CN113858989A - 充电转接装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种充电转接装置和车辆，该充电转接装置包括：直流侧连接端口，直流连接侧端口适于与直流充电设备匹配连接，直流侧连接端口包括直流电源正极端子和直流电源负极端子；交流侧连接端口，交流侧连接端口适于与车载交流充电插座匹配连接，交流侧连接端口包括第一相交流连接端子和中线连接端子；保护模块，直流电源正极端子通过所述保护模块与第一相交流连接端子电连接，直流电源负极端子通过保护模块与中线连接端子电连接，保护模块用于在直流电源充电信号异常时断开。本发明的充电转接装置，可以提高直流充电的安全性，避免充电设备和车辆在充电过程中出现故障损坏。

Description

充电转接装置和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种充电转接装置和车辆。

背景技术

随着新能源汽车和新能源设施行业蓬勃发展，各项补贴逐渐倾斜到充电运营设施企业，公共充电场站将再次腾飞，目前，车辆均只支持交流充电，只能通过交流插孔以及交流充电场站等方式给车辆充电，由于交流充电站的收益较低，运营商对于建立交流充电站的意愿逐渐降低，导致混动车主无法享受公共充电站的发展红利，在相关技术中，通常是在车的侧围增加直流充电口，以直流充电口和交流充电口的方式满足车主对不同常电方式的选用。

但是，通过在车载侧增加直流充电口的方案成本很高，需要修改车身模型及模具造型，并且车辆在进行直流充电或者交流充电时，充电枪内部无任何保护装置，当车辆或者充电桩在充电过程中发生短路或者过流故障时，会损坏车辆或充电桩内部的产品或元器件，整个充电回路在充电过程中存在安全隐患，且在发生故障后，需要拆装充电桩或者车辆，导致维修成本过高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种充电转接装置，该装置可以提高直流充电的安全性，避免充电设备和车辆在充电过程中出现故障损坏。

本发明的二个目的在于提出一种车辆。

为了达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种充电转接装置，该充电转接装置包括：直流侧连接端口，所述直流连接侧端口适于与直流充电设备匹配连接，所述直流侧连接端口包括直流电源正极端子和直流电源负极端子；交流侧连接端口，所述交流侧连接端口适于与车载交流充电插座匹配连接，所述交流侧连接端口包括第一相交流连接端子和中线连接端子；保护模块，所述电源正极端子通过所述保护模块与所述第一相交流连接端子电连接，所述直流电源负极端子通过所述保护模块与所述中线连接端子电连接，所述保护模块用于在直流电源充电信号异常时断开。

根据本发明实施例的充电转接装置，通过在充电转接装置中设置保护模块，在车辆进行直流充电时，将充电转接装置中的直流侧连接端口与直流充电设备匹配连接，将交流侧连接端口与车载交流充电插座匹配连接，保护模块的一端与直流电源正极端子和直流电源负极端子连接，保护模块的另一端与第一相交流连接端子和中线端子连接，直流电源信号通过保护模块传输至车辆充电端，在直流充电信号异常时，保护模块的开关的断开，切断充电电路，保护直流充电电路的充电安全，避免在充电短路或电流过大，无法断开充电电路造成车辆以及直流充电设备内部器件的损坏，相较于未设置保护模块的充电设备，本实施例中的充电转接装置可以在充电电路发生异常时，断开充电电路，提高了直流充电的安全性。

在一些实施例中，所保护模块包括熔断器或断路器，熔断器或断路器在直流充电信号异常时，可以被动地熔断或断开，及时切断充电电路，提高充电电路的安全性。

在一些实施例中，所述保护模块包括：开关单元，所述直流电源正极端子通过所述开关单元与所述第一相交流连接端子电连接，所述直流电源负极端子通过所述开关单元与所述中线连接端子电连接；采集单元，用于采集直流充电监测参数；控制单元，与所述采集单元连接，用于根据所述直流充电监测参数异常时控制所述开关单元断开，通过采集单元实时采集直流充电检测参数，即对直流充电参数进行实时监测，并在直流充电监测异常时控制开关断开，安全性更高。

在一些实施例中，所述充电转接装置还包括电气连接单元，用于所述直流侧连接端口的非电源端子与所述交流侧连接端口的对应端子的电气连接。

在一些实施例中，所述采集单元包括：温度传感器，与所述控制单元连接，用于采集充电时所述充电转接装置的温度；所述控制单元，用于在所述充电转接装置的温度超过温度阈值时，控制所述开关单元断开，通过温度传感器实时采集充电转接装置的温度，在充电过程中转接头温度过高时，控制开关单元断开，实现主动断开充电电路的效果，保证充电安全。

