CN115742794B - 电动汽车充电口盖的控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电动车充电口盖的控制系统，涉及充电技术领域，包括充电桩、充电枪头和电动汽车的充电口盖组件，充电桩和充电枪之间通过充电枪线连接；充电桩内设置有充电桩控制器、信号发射器和显示屏，其中的充电桩控制器分别和发射器、充电枪头以及显示屏之间电连接；充电枪头上设置有控制按钮组件，且通过充电枪线和充电桩控制器连接，用于控制发射器与充电口盖组件之间进行轮询通讯，通过建立的通讯连接开启充电口盖；充电口盖组件上设置有无线接收器和充电口盖控制器，用于和充电桩之间建立通讯连接，以及根据生成的开盖指令开启充电口盖。

Description

电动汽车充电口盖的控制系统

技术领域

本申请实施例涉及充电技术领域，特别涉及一种电动汽车充电口盖的控制系统。

背景技术

电动汽车充电桩作为给电动汽车提供充电服务的设备，包含有桩体和枪头等组件，有着各种应用场景。在物联网技术和新能源技术不断发展的情况下，催生出一批电动车充电口盖自动开盖的技术，也就是在需要充电时，适时自动开启充电口盖，用户可以直接插枪充电。

相关技术中，充电口盖组件时和汽车的控制系统连接的，在电动汽车“熄火”关机后，通过中控屏开启充电口盖，然后用户再下车拔枪充电，这种方式操作比较繁琐。另外还有一些车电动车厂家采用感应识别系统自动识别距离充电口的预设范围内是否有充电枪，根据判断结果接收解锁指令然后开启充电口盖。但是，这种感应往往需要车企和充电桩之间具有较高的兼容性。因为不同车型采用的工作频段存在差异，所以对不同车型如何实现对车端兼容通讯和快速匹配是亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种电动汽车充电口盖控制系统，解决电动汽车充电口盖自动开盖和兼容性差的问题。所述系统包括充电桩、充电枪头和电动汽车的充电口盖组件，充电桩和充电枪之间通过充电枪线连接；所述充电桩内设置有充电桩控制器、信号发射器和显示屏，其中的所述充电桩控制器分别和所述发射器、所述充电枪头以及显示屏之间电连接；

所述充电枪头上设置有控制按钮组件，且通过充电枪线和所述充电桩控制器连接，用于控制所述发射器与所述充电口盖组件之间进行轮询通讯，通过建立的通讯连接开启充电口盖；

所述充电口盖组件上设置有无线接收器和充电口盖控制器，用于和所述充电桩之间建立通讯连接，以及根据生成的开盖指令开启充电口盖。

具体的，所述信号发射器和所述信号接收器之间通过ISM频段建立通讯连接，所述充电桩控制器基于检测到的所述控制按钮组件的按压操作生成ISM频段切换指令。

具体的，所述充电桩控制器包括计费控制器和充电控制器，所述计费控制器直接与所述显示屏和所述信号发射器之间电连接，所述充电控制器和所述计费控制器之间电连接；所述显示屏用于接收所述计费控制器的显示指令，以及显示轮询按压操作时对应的ISM频点。

具体的，所述充电口盖组件位于电动汽车上，且接入有车辆控制器上；所述信号接收器和所述车辆控制器电连接，所述充电口盖控制器分别连接在所述充电口盖和所述车辆控制器之间，根据所述车辆控制器发送的所述开盖指令打开所述充电口盖。

具体的，当所述计费控制器和所述按钮组件直接连接时，所述计费控制器直接根据预设时间内的按压次数确定ISM增加指令或ISM降低指令，并控制所述信号发射器轮询通讯；

当所述按钮组件直接和所述充电控制器连接时，所述充电控制器将确定的ISM增加指令或ISM降低指令发送至所述计费控制器，通过所述计费控制器控制所述信号发射器轮询通讯。

具体的，当所述车辆控制器检测到的ISM发射频率和车辆目标ISM频率相匹配时，向所述充电口盖控制器发送所述开盖指令，所述充电口盖控制器基于接收到的所述开盖指令开启所述充电口盖。

