CN113978277B - 一种集成车对负载与车对车的充放电设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成车对负载与车对车的充放电设备，包括第一充放电枪头、第二充放电枪头、检测模块、车载充电机、插座、语音提醒模块和整车控制器，本发明将车对负载和车对车设备进行集成，同时具备两种功能，通过获取连接电阻和/或控制电压，自动判断充放电枪的连接状态，选择合适的充放电模式，并语音提示充放电状态与故障信息，实现灵活控制。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车充放电技术领域，特别涉及一种集成车对负载与车对车的充放电设备及其控制方法。
背景技术
当前有部分电动汽车具备车对负载或者车对车功能，能够实现电动车辆对外部用电器负载供电，或者给另外一辆电动车进行充电。对于车对负载和车对车功能，有专门的放电设备。对于车对负载功能，采用的放电设备通常是一把放电枪枪头连接一个插排，用电器在插排上取电。对于车对车功能，采用的设备是用一把双头枪，连接车与车交流充电座。设备分别连接至充电车辆与放电车辆，操作复杂。配备两款设备会带来成本的增加，同时也会进一步压缩车辆储物空间，因此，有必要提出一种集成车对负载与车对车的充放电设备。
发明内容
本发明提供了一种集成车对负载与车对车的充放电设备，包括第一充放电枪头、第二充放电枪头、检测模块、整车控制器、车载充电机、语音提醒模块和插座，将车对负载和车对车设备进行集成，通过检测模块获取连接电阻，确定充放电枪的连接状态，选择合适的充放电模式，让一款产品同时具备两种功能。
本发明的技术方案为：
一种集成车对负载与车对车的充放电设备，包括：
第一充放电枪头，其一端可选择连接放电车辆；
第二充放电枪头，其一端可选择连接充电车辆；
检测模块，其设置在放电车辆上，能够获取充放电枪的连接电阻和控制电压，并根据连接电阻和/或控制电压识别充放电枪连接状态；
车载充电机，其连接检测模块，能够根据充放电枪连接状态输出脉冲控制信号；
语音提醒模块，其与电阻检测模块通信连接，能够根据充放电枪连接状态播放语音提醒；
插座，其一端连接第一充放电枪头的另一端，另一端可选择的连接第二充放电枪头的另一端；
整车控制器，其与车载充电机、电池管理系统和语音提醒模块连接，能够根据充放电枪连接状态，选择充放电模式。
优选的是，插座包括多个插孔、选通开关和多个接线端子；
接线端子包括地线端子、火线端子、零线端子和控制端子；
选通开关能够控制插座与第二充放电枪头电性导通或断开。
优选的是，插座还设置有：
指示灯，其能够显示选通开关的通断状态，选通开关导通时指示灯亮，选通开关断开时指示灯熄灭；
开关按钮，其连接选通开关，能够手动打开或断开选通开关。
优选的是，选通开关包括彼此联动的第一开关和第二开关，第一开关连接火线端子，第二开关连接控制端子。
优选的是，第一充放电枪头和第二充放电枪头放电能力一致。
优选的是，充放电枪连接状态包括：第一充放电枪头连接正常、第一充放电枪头半连接、第二充放电枪头连接正常、第二充放电枪头半连接和连接故障。
一种集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，使用集成车对负载与车对车的充放电设备，包括：
检测模块获取充放电枪连接电阻，放电车辆的车载充电机被唤醒，车载充电机通过CAN信号唤醒整车控制器和电池管理系统；
若连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻值，则第一充放电枪头连接正常，启动车对负载放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”；
若连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第一充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
若连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻值，则第二充放电枪头连接正常，对外输出电压为Vx的脉冲控制信号，并实时检测控制电压，根据控制电压状态判断是否启动车对车放电功能；
若连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第二充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
否则，充放电枪头连接故障，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”。
优选的是，车对车放电功能包括：
若控制电压Vy∈[0.9Vx,1.1Vx)，则不启动放电功能，语音提醒“请连接充电车”；
