
可选的，所述耦合电路包括变压器和连接在所述变压器与所述控制确认端之间的电容；
所述变压器一侧的线圈的第一端与所述第二控制器的发送端连接，第二端与所述控制器的地端连接；
所述变压器另一侧的线圈的第三端通过所述电容与所述控制确认端连接，第四端与所述第二接地端连接。
可选的，所述转接控制盒还包括：连接在所述第二充电口和所述耦合电路之间的分压电路。
可选的，所述分压电路包括：
串联在所述控制确认端和所述第二接地端之间的第一电阻和第二电阻；
串联在所述控制确认端与第三连接确认端之间的第一开关和第三电阻。
可选的，所述转接控制盒还包括：电源；
所述电源的正极输出端与所述辅助电源端的正极连接；
所述电源的负极输出端与所述辅助电源端的负极连接；
所述电源与所述第一接地端之间串联有第四电阻、第五电阻和第四开关；
第一连接确认端连接在所述第四电阻和所述第五电阻之间，且与所述第一控制器连接；
第二连接确认端与所述第一接地端之间串联有第六电阻。
可选的，所述第一充电口与国标车辆的充电口相适配，所述第二充电口与欧标充电桩的充电口相适配。
本发明实施例还提供一种充电参数确认方法，包括：
在监测到第一连接确认端的电压为第一预设电压，第二连接确认端的电压为第二预设电压，且第三连接确认端的电压为第三预设电压时，第一控制器通过第一充电口与电动汽车进行通讯，确认所述电动汽车当前是否处于准备就绪的状态；
在确认所述电动汽车当前处于准备就绪状态时，第二控制器通过第二充电口与所述充电桩进行充电授权通讯；
在确定充电授权成功，且所述控制确认端的电压为第四预设电压时，所述充电桩和所述电动汽车通过所述第一控制器和所述第二控制器进行充电参数匹配通讯。
可选的，进行充电参数匹配通讯之后，所述方法还包括：
在充电过程中，接收所述电动汽车发送的包含车辆需求充电电流的CAN报文；
对包含车辆需求充电电流的CAN报文进行处理并转发至所述充电桩。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例的转接控制盒通过设置第一充电口，实现了与国标电动汽车的充电口的适配，通过设置第一控制器，实现了与国标电动汽车的CAN通讯；通过设置第二充电口，实现了与欧标桩的充电口的适配，通过设置第二控制器，实现了与欧标桩的PLC通讯；通过第一控制器和第二控制器的信息交互，实现了国标电动汽车经由转接控制盒与欧标充电桩进行通讯并充电，扩大了国标电动汽车的销售市场。
附图说明
图1为本发明实施例的转接控制盒的结构示意图。
附图标记说明：
1-耦合电路，2-电源，3-第一充电口，4-第二充电口，U1-第一控制器，U2-第二控制器，100-转接控制盒。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有技术中的欧标桩不能直接给国标车充电的问题，提供了一种转接控制盒，实现了欧标桩与国标车之间的通讯和欧标桩为国标车充电的功能。
请参阅图1，为本发明实施例的转接控制盒的结构示意图，所述转接控制盒100连接在充电桩与电动汽车之间，所述转接控制盒100包括：
与电动汽车连接的第一充电口3，包括：数据传输端、辅助电源输出端、第一连接确认端(图1中的CC1端)、第二连接确认端(图1中的CC2端)和第一接地端；
与充电桩连接的第二充电口4，包括：第三连接确认端(图1中的CC3端)、控制确认端(图1中的CP端)、第二接地端；
连接在所述第一充电口3与所述第二充电口4之间的第一控制器U1和第二控制器U2；
其中，所述第一控制器U1通过所述数据传输端与所述电动汽车进行控制器局域网CAN报文通讯；
所述第二控制器U2通过控制确认端与所述充电桩进行电力线载波PLC报文通讯；
所述第一控制器U1和所述第二控制器U2之间相互进行数据传输。