具体的，充电枪的枪头和充电口盖组件中还分别设置有UWB无线发射器和UWB无线接收器，且所述UWB无线接收器和车辆控制器电连接，所述UWB无线发射器通过充电枪线和充电桩控制器之间电连接；

所述充电桩控制器基于控制按钮组件的按压操作控制所述UWB无线发射器发射指向信号；所述UWB无线接收器基于接收到的所述指向信号确定充电枪头的目标位置，并基于无线接收器接收的目标ISM频率生成开盖指令。

本申请带来的有益效果至少包括：通过在充电桩和充电口盖组件中加入信号发射器和信号接收器，方便车桩之间轮询，以建立通讯连接；而在充电枪头上设置的和充电控制器连接的控制按钮组件可以方便用户手动按压，以通过充电控制器控制信号发射器轮询向充电口盖组件发射信号。而位于电动汽车上的充电口盖组件通过信号接收器接收轮询信号并建立通讯连接，以便于通过生成的开该指令，控制充电口盖控制器开启充电口盖。而充电桩上的显示屏可以实时显示轮询频点，方便用户确定车桩的通信频点，也方便后续的充电设置，本申请相较于传统的自动充电开盖技术，不需要操作中控屏，直接通过按钮组件即可实现轮询通信，兼容各种车桩之间的通讯频率不兼容的问题。

附图说明

图1是本申请实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的场景示意图；

图2是本申请第一实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图；

图3是本申请第二实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图；

图4是本申请第三实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图；

图5是本申请第四实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图。

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，是本申请实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的场景示意图。该系统包括充电桩200、充电枪头210和电动汽车的充电口盖组件100。充电口盖组件100位于电动汽车上的任意位置，且可以和车辆主控系统连接，根据车内中控屏的操作开启充电口盖。充电桩200和充电枪210之间通过充电枪线连接，控制按钮组件211位于充电枪210的枪头部位，便于用户按压操作。该控制按钮组件211借助充电枪线连接到充电桩上，和充电桩内部的控制器保持通信连接。

图2是本申请第一实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图。充电桩内部设置有充电桩控制器、信号发射器和显示屏，其中的充电桩控制器分别和信号发射器、充电枪头以及显示屏之间电连接。显示屏为LED屏或其他形式的显示屏，能够显示充电桩的参数信息。

充电枪头上设置的控制按钮组件通过充电枪线和充电桩控制器连接，用于控制信号发射器与充电口盖组件之间进行轮询通讯，通过建立的通讯连接开启充电口盖。信号发射器和车端的信号接收器相匹配，且能够满足一定频段(如国际规定的ISM频段)内的轮询切换和信号发射，包括但不限于无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络信号等。

充电口盖组件包括有信号接收器、充电口盖控制器、充电口盖和车辆控制器，用于和充电桩之间建立通讯连接，以及根据生成的开盖指令开启充电口盖。信号接收器直接和车辆控制器连接，车辆控制器进一步连接充电口盖控制器。车辆控制器还和中控操作屏连接，用户可以在车内操作中控屏开启充电口盖。开该指令由车辆控制器生成，通过发送至充电口盖控制器，由充电口盖控制器控制充电口盖开启。

可选的，信号发射器和信号接收器之间可以通过ISM频段建立通讯连接，且信号发射器可以根据授权的国际标准ISM频段轮询切换发射通讯信号，信号接收器实时接收该特定频率的信号，并由车辆控制器进行匹配判断。充电桩控制器基于检测到的控制按钮组件的按压操作生成ISM频段切换指令，如ISM频段增加指令和ISM频率降低指令。可选的，充电桩控制器可以预先设定控制按钮组件在预设时间内的按压次数生成ISM频段增加指令或ISM频率降低指令，例如快速单击为频率增加，快速双击为降低频率，具体操作次数本申请不作限定。