在一些实施例中，所述采集单元包括：电流传感器，与所述控制单元连接，用于采集充电电流；所述控制单元，用于在所述充电电流超过电流阈值时，控制所述开关单元断开，通过电流传感器采集充电电流，在充电过程中充电电路电流过大时，控制开关单元断开，避免过流造成的充电电路损坏。

在一些实施例中，所述直流侧连接端口还包括第一充电连接确认端子、第一通信端子、第二通信端子、第一充电控制确认端子和第一接地端子；所述交流侧连接端口还包括第二相交流连接端子、第三相交流连接端子、第二接地端子、第二充电连接确认端子和第二充电控制确认端子；所述第一充电连接确认端子与所述第二充电连接确认端子连接，所述第一通信端子与所述第二相交流连接端子，所述第二通信端子与所述第三相交流连接端子，所述第二充电控制确认端子与所述第二充电控制确认端子连接，所述第一接地端子与所述第二接地端子连接，直流侧连接端口的端子与交流侧连接端口的端子连接，为直流充电提供硬件基础。

在一些实施例中，所述直流侧连接端口还包括第一低压辅助电源端子和第二低压辅助电源端子，所述第一低压辅助电源端子和所述第二低压辅助电源端子均空置，用于适配直流充电设备。

在一些实施例中，所述第一接地端子与所述第二接地端子的连线上具有第一节点，所述第一充电连接确认端子与所述第二充电连接确认端子的连线上具有第二节点；所述充电转接装置还包括直流充电识别单元，所述直流充电识别单元的第一端与所述第一节点连接，所述直流充电识别单元的第二端与所述第二节点连接，用于生成直流充电识别信号，以便于车载端知晓此次充电模式为直流充电。

为了达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出的一种车辆，该车辆包括：车载交流充电插座，所述车载交流充电插座用于在直流充电时与上面实施例所述的充电转接装置匹配连接。

根据本发明实施例的车辆，将充电转接装置与车载充电插座匹配连接，在进行直流充电时，通过充电转接装置中的保护模块保护充电安全，避免充电过程发生危险，提高了充电的安全性。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的充电转接装置的内部原理示意图；

图2是根据本发明一个实施例的直流充电设备通过充电转接装置为车辆直流充电电路的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的充电转接装置的内部原理的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的直流充电过程的流程图；

图5是根据本发明一个实施例的车辆的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

在实施例中，对于具有交流充电插座的车辆来说，采用直流充电设备为车辆充电时，直流充电设备和车载交流充电插座两者在结构和功能上无法匹配，不能直接连接，采用充电转接装置，通过中转连接的方式实现直流充电设备与车载交流充电插座的物理连接，从而实现直流充电设备为车辆的直流充电功能，但在充电过程中，车辆或直流充电设备发生短路或过流等故障时，会损坏车辆或直流充电设备内部的器件，导致整个充电回路都存在安全隐患，因而，在本发明实施例中提出一种充电转接装置，通过在充电转接装置内部增加保护模块，在充电过程中发生短路或过流故障时，保护模块可以及时切断充电电路，避免直流充电设备或车辆发生故障，提高充电安全性。

下面参考图1-图4描述本发明实施例的充电转接装置。

如图1所示，本发明实施例的充电转接装置1包括直流侧连接端口10、交流侧连接端口11和保护模块12。

其中，直流连接侧端口10适于与直流充电设备匹配连接，直流侧连接端口10包括直流电源正极端子DC+和直流电源负极端子DC-；交流侧连接端口11适于与车载交流充电插座匹配连接，交流侧连接端口11包括第一相交流连接端子L1和中线连接端子N；电源正极端子DC+通过保护模块12与第一相交流连接端子L1电连接，直流电源负极端子DC-通过保护模块12与中线连接端子N电连接，保护模块12用于在直流电源充电信号异常时断开。

