CN115395626B - 充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路 - Google Patents

充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路，包括与充电枪联通的三相通电电路，及一个模式选择电路，其包括连接线路CP线，以及可分别与之相连的充电线路和放电线路。本发明提供一种模式选择电路，与不同的适配电路配合，可以形成电路选择功能，择一实现三种模式的切换，在实现多功能充放电的前提下，还有效地解决了现有技术中的问题。

Description

充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路
技术领域
本发明涉及电动车充电技术领域，具体地涉及一种充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路。
背景技术
电动汽车主要的能量为电能，当电动汽车缺电时，主要是采用充电枪来作为连接设备，与电网连接来获取电能。现有充电枪具有四类，即模式一充电枪、模式二充电枪、模式三充电枪、模式四充电枪，其中模式二充电枪作为便携式充电枪，适用于家庭使用进行充电。
同时，电动汽车在使用中还有对外供电的可能需求，一方面电动汽车需要对负载产品提供电能，即V2L（Vehicle to Load）模式；另一方面电动汽车的电池箱也可以对其他待充车辆提供电能，即V2V（Vehicle to Vehicle）模式。V2L和V2V模式的输出端分别为插座和第二充电枪。
中国专利202010373677.5揭示了一种兼容对外放电和对车充电功能的充电枪及充电装置。该专利技术中揭示了一种充放合一的控制盒，用于实现V2L的插座一体成型于控制盒上，并且另一端还能实现V2V模式。这种同时可以充放电的模式具有几个问题：
（1）控制盒的线缆的容纳能力增加，增加了成本；若长时间不同时使用充放电功能，又会浪费线缆的容纳能力；
（2）如果充放电模式长期共用，则会增加主路负荷，可能会产生过载，若仍然长时间使用可能会因为电流的增加而产生发热、起火的风险；
（3）模式二充电枪的使用标准中有要求过流保护，当电流大于标准值1.1倍时需要断开；在这个标准下，现有技术的控制盒有可能会导致经常停止充电。
同样的，中国专利CN201811409156.X、CN202122966236.9揭示的充放电的控制系统、控制装置也仅仅公开的是同时可以充放电的适用于电动汽车充电箱控制盒的电路及相关装置。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种充放一体的缆上控制连接电路及其适配电路，其具有选择功能，选择性地实现多种模式的切换。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种充放一体的缆上控制连接电路，包括与充电枪联通的三相通电电路，分别为L线、N线、PE线，以及设置于所述L线上的第一继电器和L连接端口、设置于所述N线上的第二继电器和N连接端口，设置在所述PE线的PE连接端口，还包括有一个模式选择电路，其包括连接线路CP线，以及可分别与之相连的充电线路和放电线路，所述CP线的第一端联通第一充电枪的CP电路，其第二端设置有CP连接端口，所述充电线路包括依次连接的CP-Model2连接端口、电阻 R1、选择开关S1和供电控制模块，所述放电线路包括CP-V2L连接端口、二极管D1以及一个并联电路，所述并联电路为并联于PE线的电阻 R2和电阻 R3，所述电阻 R2和PE线之间设置有开关S2，所述二极管D1的正极连接所述CP-V2L连接端口，负极连接所述并联电路。
优选的，还包括阻值判断线路，其为并联的SW线和CC线，所述SW线的第一端通过常闭微动开关连接所述PE线，其第二端设置有SW连接端口；所述CC线的第一端联通第一充电枪的CC电路，其第二端设置有CC连接端口。
优选的，还设置有温度检测电路，其包括温度检测正负端口、温度检测控制器，以及两者之间的连接线路。
优选的，所述电源模块为纽扣电池或超级电容，或者为通过辅助电源模块将交流电转换成直流电的变压整流电路。
一种与上述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的充电电路，包括与电源端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-Model2端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至所述电源端的PE电路。
优选的，还包括设置在电源端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。
一种与上述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的放电电路，包括与负荷端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-V2L端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至负荷端的PE电路。
优选的，还包括设置在负荷端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。