需要说明的是，本发明实施例中，所述数据传输端为与控制器局域网(ControllerArea Network，简称：CAN)总线连接的端口，包括CAN+和CAN-两个端口；所述辅助电源输出端包括正电压输出端和负电压输出端。
可选的，所述第一充电口3与国标车辆的充电口相适配，所述第二充电口4与欧标充电桩的充电口相适配。
优选地，所述第一控制器U1为STM32系列的芯片，用于与所述电动汽车进行CAN报文通讯；所述第二控制器U2为PLC控制器，用于与充电桩进行PLC报文2通讯。
本发明实施例通过将所述转接控制盒的第一充电口设置为与国标车的充电口相适配的充电口，将第二充电口设置为与欧标桩的充电口相适配的充电口，通过设置所述第一控制器U1，实现了与所述电动汽车进行CAN报文通讯，通过设置所述第二控制器U2，实现了与所述充电桩通讯，通过将所述第一控制器U1和所述第二控制器U2的相关端口连接，在需要所述电动汽车与所述充电桩进行信息交互时，所述第一控制器U1和所述第二控制器U2将所述电动汽车发送的CAN报文信息转化为所述充电桩能够识别的PLC报文信息，实现了符合欧标的充电桩为符合国标的电动汽车充电，扩大了电动汽车的销售市场。
可选的，所述第一控制器U1的数据接收端与所述第二控制器U2的数据发送端连接，所述第一控制器U1的数据发送端与所述第二控制器U2的数据接收端连接；
其中，所述第一控制器U1将接收到的第一CAN报文转化为第一电信号，通过所述第一控制器U1的数据发送端将所述第一电信号发送至所述第二控制器U2；所述第二控制器U2将所述第一电信号转化为相应的第一PLC报文，并通过所述第二充电口4发送至所述充电桩；
所述第二控制器U2将接收到的第二PLC报文转化为第二电信号，通过所述第二控制器U2的数据发送端将所述第二电信号发送至所述第一控制器U1；所述第一控制器U1将所述第二电信号转化为相应的第二CAN报文，并通过所述第一充电口3发送至所述电动汽车。
本发明实施例中，通过将所述第一控制器U1的数据发送端与所述第二控制器U2的数据接收端连接，同时，将所述第一控制器U1的数据接收端与所述第二控制器U2的数据发送端连接，实现了所述第一控制器U1和所述第二控制器U2之间的数据传输，从而实现了采用CAN通讯的国标车与采用PLC通讯的欧标桩之间能够通讯，便于欧标桩为国标车充电参数确认以及欧标桩为国标车充电。
进一步的，所述转接控制盒还包括：连接在所述第二控制器U2与所述第二充电口4之间的耦合电路1；
其中，所述耦合电路1的一端与所述第二控制器U2的发送端连接，另一端与所述控制确认端连接；所述耦合电路1将所述充电桩与所述第二控制器U2之间通讯的PLC报文耦合至控制确认线上。
本发明实施例中，所述耦合电路1用于将所述第二控制器U2输出的PLC报文信息耦合至与所述控制确认端连接的控制确认线(CP线)上，从而与符合欧标的充电桩进行数据交互。其中，所述CP线上的电信号为一幅值为6V的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称：PWM)波。
具体的，所述耦合电路1包括变压器11和连接在所述变压器11与所述控制确认端之间的电容C；其中，所述变压器11用于将与PLC报文信息相对应的电信号耦合至与CP端连接的CP线上，并通过所述CP端发送至所述充电桩；所述电容C用于实现滤波。
其中，所述变压器11一侧的线圈的第一端与所述第二控制器U2的发送端连接，第二端与所述控制器U2的地端连接；
所述变压器11另一侧的线圈的第三端通过所述电容C与所述控制确认端连接，第四端与所述第二接地端连接。
进一步的，所述转接控制盒还包括：连接在所述第二充电口4和所述耦合电路1之间的分压电路。所述分压电路用于对所述CP端的电压进行分压，从而实现所述充电桩根据所述CP端的电压确定当前所处的通讯阶段。
具体的，所述分压电路包括：