在实施例中，车辆进行交流充电时，交流充电设备与车载交流充电插座匹配，无需充电转接装置1，直接将交流充电设备接入车载交流充电插座，实现车辆的交流充电功能。

下面参考图2对本发明实施例的直流充电过程进行详细说明，如图2所示，为本发明一个实施例直流充电设备通过充电转接装置为车辆直流充电电路的示意图。车辆进行直流充电时，直流充电设备与车载交流充电插座不匹配，在直流充电设备与车载交流充电插座之间连接充电转接装置1，通过充电转接装置1实现直流充电设备与车载交流充电插座之间的物理连接，直流充电过程中，直流电源正极端子DC+和直流电源负极端子DC-用于传输直流充电信号，且直流电源正极端子DC+经保护模块12与第一相交流连接端子L1电连接，直流电源负极端子DC-经保护模块12与中线连接端子N电连接，直流充电信号经保护模块12为车载端传输直流电流，从而为车载端充电，充电转接装置1中设置的保护模块12，在直流充电电源信号经保护模块12为车辆进行直流充电时，为了避免电流过大或短路造成直流充电设备或车辆内部器件损坏，通过断开保护模块12，切断充电电路，在保护模块12断开后，车载交流充电插座的交流连接端子L1和中线端子N失效，无法传输充电电流，避免了直流充电设备在过流或短路情况下继续为车辆充电，造成车辆或直流充电设备内部器件损坏，在保证充电安全的情况下，实现了车辆的直流充电功能。

根据本发明实施例的充电转接装置1，通过在充电转接装置1中设置保护模块12，在车辆进行直流充电时，将充电转接装置1中的直流侧连接端口10与直流充电设备匹配连接，将交流侧连接端口11与车载交流充电插座匹配连接，保护模块12的一端与直流电源正极端子和直流电源负极端子连接，保护模块12的另一端与第一相交流连接端子和中线端子连接，直流电源信号通过保护模块12传输至车辆充电端，并在直流充电信号异常时，保护模块12断开，切断充电电路，保证直流充电电路的充电安全，避免在充电短路或电流过大，无法断开充电电路造成车辆以及直流充电设备内部器件的损坏，相较于未设置保护模块12的充电设备，本实施例中的充电转接装置1可以在充电电路发生异常时，断开充电电路，提高了直流充电的安全性。

在一些实施例中，保护模块12包括熔断器或断路器，车辆在直流充电时，通过充电转接装置1实现与直流充电设备与车载交流充电插座之间的物理连接，保护模块12设置在充电转接1的内部，直流充电信号经保护模块12为车载端充电，在充电电路未发生短路时，直流充电信号经保护模块12为车辆直流充电，在充电电路发生短路现象时，保护模块12即熔断器或断路器自动断开，切断充电电路，避免短路造成的充电电路损坏，提高了充电安全。

在一些实施例中，如图3所示，保护模块12包括开关单元16、采集单元13和控制单元15，直流电源正极端子DC+通过开关单元16与第一相交流连接端L1电连接，直流电源负极端子DC-通过开关单元16与中线连接端子N电连接；采集单元13用于采集直流充电监测参数；控制单元15与采集单元13连接，用于根据直流充电监测参数异常时控制开关单元16断开。

在实施例中，如图3所示，为本发明一个实施例的充电转接装置的内部原理的示意图。车辆直流充电过程中，在直流充电设备与车载交流充电插座之间接入充电转接装置1，在直流充电设备与车载交流充电插座物理连接完成后，各个单元开始工作，采集单元13实时采集例如电压、电流等充电监测参数，由于采集单元13与控制单元15连接，控制单元15根据采集到的电压、电流监测参数控制开关单元16的通断，从而控制整个充电电路的通断，即通过实时监控充电监测参数，在充电参数发生异常例如电压、电流过大时，通过控制开关单元16断开，及时切断充电电路，在直流充电过程中达到保护充电电路的目的。

在一些实施例中，如图3所示，充电转接装置1还包括电气连接单元14，电气连接单元14用于直流侧连接端口10的非电源端子与交流侧连接端口11的对应端子的电气连接，在进行直流充电时，通过电气连接单元14为传输直流充电信号提供硬件支持。

在一些实施例中，如图3所示，采集单元13包括温度传感器，温度传感器与控制单元15连接，用于采集充电时充电转接装置的温度；控制单元15用于在充电转接装置的温度超过温度阈值时，控制开关单元16断开，在直流充电过程中，温度传感器实时监测例如直流电源正极端子DC+、直流电源负极端子DC-的温度监测参数，控制单元15将采集到的温度与预先设定的温度阈值进行比较，通过比较判断充电转接装置1的温度是否过温，若采集温度超过温度阈值，控制单元15控制开关单元16断开，切断充电电路，避免装置温度继续升高；若采集温度未达到温度阈值，则继续充电，即根据充电转接装置1的温度高低，控制开关单元16断开或闭合，避免过温造成充电电路损坏，提高充电的安全性。