显示屏和车辆控制器连接实时根据ISM频段增加指令或ISM频率降低指令显示对应的轮询ISM频段。

在一种可能的实施方式中，充电桩控制器的轮询操作为单次的，也即用户对控制按钮组件进行一次操作时，充电桩控制器生成对应的ISM频段切换指令，同时在显示屏上显示，便于用户观察和确定能够与车端通讯的目标ISM频率(车端频率)。因为国标规定的车企使用的频段较小，用户简单操作几次后即可调整到和电动汽车相匹配的目标ISM频率，而用户可以直接从显示屏上确定自己车子的目标ISM频率。

在另一种可能的实施方式中，充电桩控制器的轮询操作为连续的，也即用户仅需对控制按钮组件执行一次相关操作，充电桩控制器根据设定的规则连续递增或递减ISM频率，且每次调整间隔一定时间，便于用户检查充电口盖的状态，及时确认目标ISM频点。

对于充电口盖组件来说，信号接收器接收到目标ISM频率的信号，经由车辆控制器识别和判断后，确定满足开盖条件后生成开盖指令，进而将其发送到通过电连接的充电口盖控制器，充电口盖控制器控制开启充电口盖。对于用户来说，用户可以根据充电口盖的开启状态确定自己车子的目标ISM，也方便下次充电时可以直接调整到该ISM频点。

综上所述，通过在充电桩和充电口盖组件中加入信号发射器和信号接收器，方便车桩之间轮询，以建立通讯连接；而在充电枪头上设置的和充电控制器连接的控制按钮组件可以方便用户手动按压，以通过充电控制器控制信号发射器轮询向充电口盖组件发射信号。而位于电动汽车上的充电口盖组件通过信号接收器接收轮询信号并建立通讯连接，以便于通过生成的开该指令，控制充电口盖控制器开启充电口盖。而充电桩上的显示屏可以实时显示轮询频点，方便用户确定车桩的通信频点，也方便后续的充电设置，本申请相较于传统的自动充电开盖技术，不需要操作中控屏，直接通过按钮组件即可实现轮询通信，兼容各种车桩之间的通讯频率不兼容的问题。

在一些使用场景中，由于充电桩自身内置有较多的功能和组件，例如网络通信模块需要实时网络通信，电源模块需要逆变转换，计费模块需要进行收费计算等。单一的控制器或控制模块处理负荷较大，所以本申请第二实施例将充电桩控制器进一步有分为计费控制器和充电控制器，如图3所示，计费控制器承担充电计时和费用计算，而充电控制器负责网络通信，电源模块逆变转换和监控等数据业务。且在计费控制器和充电控制器之间通信连接，用以处理必要的数据交换，比如计费停止或计时停止后的网络参数上报和用户端提醒业务。而本方案中对显示屏和信号发射器的控制功能全部迁移到计费控制器上。

具体的控制按钮组件直接和计费控制器连接，信号发射器和显示屏都由该计费控制器控制。当用户操作控制按钮组件时，计费控制器直接根据预设时间内的按压次数确定ISM频率增加指令或ISM频率降低指令，并控制信号发射器轮询通讯，减少充电控制器的处理负荷。

图4是本申请第三实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图。也就是按钮组件直接和充电控制器连接，其余连接关系和实施例二的连接关系相同。此种连接关系下，充电控制器只需要在原有的数据业务上，检测控制按钮组件的按压次数，进而将确定的ISM频率增加指令或ISM频率降低指令发送至计费控制器，最终的控制操作还是由计费控制器执行，控制信号发射器轮询通讯。

上述实施例通过使用国际标准规定的ISM频段控制信号发射器轮询通讯，和电动汽车的充电口盖组件建立通讯连接，并通过显示屏确认目标ISM，而轮询机制则由充电枪头上的控制按钮组件触发。对于充电桩的处理负荷，本申请将电动车控制器划分为计费控制器和充电控制器，实现业务分离，同时将对显示屏和信号发射器的轮询控制和显示转移到计费控制器上，减少充电控制器的处理负荷。对于车端来说，车辆控制器检测和确定目标ISM频率后，及时开启充电口盖，完成自动开盖操作。

在一些其他实施例中，充电桩和车位的距离较近，而信号发射器和信号接收器的通信距离可能会覆盖相邻车位，在用户操作按钮控制组件轮询通信过程中，可能会误触开启相邻车位的充电口盖。所以本申请在上述实施例的基础上，使用具备指向性的UWB超宽带组件来提高开盖的精准性。