若控制电压Vy∈(0,0.45Vx)∪[0.55Vx,0.9Vx)，则不启动放电功能，语音提醒“充电车故障”；
若控制电压Vy∈[0.45Vx,0.55Vx)，则启动车对车放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”。
优选的是，还包括，反馈车对负载/车对车放电状态标志给整车控制器，并控制最大输出电流值在第一充放电枪头和第二充放电枪头的最大放电能力内。
优选的是，还包括当充电车故障时，按动开关按钮，断开选通开关。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种集成车对负载与车对车功能的放电设备，将两种独立的放电设备集成为一个零件，提高了用户的使用便利性，也节约了使用成本。
2、本发明提供了一种集成车对负载与车对车功能的放电设备的控制方法，通过获取连接电阻和/或控制电压，自动判断充放电枪的连接状态，选择合适的充放电模式，并语音提示充放电状态与故障信息，能够实现灵活控制。
附图说明
图1为本发明提供的一种集成车对负载与车对车的充放电设备示意图。
图2为本发明的提供的一种集成车对负载与车对车的充放电设备中插座的电路连接示意图。
图3为车对负载模式控制导引电路原理图。
图4为车对车模式控制导引电路原理图。
图5为本发明的一个实施例中使用集成车对负载与车对车的充放电设备给车辆充电的过程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
“内”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示，一种集成车对负载与车对车的充放电设备，包括第一充放电枪头100、第二充放电枪头200、检测模块300、车载充电机400、插座500、整车控制器600和语音提醒模块700。
其中，第一充放电枪头100一端可选择连接放电车辆，第二充放电枪头200一端可选择连接充电车辆，检测模块300设置在放电车辆上，能够获取充放电枪的连接电阻和控制电压，并根据连接电阻和/或控制电压识别充放电枪连接状态，车载充电机400连接检测模块300，能够根据充放电枪连接状态输出脉冲控制信号，语音提醒模块700与电阻检测模块300通信连接，能够根据充放电枪连接状态播放语音提醒，插座500一端连接第一充放电枪头100的另一端，另一端可选择的连接第二充放电枪头200的另一端，整车控制器600与车载充电机400、电池管理系统和语音提醒模块700连接，能够根据充放电枪连接状态，选择充放电模式。
进一步的，插座500包括多个插孔S、选通开关K和多个接线端子。
其中，接线端子包括地线端子PE、火线端子L、零线端子N和控制端子CP，选通开关K能够控制插座与第二充放电枪头200电性导通或断开。
作为一种优选，插座500还设置有指示灯510和开关按钮520，指示灯510能够显示选通开关K的通断状态，选通开关K导通时指示灯510亮，选通开关K断开时指示灯510熄灭，开关按钮520连接选通开关K，能够手动打开或断开选通开关K。
进一步的，选通开关K包括彼此联动的第一开关KI和第二开关K2，第一开关K1连接火线端子L，第二开关K2连接控制端子CP。
作为一种优选，第一充放电枪头和第二充放电枪头放电能力一致。
作为一种优选，充放电枪连接状态包括：第一充放电枪头连接正常、第一充放电枪头半连接、第二充放电枪头连接正常、第二充放电枪头半连接和连接故障。
本发明将车对负载与车对车产品进行集成，实际应用时，第一充放电枪100连接放电车辆，第二充放电车辆200连接充电车辆。当第一充放电枪100插入放电车辆交流充电座，启动车辆进行放电后，插排500会带电，此时，第二充放电枪头200是不带电的。如果用户需要第二充放电枪头200也能输出，给另外一路电动车充电，需要按下开关按钮，电源指示灯点亮。
第一开关K1连接火线端子L，第二开关K2连接控制端子CP，插排内的K1和K2两个开关联动，当用户按下开关按钮，K1和K2同时导通或者断开。当K1和K2断开时，第二充电枪头不带电，防止用户触电。当用户使用第二充电枪头给外部供电，按下按钮，K1和K2导通，第一充电枪头连接的车辆可以给第二充电枪头连接的车辆充电。
如图3所示，为GB/T 18487.4中所给的车对负载接口原理图，按照标准中规定，RC＝1000Ω、R4＝2200Ω时，车对负载放电最大电流为32A；当RC＝2000Ω、R4＝1500Ω时，车对负载放电最大电流为16A。
如图4所示，为GB/T 18487.4中所给的车对车接口原理图，按照标准中规定，RC’＝220Ω、R4’＝3300Ω时，车对车放电最大电流为32A；当RC＝680Ω、R4＝2700Ω时，车对车放电最大电流为16A。
本发明所设计的设备，第一充放电枪头100枪头内R4、RC电阻的设计，设计成满足32A放电的能力第二充放电枪头200内R4’、RC’电阻的设计，设计成满足32A放电的能力。这样将第一充电枪头个第二充电枪头的放电能力设计成一致，可以避免放电过程中两端线缆容量的不匹配造成的过温事故。设计成32A的放电能力，可以尽快的提高车辆对车辆充电的速度。
