CN114113748B - 一种充电检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种充电检测装置，该装置包括检测盒体、充电检测电路、信号检测电路、模式切换开关、充电端组和负载端组；充电端组包括第一充电端和第一信号端，负载端组包括第二充电端和第二信号端，第一充电端和第二充电端通过充电检测电路连接，第二充电端和第二信号端通过信号检测电路连接；充电端组位于充电检测装置底部的充电枪座，负载端组位于充电检测装置顶部的充电枪；信号检测电路设置有模式切换开关，模式切换开关用于在电源检测模式和负载检测模式之间进行切换，分别对电源设备和负载设备进行充电检测。本装置可以对充电过程中的控制信号进行检测，为充电中出现的问题分析与解决提供了有效的途径。

Description

一种充电检测装置

技术领域

本申请实施例涉及充电技术领域，特别涉及一种充电检测装置。

背景技术

随着新能源电动汽车及交流充电桩的不断开发和推广，不同品牌型号的电动汽车和交流充电桩之间系统可能会出现安全性和兼容性问题，造成交流充电桩无法给电动汽车充电或者出现充电过程中出现中断和漏电现象。

现有技术中，大多采用外接检测设备来单方面检测充电桩的各项参数，而无法同时对电动汽车和充电桩进行双向检测。故需要一款仅适用于新能源交流充电桩厂商，同时也适用于电动汽车厂商的充电检测设备。

发明内容

本申请实施例提供了一种充电检测装置。所述技术方案如下：所述充电检测装置包括检测盒体、充电检测电路、信号检测电路、模式切换开关、充电端组和负载端组；

所述充电端组包括第一充电端和第一信号端，所述负载端组包括第二充电端和第二信号端，所述第一充电端和所述第二充电端通过所述充电检测电路连接，所述第二充电端和所述第二信号端通过所述信号检测电路连接；

所述充电端组位于所述充电检测装置底部的充电枪座，用于连接电源设备，所述负载端组位于所述充电检测装置顶部的充电枪，用于连接负载设备；

所述信号检测电路设置有模式切换开关，所述模式切换开关用于在电源检测模式和负载检测模式之间进行切换，分别对电源设备和负载设备进行充电检测。

具体的，所述充电检测电路包括三相五线式充电线路，分别与所述第一充电端和所述第二充电端的三相五线式充电接口连接；其中，所述三相五线式充电线路上分别设置有五个线路检测点，线路检测点分别与所述检测盒体的外接香蕉插座相连，用于通过外接检测仪表进行检测；

所述三相线路上还设置有三相充电开关，用于控制所述第一充电端和所述第二充电端的连接。

具体的，所述检测盒体的表面还包括数显表，所述数显表接入所述三相五线式充电线路，用于显示充电电流和充电电压。

具体的，所述信号检测电路包括第一信号检测电路；所述第一信号检测电路包括所述第一主路、第一支路和第二支路；

所述第一主路包括模式切换开关和模式控制开关，所述模式控制开关和所述模式切换开关位于所述第一信号检测电路的所述第一主路，且所述第一主路依次串联所述模式控制开关和所述模式切换开关，其中，所述模式控制开关靠近所述第一信号端的第一信号接口；

所述模式切换开关位于所述检测盒体的表面，用于手动切换检测模式，当所述模式切换开关与所述第一支路连接时，所述充电检测装置切换为负载检测模式；当所述模式切换开关与所述第二支路连接时，所述充电检测装置切换为电源检测模式；

其中所述第一支路与所述第二信号端的第二信号接口相连，所述第二支路与所述三相五线式充电线路的保护地线相连。

具体的，所述第一信号检测电路还包括模式检测开关、第一检测电阻和第二检测电阻；

所述第二支路还包括并联的第一分路和第二分路，所述第一检测电阻位于所述第一分路，所述模式检测开关和所述第二检测电阻位于所述第二分路，所述第一分路和所述第二分路为并联分路。

具体的，所述信号检测电路还包括第二信号检测电路；所述第二信号检测电路两端分别与所述第一信号接口和所述第二信号端的第三信号接口相连。

具体的，所述第二信号检测电路还包括第二主路、第三支路和第四支路，所述第三支路和所述第四支路为并联支路，所述第三支路和第四支路通过电流切换开关与所述第二主路连接；

所述第三支路串联有第三检测电阻和第四检测电阻；所述第四支路串联有第五检测电阻和第六检测电阻；

具体的，所述第四检测电阻以及所述第六检测电阻并联有联动开关，所述联动开关用于短路所述第三支路中的所述第四检测电阻或，用于短路所述第四支路中的所述第六检测电阻。

具体的，所述第一信号接口和所述模式控制开关之间设置有第一信号检测点，所述联动开关和所述第三信号接口之间设置有第二信号检测点，所述第一信号检测点和所述第二信号检测点与所述检测盒体的表面的香蕉插座相接，用于通过外接检测仪表进行检测。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：充电检测装置通过设置模式切换开关，可以引入电源检测和负载检测两种检测模式，且模式检测开关和联动开关的引入可以模拟电源输入以及模拟负载充电前后的控制信号，确保在负载检测模式和电源检测模式都安全的情况下再进行充电，同时又可以对充电过程中的控制信号进行检测，为充电中出现的问题分析与解决提供了有效的途径。