串联在所述控制确认端和所述第二接地端之间的第一电阻R1和第二电阻R2；
串联在所述控制确认端与第三连接确认端之间的第一开关S1和第三电阻R3。
当所述控制转接盒未与所述充电桩连接时，所述CP端的电压为+12V，当所述控制转接盒与所述充电桩连接时，所述CP端的电压为+9V的PWM波，在所述充电桩鉴权成功后，所述控制转接盒控制所述第一开关S1闭合，从而使所述CP端的电压为+6V的PWM波。
进一步的，所述转接控制盒还包括：电源2；所述电源2用于为所述电动汽车和所述转接控制盒提供一电压信号，实现所述转接控制盒与所述电动汽车之间的通讯。
具体的，所述电源2的正极输出端与所述辅助电源端的正极连接；所述电源2的负极输出端与所述辅助电源端的负极连接。
另外，所述电源2与所述第一接地端之间串联有第四电阻R4、第五电阻R5和第四开关S4；
第一连接确认端连接在所述第四电阻R4和所述第五电阻R5之间，且与所述第一控制器U1连接；
第二连接确认端与所述第一接地端之间串联有第六电阻R6。
本发明实施例的转接控制盒，通过控制所述第四开关S4的闭合或断开，可以调节所述第一连接确认端的电压信号，所述转接控制盒在接收到所述电动汽车发送的CAN报文信息后，可以控制所述第四开关S4闭合，比如：在所述第四开关S4断开时，所述第一连接确认端的电压为+12V，在所述第四开关S4闭合时，所述第一连接确认端的电压为+4V，使得，所述转接控制盒根据所述CC1端的电压确认与所述电动汽车的连接是否到位。
本发明实施例的转接控制盒，通过所述第一充电口3实现了与符合国标的电动汽车的充电口的匹配，通过所述第二充电口4实现了与符合欧标的充电桩的匹配，通过所述第一控制器U1实现了与所述电动汽车的CAN通讯，通过所述第二控制器U2实现了与所述充电桩的PLC通讯，最终在电动汽车和充电桩不做任何修改的基础上，确保所述电动汽车与所述充电桩之间的通讯及所述充电桩为所述电动汽车充电，扩大了所述电动汽车的销售市场。
本发明实施例还提供一种充电参数确认方法，包括：
首先，在监测到第一连接确认端的电压为第一预设电压，第二连接确认端的电压为第二预设电压，且第三连接确认端的电压为第三预设电压时，第一控制器U1通过第一充电口3与电动汽车进行通讯，确认所述电动汽车当前是否处于准备就绪的状态；
本步骤中，所述转接控制盒监测到CC1端的电压为4V、CC2端的电压为6V、CC3端的电压为4V时，所述第一控制器U1控制与所述电源2的正极输出端连接的第二开关S2和与所述电源2的负极输出端连接的第三电压S3闭合，从而使转接控制盒开始向所述电动汽车发送CAN报文信息，并接收所述电动汽车发送的CAN报文信息，实现两者之间的状态确认。
具体的，所述转接控制盒与所述电动汽车之间进行状态确认的过程为：
所述转接控制盒与所述电动汽车进行握手阶段的信息交互：
第一，所述转接控制盒向所述电动汽车发送包含通讯协议版本号的充电机握手(CHM)报文；第二，所述电动汽车接收到CHM报文，确认所述转接控制盒发送的通讯协议与自身的通讯协议相匹配后，向所述转接控制盒发送车辆握手(BHM)报文；第三，所述转接控制盒接收到BHM报文后，向所述电动汽车发送包含充电桩编号、充电地址和辨识结果的充电机辨识(CRM)报文，其中，若未辨识完成，发送的辨识结果为00，若辨识通过，则发送的辨识结果为AA；第四，所述电动汽车接收到BHM报文后，向所述转接控制盒发送包含电池电子信息、电池容量和电池电压的BMS和车辆辨识(BRM)报文；第五，所述转接控制盒接收到BRM报文后，再次发送CRM报文，辨识通过，握手阶段完成。
所述转接控制盒与所述电动汽车进行车辆就绪阶段的信息交互：