一种集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，使用集成车对负载与车对车的充放电设备，包括：
检检测模块获取充放电枪连接电阻，放电车辆的车载充电机被唤醒，车载充电机通过CAN信号唤醒整车控制器和电池管理系统；
若连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻值，则第一充放电枪头连接正常，启动车对负载放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”；
若连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第一充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
若连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻值，则第二充放电枪头连接正常，对外输出电压为Vx的脉冲控制信号，并实时检测控制电压，根据控制电压状态判断是否启动车对车放电功能；
若连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第二充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
否则，充放电枪头连接故障，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”。
进一步的，车对车放电功能包括：
若控制电压Vy∈[0.9Vx,1.1Vx)，则不启动放电功能，语音提醒“请连接充电车”；
若控制电压Vy∈(0,0.45Vx)∪[0.55Vx,0.9Vx)，则不启动放电功能，语音提醒“充电车故障”；
若控制电压Vy∈[0.45Vx,0.55Vx)，则启动车对车放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”。
作为一种优选，还包括，反馈车对负载/车对车放电状态标志给整车控制器，并控制最大输出电流值在第一充放电枪头和第二充放电枪头的最大放电能力内。
作为一种优选，还包括当充电车故障时，按动开关按钮，断开选通开关。
在一个具体实施例中，使用集成车对负载与车对车的充放电设备进行充放电控制的流程如图5所示，包括：
S100、用户将充放电枪头插入车辆慢充口；
S200、车辆内部的车载充电机检测充放电枪的连接电阻，充电机被唤醒；
S300、车载充电机通过CAN信号唤醒车辆整车控制器和电池管理系统控制器；
S400、整车控制器根据检测到的电阻值判断放电模式；
S510、若检测到充电枪电阻为1000Ω，车辆识别为32A车对负载模式，且放电枪已连接正常，整车控制器控制充电机对外输出电流，充电机对外输出电流，反馈车对负载放电状态标志给整车控制器。充电机将最大输出电流值控制在32A以内，车辆通过语音提醒“放电成功”。
S520、若检测到充电枪电阻为3200Ω，车辆识别为32A车对负载模式，但放电枪为半连接状态，整车控制器不使能充电机对外放电，车辆通过语音提醒“请插好放电枪”。
S530、若检测到充电枪电阻为220Ω，车辆识别为32A车对车模式，且放电枪已连接正常，整车控制器控制充电机对外放电，充电机对外输出CP 12V PWM信号，并实时检测CP电压状态。
S531、若检测到CP持续10s为12V PWM，车辆通过语音提醒“请连接充电车”。
S532、若检测到CP持续10s为9V PWM，车辆通过语音提醒“充电车辆故障”。
S533、若检测到CP为6V PWM，充电机启动功率输出，对外输出电流，给被充电车辆补电，反馈车对车放电成功标志位给整车控制器，并将输出电流限制在32A以内，车辆通过语音提醒“充电成功”。
S534、若检测到CP为其他电压状态，车辆通过语音提醒“请连接充电车”。
S540、若检测到充电枪电阻为3520Ω，车辆识别为32A车对车模式，但放电枪为半连接状态，整车控制器不使能充电机对外放电，车辆通过语音提醒“请插好放电枪”。
S550、若检测到充电枪电阻为其它阻值，车辆识别为放电枪连接故障状态，整车控制器不使能充电机对外放电，车辆通过语音提醒“请插好放电枪”。
以上内容仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不脱离本发明的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (9)
1.一种集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，使用一种集成车对负载与车对车的充放电设备，所述一种集成车对负载与车对车的充放电设备包括：