附图说明

图1是本申请实施例提供的充电检测装置的正视图；

图2是本申请实施例提供的充电检测装置的左视图；

图3是本申请实施例提供的充电检测装置的右视图；

图4是本申请实施例提供的充电检测装置的电气原理图；

图5是本申请实施例提供的电动车检测模式的原理图；

图6是本申请实施例提供的充电桩检测模式的原理图；

图7是本申请实施例提供的正常充电时的原理图；

附图标记分别表示：1检测盒体，2充电枪座，3充电枪，4手柄，11充电检测孔，12模式检测开关，13联动开关，14模式切换开关，15CP信号检测孔，16CC信号检测孔，17PE信号检测孔，18数显表，19三相充电开关，20电流切换开关，21模式控制开关。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

如图1所示，充电检测装置包括检测盒体1、充电枪座2、充电枪3以及手柄4等部件，且检测盒体1正面设置有数显表18，数显表18可以显示该充电检测装置在充电过程中的电压和电流值。检测盒体1正面还设置有三相充电开关19，三相充电开关19包括三相火线以及零线开关，可以是一体的联动空气开关或分别独立控制的空气开关，具体和电源设备以及负载设备的电气特性决定。本实施例中以三相五线式为例进行说明，具体包括L1、L2和L3三相火线、N零线以及PE保护地线。

在检测盒体1侧面设置有手柄4，方便使用者操作。在检测盒体1顶部设置有充电枪3，充电枪3用于插入负载设备的充电插口，本方案中充电枪设置为圆形柔性枪头。在一些实施例中，还可以设置为其他形状。充电枪3的枪头为负载端组。检测盒体1底部为充电枪座2，充电枪座2中设置有充电端组，用于连接电源设备。

在本方案中，负载端组以及电源端组为七孔插头，根据功能区别分为信号端和充电端。充电端包括三相五线式的5个充电插头，信号端包括CC信号和CP信号的插头。

此外，本方案中充电检测装置的检测盒体1正面还设置有模式切换开关14，模式切换开关14包含两种切换模式，分别为电源检测模式和负载检测模式。其中，电源检测模式可以模拟对负载设备进行充电，并检测电源设备的电气特性和其他参数。而负载检测模式可以模拟电源对负载设备进行充电，并检测负载设备的电气特性和其他参数(此种该状态下的负载设备输入测试电流和/电压，模拟电源设备的充电过程)。

检测盒体1表面还设置有多个香蕉插座，香蕉插座用于测试充电检测电路以及信号检测电路中的电压电流值，以及波形图和电阻值等。图1中的充电检测孔11可以外接万用表测试各个检测模式下的各相电流值以及电压值。而CP信号检测孔15、CC信号检测孔16以及PE信号检测孔17分别可以用于测试各种信号波形图，用于确定电源端和/或负载端的参数信息，确保充电的安全性。

在模式切换开关14两侧分别设置两个金属按钮S2和S3。其中，S2按钮为信号检测电路的模式检测开关12，用于确定电源检测模式和负载检测模式；S3按钮是信号检测电路的联动开关13，用于改变CC信号的波形图。

此外，本充电检测装置为了能够兼容更多的负载设备以及电源设备，还在信号检测电路中设置了电流切换开关20，包括16A充电模式和32A充电模式，当负载设备的充电模式为16A输入时(最大充电电流为16A)，则切换至16A充电模式；当负载设备的充电模式为32A输入时(最大充电电流为32A)，则切换至32A充电模式。在一些其他的实施例中，信号检测电路中还可以设置更多的检测电路，用来确定其他规格的充电信号，如设置旋钮开关，每个档位对应一个规格的信号检测电路，则可以实现多规格负载设备的充电，大大提高充电检测装置的兼容性。本实施例不对具体充电规格进行限定。如图2所示，为充电检测装置的左视图，在左侧的金属盒体设置的金属按钮为电流切换开关。

图3是充电检测装置的右视图，右侧金属盒体上设置有金属手柄4，便于用户抓取。在手柄4下方设置有CP金属按钮，该CP金属按钮即为模式控制开关21。模式控制开关21可以控制CP信号检测电路的通断，模拟充电桩枪线与电动汽车的插枪(连接)与拔枪(分离)动作。