第一，所述电动汽车向所述转接控制盒发送包含电池充电信息、允许最高充电功率、允许最大充电电流、允许最高温度的动力电池充电参数(BCP)报文；第二，所述转接控制盒接收到BCP报文后，向所述电动汽车发送包含充电进行的具体时间的充电机发送时间同步信息(CTS)报文；第三，所述转接控制盒在发送BCP报文的预设时长后，向所述电动汽车发送包含直流-直流模块可接收的最高电压和电流的充电机最大输出能力(CML)报文；第四，所述电动汽车接收到CML报文后，向所述控制转接盒发送包含车辆未准备好充电的电池充电准备就绪状态(BRO)报文；第五，所述电动汽车控制与动力电池连接的主正继电器和主负继电器闭合；第六，所述电动汽车向所述控制转接盒发送包含车辆准备好充电的BRO报文。至此，所述转接控制盒确认所述电动汽车当前处于准备就绪的状态。
其次，在确认所述电动汽车当前处于准备就绪状态时，第二控制器U2通过第二充电口4与所述充电桩进行充电授权通讯；
具体的，所述转接控制盒与所述电动汽车之间进行充电授权通讯的过程为：
第一，检测到CP端的电压为9V的PWM波时，标志所述充电桩与所述转接控制盒开始通讯；第二，所述充电桩与所述转接控制盒之间开始进行包含服务设置、付款选择等的信息交互；第三，当上述信息交互完成后，确认所述充电桩鉴权成功。
最后，在确定充电授权成功，且所述控制确认端的电压为第四预设电压时，所述充电桩和所述电动汽车通过所述第一控制器U1和所述第二控制器U2进行充电参数匹配通讯。
具体的，在确定充电授权成功后，所述转接控制盒控制其内部的第一开关S1闭合，使CP端的电压为6V的PWM波，从而实现所述充电桩和所述电动汽车通过所述第一控制器U1和所述第二控制器U2进行充电参数匹配通讯。
其中，充电参数匹配通讯的过程为：
第一，所述充电桩向所述第二控制器U2请求包括充电最高电压和充电最大电流的的参数匹配PLC报文；第二，所述第二控制器U2将所述参数匹配PLC报文转化为相应的电信号发送至所述第一控制器U1，第三，所述第一控制器U1根据接收到的电信号向所述电动汽车发送参数匹配CAN报文；第五，所述电动汽车根据所述参数匹配CAN报文生成包含充电参数的CAN报文，并经所述转接控制盒回复至所述充电桩，从而完成充电参数的匹配；第四，所述充电桩在完成充电参数匹配后，闭合其内部的主继电器，开始充电。
进一步的，在进行充电参数匹配通讯之后，所述方法还包括：在充电过程中，接收所述电动汽车发送的包含车辆需求充电电流的CAN报文；对包含车辆需求充电电流的CAN报文进行处理并转发至所述充电桩。
具体的，在充电过程中，所述电动汽车通过所述转接控制盒实时向所述充电桩发送充电电流需求报文，从而完成持续充电。
本发明实施例的充电参数确认方法，通过所述转接控制盒实现了PLC报文与CAN报文之间的转换，从而达到符合国标的电动汽车与符合欧标的充电桩之间的充电参数的确认的目的，使得欧标桩能够为国标车进行充电，从而扩大了国标车的销售市场。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转接控制盒，连接于充电桩与电动汽车之间，其特征在于，包括：
与电动汽车连接的第一充电口(3)，包括：数据传输端、辅助电源输出端、第一连接确认端、第二连接确认端和第一接地端；
与充电桩连接的第二充电口(4)，包括：第三连接确认端、控制确认端、第二接地端；
连接在所述第一充电口(3)与所述第二充电口(4)之间的第一控制器(U1)和第二控制器(U2)；
其中，所述第一控制器(U1)通过所述数据传输端与所述电动汽车进行控制器局域网CAN报文通讯；
所述第二控制器(U2)通过控制确认端与所述充电桩进行电力线载波PLC报文通讯；
所述第一控制器(U1)和所述第二控制器(U2)之间相互进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的转接控制盒，其特征在于，所述第一控制器(U1)的数据接收端与所述第二控制器(U2)的数据发送端连接，所述第一控制器(U1)的数据发送端与所述第二控制器(U2)的数据接收端连接；