第一充放电枪头，其一端可选择连接放电车辆；
第二充放电枪头，其一端可选择连接充电车辆；
检测模块，其设置在所述放电车辆上，能够获取所述充放电枪头的连接电阻和控制电压，并根据所述连接电阻和/或所述控制电压识别充放电枪头连接状态；
车载充电机，其连接所述检测模块，能够根据所述充放电枪头连接状态输出脉冲控制信号；
语音提醒模块，其与所述检测模块通信连接，能够根据所述充放电枪头连接状态播放语音提醒；
插座，其一端连接所述第一充放电枪头的另一端，另一端可选择的连接所述第二充放电枪头的另一端；
整车控制器，其与所述车载充电机、电池管理系统和所述语音提醒模块连接，能够根据所述充放电枪头连接状态，选择充放电模式；
所述一种集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，包括：
检测模块获取充放电枪头连接电阻，放电车辆的车载充电机被唤醒，所述车载充电机通过CAN信号唤醒整车控制器和电池管理系统；
若所述连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻值，则第一充放电枪头连接正常，启动车对负载放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”；
若所述连接电阻等于第一充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第一充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
若所述连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻值，则第二充放电枪头连接正常，对外输出电压为的脉冲控制信号，并实时检测控制电压，根据所述控制电压状态判断是否启动车对车放电功能；
若所述连接电阻等于第二充放电枪头的串联电阻与并联电阻之和，则第二充放电枪头半连接，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”；
否则，充放电枪头连接故障，不启动放电功能，语音提醒“请插好放电枪”。
2.如权利要求1所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述集成车对负载与车对车的充放电设备的所述插座包括多个插孔、选通开关和多个接线端子；
所述接线端子包括地线端子、火线端子、零线端子和控制端子；
所述选通开关能够控制插座与所述第二充放电枪头电性导通或断开。
3.如权利要求2所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述集成车对负载与车对车的充放电设备的所述插座还设置有：
指示灯，其能够显示所述选通开关的通断状态，所述选通开关导通时指示灯亮，所述选通开关断开时指示灯熄灭；
开关按钮，其连接所述选通开关，能够打开或断开所述选通开关。
4.如权利要求3所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述集成车对负载与车对车的充放电设备的所述选通开关包括彼此联动的第一开关和第二开关，所述第一开关连接火线端子，所述第二开关连接控制端子。
5.如权利要求4所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述集成车对负载与车对车的充放电设备的所述第一充放电枪头和所述第二充放电枪头放电能力一致。
6.如权利要求5所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述集成车对负载与车对车的充放电设备的所述充放电枪头连接状态包括：第一充放电枪头连接正常、第一充放电枪头半连接、第二充放电枪头连接正常、第二充放电枪头半连接和连接故障。
7.如权利要求1所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，所述车对车放电功能包括：
若所述控制电压，则不启动放电功能，语音提醒“请连接充电车”；
若所述控制电压，则不启动放电功能，语音提醒“充电车故障”；若所述控制电压/>，则启动车对车放电功能，对外输出电流，并语音提醒“放电成功”。
8.如权利要求7所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，还包括，反馈车对负载/车对车放电状态标志给所述整车控制器，并控制最大输出电流值在所述第一充放电枪头和所述第二充放电枪头的最大放电能力内。
9.如权利要求8所述的集成车对负载与车对车的充放电设备的控制方法，其特征在于，还包括当充电车故障时，按动开关按钮，断开选通开关。
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