下面结合具体实施例进行描述充电检测过程。图4是本申请实施例提供的充电检测装置的电气原理图。

图中的充电端组和负载端组的各个接线端对应连接(充电端组的CC口是无效口)，充电端组与电源设备连接，负载端组和负载设备连接。例如负载设备是新能源汽车，则负载端组需要通过充电枪头和电动汽车的充电口连接，充电端组需要通过枪座与充电桩连接，该充电检测装置作为中间媒介连接在汽车和充电桩之间。充电检测电路即为图中的三相五线式充电线路，充电端组和负载端组的L1、L2、L3、N和PE端相连，每条线路上分别设置一个测试点，分别为L1测试点、L2测试点、L3测试点、N测试点和PE测试点，分别对应检测盒体上的L1香蕉插座、L2香蕉插座、L3香蕉插座、N香蕉插座和PE香蕉插座。且三相火线之间设置三相充电开关，用于通断充电电路。

信号检测电路包括第一信号检测电路和第二信号检测电路，第一信号检测电路用于测量CP信号，第二信号电路用于测量CC信号。第一信号检测电路的第一主路包含模式控制开关(CP按钮)和模式切换开关。当切换至负载模式时，第一主路和第一支路连接，充电端组和负载端组的CP端直接连通；当切换至电源模式时，第一主路和第二支路连接，第二支路还分为第一分路和第二分路，第一分路中串联第一检测电阻(R1)，第二分路中串联第二检测电阻(R2)和模式检测开关(S2)，且S2可以在电源检测模式下进行模拟负载端进行电源检测。

第二检测电路分为第二主路、第三支路和第四支路，第一主路中的电流切换开关包含16A信号和32A信号两种切换模式，16A信号模式对应的第三支路中依次串联第三检测电阻(R3)和第四检测电阻(R4)；32A信号模式对应的第四支路依次串联第五检测电阻(R5)和第六检测电阻(R6)。其中，R4和R6分别并联一联动开关(S3)，联动开关用于短路R4和R6，改变CC信号。图中的CC测试点即为CC香蕉插座，CP测试点即为CP香蕉插座，用于外接仪表查看CC信号以及CP信号。需要说明的是，CC信号以及CP信号用于电充汽车内部检测电路识别和确认，在CC信号以及CP信号正常的情况下才能进行充电。

下面以本发明装置用于电动汽车的车检模式和交流充电桩的桩检模式进行说明。充电端组对应连接充电桩，负载端组对应连接电动车。

如图5所示，当需要对电动车的充电口进行安全检查时，本装置与电充汽车连接，CC和PE接口连接模拟电源，用于提供并检测各种控制信号。CP按钮闭合，模式切换开关调为电动汽车检测模式(第一主路和第一支路连接)，此时的第二支路不起作用，S2开关任意，电流切换开关根据电动车的具体规格或型号选择16A或32A。当S3处于闭合状态时，可以通过CC检测点和PE检测点之间测量电压值和电流值。例如第二主路连接第三支路(16A)，R3为220Ω，R4为3.2KΩ，R5为680Ω，R2为2.7KΩ。当S3开启时，通过PE检测点和CC检测点测量有效电阻和电压以及电流的波形图，用于模拟充电桩枪头已插入电动车充电口，但未确认连接状态，此时无法正常充电。然后在闭合开关S3，闭合开关S3后短路R4，通过CC检测点和PE检测点测量有效电阻，用于确定充电桩枪线与电动汽车已确认连接，可以开始准备充电。在此过程中，CP和PE香蕉插座接入模拟电源或信号发生器，模拟充电桩CP信号。L1、L2、L3香蕉插孔外接交流电源，若CP信号正常，则确定电动汽车可以正常充电。当检测到电阻阻值或电压波形出现异常时，表明电动车的充电接口或内部电路出现异常，需要检修。

如图6所示，当需要对充电桩进行安全检查时，本装置和交流充电桩连接，负载端另接如电子负荷。CP按钮闭合，模式切换开关调为交流充电桩检测模式(第一主路和第二支路连接)。其中的R1为2.7K，R2为1.3K。由于对充电桩进行测试，因此需要将枪座和充电桩连接(电动车和枪头可以不连接)，S2处于开启状态，此时第一分路导通，可以通过CP测试点和PE测试点获得CP电压，此阶段模拟的是枪头插入，尚未充电状态；然后再闭合S2，第一分路和第二分路同时导通，CP信号改变，进行充电。此过程模拟电动汽车内部充电检测电路识别确认后，电动汽车开始正常充电过程。在此过程中，若检测到电阻阻值或电压波形出现异常时，表示交流充电桩可能出现充电异常，避免对电动车造成损坏。