如图5所示，是本申请第四实施例提供的电动汽车充电口盖控制系统的结构示意图。充电枪头上还设置有UWB无线发射器，对应充电口盖组件中还设置有UWB无线接收器，且UWB无线接收器和车辆控制器电连接，UWB无线发射器通过充电枪线和充电桩控制器之间电连接(可以接入在计费控制器或充电控制器)。用户在“熄火”拔枪后将枪头对准充电口盖组件方向按动控制按钮组件，UWB无线发射器向指向的方位发射指向信号。

具体计费控制器根据按压操作触发UWB无线发射器发射指向信号，同时信号发射器也对应发射轮询ISM频率信号。UWB无线接收器基于接收到的指向信号确定充电枪头的目标位置，车辆控制器在确定枪头的目标位置正确，且接收到的ISM频率信号为目标频率信号时，生成开盖指令；车辆控制器生成开盖指令后，将其发送至充电口盖控制器，由充电口盖控制器控制开启充电口盖。

综上，通过设置UWB信号发射器和接收器，可以实现车端对枪头指向方位进行检测，在方位正确的情况下，才能基于目标ISM频率生成开盖指令，也就不会出现误开邻位车辆的充电口盖，提高开盖的准确性。

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 (4)

1.一种电动汽车充电口盖控制系统，所述系统包括充电桩、充电枪头和电动汽车的充电口盖组件，充电桩和充电枪之间通过充电枪线连接；其特征在于，所述充电桩内设置有充电桩控制器、信号发射器和显示屏，其中的所述充电桩控制器分别和所述信号发射器、所述充电枪头以及显示屏之间电连接；

所述充电枪头上设置有控制按钮组件，且通过充电枪线和所述充电桩控制器连接，用于控制所述信号发射器与所述充电口盖组件之间进行轮询通讯，通过建立的通讯连接开启充电口盖；

所述充电口盖组件上设置有信号接收器和充电口盖控制器，用于和所述充电桩之间建立通讯连接，以及根据生成的开盖指令开启充电口盖；

所述信号发射器和所述信号接收器之间通过ISM频段建立通讯连接，所述充电桩控制器基于检测到的所述控制按钮组件的按压操作生成ISM频段切换指令；

所述充电桩控制器包括计费控制器和充电控制器，所述计费控制器直接与所述显示屏和所述信号发射器之间电连接，所述充电控制器和所述计费控制器之间电连接；所述显示屏用于接收所述计费控制器的显示指令，以及显示轮询按压操作时对应的ISM频点；

当所述计费控制器和所述按钮组件直接连接时，所述计费控制器直接根据预设时间内的按压次数确定ISM频率增加指令或ISM频率降低指令，并控制所述信号发射器轮询通讯；

当所述按钮组件直接和所述充电控制器连接时，所述充电控制器将确定的ISM频率增加指令或ISM频率降低指令发送至所述计费控制器，通过所述计费控制器控制所述信号发射器轮询通讯。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述充电口盖组件位于电动汽车上，且接入有车辆控制器上；所述信号接收器和所述车辆控制器电连接，所述充电口盖控制器分别连接在所述充电口盖和所述车辆控制器之间，根据所述车辆控制器发送的所述开盖指令打开所述充电口盖。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，当所述车辆控制器检测到的ISM发射频率和车辆目标ISM频率相匹配时，向所述充电口盖控制器发送所述开盖指令，所述充电口盖控制器基于接收到的所述开盖指令开启所述充电口盖。

4.根据权利要求1-3任一所述的系统，其特征在于，充电枪的枪头和充电口盖组件中还分别设置有UWB无线发射器和UWB无线接收器，且所述UWB无线接收器和车辆控制器电连接，所述UWB无线发射器通过充电枪线和充电桩控制器之间电连接；

所述充电桩控制器基于控制按钮组件的按压操作控制所述UWB无线发射器发射指向信号；所述UWB无线接收器基于接收到的所述指向信号确定充电枪头的目标位置，并基于无线接收器接收的目标ISM频率生成开盖指令。