一种与上述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的第二充电枪电路，包括与第二充电枪的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、与所述第二充电枪的CP线联通的CP端子，所述CC端子和电阻RC’串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4’串联至第二充电枪的PE电路。
优选的，还包括设置在第二充电枪上的阻值判断线路，其为串联有电阻RC、电阻R4的CC线，所述电阻R4的一侧连接至所述第二充电枪电路的三相通电电路的PE线，另一侧与电阻R4的连接点上并联有一个开关S3。
本发明的有益效果主要体现在：
（1）提供一种模式选择电路，与不同的适配电路配合，可以形成电路选择功能，择一实现三种模式的切换，在实现多功能充放电的前提下，还有效地解决了现有技术中的问题。
（2）模式二的充电电路、V2L的放电电路以及V2V电路三种电路，与一个共用的连接电路进行配合，最大程度地降低了成本；
（3）适于使用者灵活选择进行充电或放电，方便快捷，便于携带。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：充放一体的缆上控制连接电路的示意图；
图2：与图1的连接电路相适配的充电电路的示意图；
图3：与图1的连接电路相适配的放电电路的示意图；
图4：与图1的连接电路相适配的第二充电枪电路的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限于本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
如图1所示，本发明揭示了一种充放一体的缆上控制连接电路，与现有技术一样，包括与充电枪联通的三相通电电路，分别为L线、N线、PE线，以及设置于所述L线上的第一继电器和L连接端口、设置于所述N线上的第二继电器和N连接端口，设置在所述PE线的PE连接端口。
本发明技术方案还包括有一个模式选择电路，其包括连接线路CP线，以及可分别与之相连的充电线路和放电线路，所述CP线的第一端联通第一充电枪的CP电路，其第二端设置有CP连接端口，所述充电线路包括依次连接的CP-Model2连接端口、电阻 R1、选择开关S1和供电控制模块，所述放电线路包括CP-V2L连接端口、二极管D1以及一个并联电路，所述并联电路为并联于PE线的电阻 R2和电阻 R3，所述电阻 R2和PE线之间设置有开关S2，所述二极管D1的正极连接所述CP-V2L连接端口，负极连接所述并联电路。
进一步的，还包括阻值判断线路，其为并联的SW线和CC线，所述SW线的第一端通过常闭微动开关连接所述PE线，其第二端设置有SW连接端口；所述CC线的第一端联通第一充电枪的CC电路，其第二端设置有CC连接端口。所述SW线和CC线为独立导通的线缆，所述SW线通过所述微动开关1来与PE线联通，参与控制所述三相通电电路的通断。所述CC线用于判断模式选择电路的类型。
本发明可选择地设置有温度检测电路，其包括温度检测正负端口、温度检测控制器，以及两者之间的连接线路。所述温度检测电路用于在使用中实时检测连接端的温度大小，来防止温度过高损坏线路或引发危险。
所述电源模块为纽扣电池或超级电容，或者为通过辅助电源模块将交流电转换成直流电的变压整流电路。
在充电模式中，电源模块为变压整流电路，可以通过辅助电源模块将市电220V交流电转换成12V直流电。具体来讲，包括：
1）输入交流220V电压进行处理变为交流12V电压；
2）经过整流电路处理变为单相脉动电压；
3）经过滤波处理单相脉动电压变为带交流纹波的直流电压，再经过稳压电路处理变成稳定的12V直流电压。
12V直流电压可以给供电控制模块供电，控制选择开关S1，选择性地提供12V直流电压或PWM方波输出至待充电车辆。
在放电模式中，电源模块采用纽扣电池或超级电容为单片机供电，控制开关S2的通断。
所述模式选择电路用于给不同的连接器适配充电模式或放电模式。具体的，所述连接线路CP线为基础连接线路，保证连接确定信号的传输。当仅联通所述连接线路CP线时，则表示所述充放一体的缆上控制连接电路连接的是其他车辆，即V2V模式，实现车辆与车辆之间的电性连接；当同时联通所述连接线路CP线和充电线路时，则表示所述充放一体的缆上控制连接电路连接的是充电插头，并通过所述充电插头来给所述第一充电枪连接的车辆进行充电，本优选实施例中指使用模式二充电枪进行充电，即模式二充电模式；当同时联通所述连接线路CP线和放电线路时，则表示所述充放一体的缆上控制连接电路连接的是负载端，如连接插座来给用电产品进行供电，即V2L模式。
如图2所示，揭示了一种与所述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的充电电路，包括与电源端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-Model2端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至所述电源端的PE电路。
所述充电电路优选为模式二充电电路，用于让第一充电枪连接插头给车辆进行充电，所述CP端子和CP-Model2端子同时与CP连接端口、CP-Model2连接端口插接，使得所述CC线确认选择模式二充电模式。所述供电控制模块具有12V连接端和PWM连接端，所述PWM连接端用于通信控制，确认额定充放电流的电流大小。所述供电控制模块输出12V电压，所述开关S1进行12V电压或PWM方波输出切换。所述电阻R4和电阻RC用于放电枪内机械锁动作切换和放电车辆识别。