如图7所示，在桩检和车检都无误的情况下，确定充电桩和电动汽车都处于正常状态，此时即可进行正式充电，该过程要同时将充电桩和电动车分别与充电检测装置的枪座和充电枪连接，然后将模式切换开关调至负载模式，此时S2无作用，S3闭合。在S3闭合后，各项参数正常，电动车能够接收到信号检测电路的激励信号，则开始对电动车进行充电，在充电过程中，可以通过数显表或外接仪表实时查看充电参数信息。

综上所述，本申请实施例中，充电检测装置通过设置模式切换开关，可以引入电源检测和负载检测两种检测模式，且模式检测开关和联动开关的引入可以模拟电源输入以及模拟负载充电前后的控制信号，确保在负载检测模式和电源检测模式都安全的情况下再进行充电，提高了充电检测的安全性，同时本装置还可以对充电过程中的控制信号进行检测，为充电中出现的问题分析与解决提供了有效的途径。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作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，这并不影响本发明的实质内容；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 (8)

1.一种充电检测装置，其特征在于，所述充电检测装置包括检测盒体、充电检测电路、信号检测电路、模式切换开关、充电端组和负载端组；

所述充电端组包括第一充电端和第一信号端，所述负载端组包括第二充电端和第二信号端，所述第一充电端和所述第二充电端通过所述充电检测电路连接，所述第二充电端和所述第二信号端通过所述信号检测电路连接；

所述充电端组位于所述充电检测装置底部的充电枪座，用于连接电源设备，所述负载端组位于所述充电检测装置顶部的充电枪，用于连接负载设备；

所述信号检测电路设置有模式切换开关和第一信号检测电路，所述模式切换开关用于在电源检测模式和负载检测模式之间进行切换，分别对电源设备和负载设备进行充电检测；

所述第一信号检测电路包括第一主路、第一支路和第二支路；所述第一主路包括模式切换开关和模式控制开关，所述模式控制开关和所述模式切换开关位于所述第一信号检测电路的所述第一主路，且所述第一主路依次串联所述模式控制开关和所述模式切换开关，其中，所述模式控制开关靠近所述第一信号端的第一信号接口；

所述模式切换开关位于所述检测盒体的表面，用于手动切换检测模式，当所述模式切换开关与所述第一支路连接时，所述充电检测装置切换为负载检测模式；当所述模式切换开关与所述第二支路连接时，所述充电检测装置切换为电源检测模式；其中所述第一支路与所述第二信号端的第二信号接口相连。

2.根据权利要求1所述的充电检测装置，其特征在于，所述充电检测电路包括三相五线式充电线路，分别与所述第一充电端和所述第二充电端的三相五线式充电接口连接；其中，所述三相五线式充电线路上分别设置有五个线路检测点，线路检测点分别与所述检测盒体的外接香蕉插座相连，用于通过外接检测仪表进行检测；

所述三相五线式充电线路的三相线路上还设置有三相充电开关，用于控制所述第一充电端和所述第二充电端的连接，所述第二支路与所述三相五线式充电线路的保护地线相连。

3.根据权利要求2所述的充电检测装置，其特征在于，所述检测盒体的表面还包括数显表，所述数显表接入所述三相五线式充电线路，用于显示充电电流和充电电压。

4.根据权利要求1所述的充电检测装置，其特征在于，所述第一信号检测电路还包括模式检测开关、第一检测电阻和第二检测电阻；

所述第二支路还包括并联的第一分路和第二分路，所述第一检测电阻位于所述第一分路，所述模式检测开关和所述第二检测电阻位于所述第二分路，所述第一分路和所述第二分路为并联分路。

5.根据权利要求1至4任一所述的充电检测装置，其特征在于，所述信号检测电路还包括第二信号检测电路；所述第二信号检测电路两端分别与所述第一信号接口和所述第二信号端的第三信号接口相连。

6.根据权利要求5所述的充电检测装置，其特征在于，所述第二信号检测电路还包括第二主路、第三支路和第四支路，所述第三支路和所述第四支路为并联支路，所述第三支路和第四支路通过电流切换开关与所述第二主路连接；

所述第三支路串联有第三检测电阻和第四检测电阻；所述第四支路串联有第五检测电阻和第六检测电阻。

7.根据权利要求6所述的充电检测装置，其特征在于，所述第四检测电阻以及所述第六检测电阻并联有联动开关，所述联动开关用于短路所述第三支路中的所述第四检测电阻或，用于短路所述第四支路中的所述第六检测电阻。

8.根据权利要求7所述的充电检测装置，其特征在于，所述第一信号接口和所述模式控制开关之间设置有第一信号检测点，所述联动开关和所述第三信号接口之间设置有第二信号检测点，所述第一信号检测点和所述第二信号检测点与所述检测盒体的表面的香蕉插座相接，用于通过外接检测仪表进行检测。