在一些实施例中，如图3所示，采集单元13包括电流传感器，电流传感器与控制单元15连接，用于采集充电电流；控制单元15用于在充电电流超过电流阈值时，控制开关单元16断开，车辆直流充电过程中，电流传感器实时采集充电电流参数，控制单元15将采集到的充电电流参数与预先设定的电流参数阈值进行比较，通过比较判断充电电流是否过流，若采集的充电电流超过电流阈值，控制单元15控制开关单元16断开，切断充电电路，避免电流过大造成的充电电路损坏；若采集电流未达到电流阈值，则继续充电，即根据充电电路电流的大小，控制开关单元16断开或闭合，避免过流造成充电电路损坏，提高充电的安全性。

在一些实施例中，如图2或图3所示，直流侧连接端口10还包括第一充电连接确认端子CC2、第一通信端子S+、第二通信端子S-、第一充电控制确认端子CC1和第一接地端子PE；交流侧连接端口11还包括第二相交流连接端子L2、第三相交流连接端子L3、第二接地端子PE、第二充电连接确认端子CC和第二充电控制确认端子CP。

其中，第一通信端子S+和第二通信端子S-用于与直流充电设备进行直流充电报文交互；第一充电连接确认端子CC2用于传输直流充电连接信号，即用于确认是否与直流充电设备连接；第二充电连接确认端子CC用于为车载端传输直流充电设备的连接信号；第一充电控制确认端子CC1和第二充电控制确认端子CP连接，用于与车载端进行直流充电报文交互，以控制直流电源处于车辆的充电允许范围内，确保充电安全。

车辆进行直流充电时，通过充电转接装置1将直流充电设备与车载交流充电插座物理连接，由第一充电连接确认端子CC2与第二充电连接确认端子CC连接确认直流充电设备与车载端已经连接完成，由第一通信端子S+与第二相交流端子L2连接、第二通信端子S-与第三相交流端子L3连接进行直流充电报文交互，以及由第一充电控制确认端子CC1与第二充电控制确认端子CP连接控制输入车载端的直流电源在车辆充电允许范围内，第一接地端子PE与第二接地端子PE连接。

进一步地，直流侧连接端口10还包括第一低压辅助电源端子A+和第二低压辅助电源端子A-，第一低压辅助电源端子A+和第二低压辅助电源端子A-均处于空置状态，不与其他端口连接，且车载交流充电插座内也未设置相关连接端口，为了实现充电转接装置1与车载交流充电插座的匹配连接，交流侧连接端口11侧也无需设置与第一低压辅助电源端子A+和第二低压辅助电源端子A-对应的连接端口，从而实现充电转接装置1的中转作用。

在一些实施例中，如图2所示，第一接地端子PE与第二接地端子PE的连线上具有第一节点a，第一充电连接确认端子CC2与第三充电连接确认端子CC的连线上具有第二节点b；充电转接装置1还包括直流充电识别单元R2，直流充电识别单元R2的第一端与第一节点a连接，直流充电识别单元R2的第二端与第二节点b连接，用于识别和执行当前充电模式，在进行直流充电时，进行充电信号识别，并将检测结果传输至车载交流充电口，以便于调整车载充电机的充电控制策略。

下面参考图4对本发明实施例的车辆直流充电过程进行详细说明，如图4所示，为本发明实施例的直流充电过程的流程图。

步骤S11，开始。

步骤S12，保护模块中各个单元初始化。

步骤S13，进行直流充电。

步骤S14，实时采集直流充电监测参数。

步骤S15，判断充电转接装置是否出现过温或过流，若是，执行步骤S16；若否，执行步骤S13。

步骤S16，控制开关单元断开，停止充电。

总而言之，根据本发明实施例的充电转接装置1，通过在充电转接装置1中设置保护模块12，在车辆进行直流充电时，将充电转接装置1中的直流侧连接端口10与直流充电设备匹配连接，将交流侧连接端口11与车载交流充电插座匹配连接，保护模块12的一端与直流电源正极端子和直流电源负极端子连接，保护模块12的另一端与第一相交流连接端子和中线端子连接，直流充电信号经由电源端子传输至保护模块12中，保护模块12接收到直流充电信号，并在直流充电信号异常时，保护模块12断开，保证直流充电电路的充电安全，避免在充电短路或电流过大，无法断开充电电路造成车辆以及直流充电设备内部器件的损坏，相较于未设置保护模块12的充电设备，本实施例中的充电转接装置1可以在充电电路发生异常时，断开充电电路，提高了直流充电的安全性。