所述充电电路还包括设置在电源端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。所述正负端子和温度检测正负端口插接以形成闭合电路，使得所述温度检测电路实时检测所述电源端的连接温度。
如图3所示，揭示了一种与所述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的放电电路，包括与负荷端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-V2L端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至负荷端的PE电路。
所述负荷端优选为连接插座，来给负载产品提供电能。所述CP端子和CP-V2L端子同时与CP连接端口、CP-V2L连接端口插接，实现V2L模式选择。所述电阻R2和电阻R3并联来进行CP线电压的切换，所述CP电压具有12V、9V、6V三种状态。
所述放电电路还包括设置在负荷端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。所述正负端子和温度检测正负端口插接以形成闭合电路，使得所述温度检测电路实时检测所述负荷端的连接温度。
如图4所示，揭示了一种与所述的充放一体的缆上控制连接电路相适配的第二充电枪电路，包括与第二充电枪的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、与所述第二充电枪的CP线联通的CP端子，所述CC端子和电阻RC’串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4’串联至第二充电枪的PE电路。
所述第二充电枪电路还包括设置在第二充电枪上的阻值判断线路，其为串联有电阻RC、电阻R4的CC线，所述电阻R4的一侧连接至所述第二充电枪电路的三相通电电路的PE线，另一侧与电阻R4的连接点上并联有第二微动开关。
所述CP端子与CP连接端口插接，实现V2V模式选择，使得电性连接的车辆之间由电量多的向电量低的进行充电。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.充放一体的缆上控制连接电路，包括与充电枪联通的三相通电电路，分别为L线、N线、PE线，以及设置于所述L线上的第一继电器和L连接端口、设置于所述N线上的第二继电器和N连接端口，设置在所述PE线的PE连接端口，其特征在于：还包括有一个模式选择电路，其包括连接线路CP线，以及分别与之相连的充电线路和放电线路，所述CP线的第一端联通第一充电枪的CP电路，其第二端设置有CP连接端口，所述充电线路包括依次连接的CP-Model2连接端口、电阻 R1、选择开关S1和供电控制模块，所述放电线路包括CP-V2L连接端口、二极管D1以及一个并联电路，所述并联电路为并联于PE线的电阻 R2和电阻 R3，所述电阻 R2和PE线之间设置有开关S2，所述二极管D1的正极连接所述CP-V2L连接端口，负极连接所述并联电路；还包括阻值判断线路，其为并联的SW线和CC线，所述SW线的第一端通过常闭微动开关连接所述PE线，其第二端设置有SW连接端口；所述CC线的第一端联通第一充电枪的CC电路，其第二端设置有CC连接端口。
2.根据权利要求1所述的充放一体的缆上控制连接电路，其特征在于：还设置有温度检测电路，其包括温度检测正负端口、温度检测控制器，以及两者之间的连接线路。
3.根据权利要求2述的充放一体的缆上控制连接电路，其特征在于：还包括一电源模块，所述电源模块为纽扣电池或超级电容，或者为通过辅助电源模块将交流电转换成直流电的变压整流电路。
4.一种如权利要求3所述的充放一体的缆上控制连接电路的适配电路，其特征在于：为充电电路，其包括与电源端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-Model2端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至所述电源端的PE电路。
5.根据权利要求4所述的适配电路，其特征在于：还包括设置在电源端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。
6.一种如权利要求3所述的充放一体的缆上控制连接电路的适配电路，其特征在于：为放电电路，其包括与负荷端的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、相互联通的CP端子和CP-V2L端子，所述CC端子和电阻RC串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4串联至负荷端的PE电路。
7.根据权利要求6所述的适配电路，其特征在于：还包括设置在负荷端的三相通电电路侧的温度传感器，以及与之联通的温度检测正负端子。
8.一种如权利要求3所述的充放一体的缆上控制连接电路的适配电路，其特征在于：为第二充电枪电路，其包括与第二充电枪的三相通电电路联通的L端子、N端子和PE端子、与所述SW连接端口连接的SW端子、与所述CC连接端口连接的CC端子、与所述第二充电枪的CP线联通的CP端子，所述CC端子和电阻RC’串联后与所述SW端子所在线路并联，并与电阻R4’串联至第二充电枪的PE电路。
9.根据权利要求8所述的适配电路，其特征在于：还包括设置在第二充电枪上的阻值判断线路，其为串联有电阻RC、电阻R4的CC线，所述电阻R4的一侧连接至所述第二充电枪电路的三相通电电路的PE线，另一侧与电阻R4的连接点上并联有一个开关S3。
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