其中，所述第一控制器(U1)将接收到的第一CAN报文转化为第一电信号，通过所述第一控制器(U1)的数据发送端将所述第一电信号发送至所述第二控制器(U2)；所述第二控制器(U2)将所述第一电信号转化为相应的第一PLC报文，并通过所述第二充电口(4)发送至所述充电桩；
所述第二控制器(U2)将接收到的第二PLC报文转化为第二电信号，通过所述第二控制器(U2)的数据发送端将所述第二电信号发送至所述第一控制器(U1)；所述第一控制器(U1)将所述第二电信号转化为相应的第二CAN报文，并通过所述第一充电口(3)发送至所述电动汽车。
3.根据权利要求1所述的转接控制盒，其特征在于，还包括：连接在所述第二控制器(U2)与所述第二充电口(4)之间的耦合电路(1)；
其中，所述耦合电路(1)的一端与所述第二控制器(U2)的发送端连接，另一端与所述控制确认端连接；所述耦合电路(1)将所述充电桩与所述第二控制器(U2)之间通讯的PLC报文耦合至控制确认线上。
4.根据权利要求3所述的转接控制盒，其特征在于，所述耦合电路(1)包括变压器(11)和连接在所述变压器(11)与所述控制确认端之间的电容(C)；
所述变压器(11)一侧的线圈的第一端与所述第二控制器(U2)的发送端连接，第二端与所述控制器(U2)的地端连接；
所述变压器(11)另一侧的线圈的第三端通过所述电容(C)与所述控制确认端连接，第四端与所述第二接地端连接。
5.根据权利要求3所述的转接控制盒，其特征在于，还包括：连接在所述第二充电口(4)和所述耦合电路(1)之间的分压电路。
6.根据权利要求5所述的转接控制盒，其特征在于，所述分压电路包括：
串联在所述控制确认端和所述第二接地端之间的第一电阻(R1)和第二电阻(R2)；
串联在所述控制确认端与第三连接确认端之间的第一开关(S1)和第三电阻(R3)。
7.根据权利要求1所述的转接控制盒，其特征在于，还包括：电源(2)；
所述电源(2)的正极输出端与所述辅助电源端的正极连接；
所述电源(2)的负极输出端与所述辅助电源端的负极连接；
所述电源(2)与所述第一接地端之间串联有第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第四开关(S4)；
第一连接确认端连接在所述第四电阻(R4)和所述第五电阻(R5)之间，且与所述第一控制器(U1)连接；
第二连接确认端与所述第一接地端之间串联有第六电阻(R6)。
8.根据权利要求1所述的转接控制盒，其特征在于，所述第一充电口(3)与国标车辆的充电口相适配，所述第二充电口(4)与欧标充电桩的充电口相适配。
9.一种充电参数确认方法，其特征在于，包括：
在监测到第一连接确认端的电压为第一预设电压，第二连接确认端的电压为第二预设电压，且第三连接确认端的电压为第三预设电压时，第一控制器(U1)通过第一充电口(3)与电动汽车进行通讯，确认所述电动汽车当前是否处于准备就绪的状态；
在确认所述电动汽车当前处于准备就绪状态时，第二控制器(U2)通过第二充电口(4)与所述充电桩进行充电授权通讯；
在确定充电授权成功，且所述控制确认端的电压为第四预设电压时，所述充电桩和所述电动汽车通过所述第一控制器(U1)和所述第二控制器(U2)进行充电参数匹配通讯。
10.根据权利要求9所述的充电参数确认方法，其特征在于，进行充电参数匹配通讯之后，所述方法还包括：
在充电过程中，接收所述电动汽车发送的包含车辆需求充电电流的CAN报文；
对包含车辆需求充电电流的CAN报文进行处理并转发至所述充电桩。
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