下面参考附图描述本发明第二方面实施例的车辆。

图5是根据本发明一个实施例的车辆的框图，如图5所示，本发明实施例的车辆30包括车载交流充电插座31，车载交流充电插座31用于在直流充电时与上面实施例提到的充电转接装置1连接。其中，充电转接装置1的结构可以参照上面实施例的描述。

根据本发明实施例的车辆30，将充电转接装置1与车载充电插座31匹配连接，在进行直流充电时，通过充电转接装置1中的保护模块12保护充电安全，避免充电过程发生危险，提高了充电的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种充电转接装置，其特征在于，包括：

直流侧连接端口，所述直流连接侧端口适于与直流充电设备匹配连接，所述直流侧连接端口包括直流电源正极端子和直流电源负极端子；

交流侧连接端口，所述交流侧连接端口适于与车载交流充电插座匹配连接，所述交流侧连接端口包括第一相交流连接端子和中线连接端子；

保护模块，所述直流电源正极端子通过所述保护模块与所述第一相交流连接端子电连接，所述直流电源负极端子通过所述保护模块与所述中线连接端子电连接，所述保护模块用于在直流电源充电信号异常时断开。

2.根据权利要求1所述的充电转接装置，其特征在于，所述保护模块为熔断器或断路器。

3.根据权利要求1所述的充电转接装置，其特征在于，所述保护模块包括：

开关单元，所述直流电源正极端子通过所述开关单元与所述第一相交流连接端子电连接，所述直流电源负极端子通过所述开关单元与所述中线连接端子电连接；

采集单元，用于采集直流充电监测参数；

控制单元，与所述采集单元连接，用于根据所述直流充电监测参数异常时控制所述开关单元断开。

4.根据权利要求1所述的充电转接装置，其特征在于，所述充电转接装置还包括电气连接单元，所述电气连接单元适于所述直流侧连接端口的非电源端子与所述交流侧连接端口的对应端子的电气连接。

5.根据权利要求3所述的充电转接装置，其特征在于，所述采集单元包括：

温度传感器，与所述控制单元连接，用于采集充电时所述充电转接装置的温度；

所述控制单元，用于在所述充电转接装置的温度超过温度阈值时，控制所述开关单元断开。

6.根据权利要求3所述的充电转接装置，其特征在于，所述采集单元包括：

电流传感器，与所述控制单元连接，用于采集充电电流；

所述控制单元，用于在所述充电电流超过电流阈值时，控制所述开关单元断开。

7.根据权利要求1或3所述的充电转接装置，其特征在于，

所述直流侧连接端口还包括第一充电连接确认端子、第一通信端子、第二通信端子、第一充电控制确认端子和第一接地端子；

所述交流侧连接端口还包括第二相交流连接端子、第三相交流连接端子、第二接地端子、第二充电连接确认端子和第二充电控制确认端子；

所述第一充电连接确认端子与所述第二充电连接确认端子连接，所述第一通信端子与所述第二相交流端子连接，所述第二通信端子与所述第三相交流端子连接，所述第一充电控制确认端子与所述第二充电控制确认端子连接，所述第一接地端子与所述第二接地端子连接。

8.根据权利要求7所述的充电转接装置，其特征在于，所述直流侧连接端口还包括第一低压辅助电源端子和第二低压辅助电源端子，所述第一低压辅助电源端子和所述第二低压辅助电源端子均空置。

9.根据权利要求7所述的充电转接装置，其特征在于，

所述第一接地端子与所述第二接地端子的连线上具有第一节点，所述第一充电连接确认端子与所述第二充电连接确认端子的连线上具有第二节点；

所述充电转接装置还包括直流充电识别单元，所述直流充电识别单元的第一端与所述第一节点连接，所述直流充电识别单元的第二端与所述第二节点连接。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括车载交流充电插座，所述车载交流充电插座用于在直流充电时与如权利要求1-9任一项所述的充电转接装置匹配连接。

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