CN116331048A - 充电机系统、充电机及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充电机系统、充电机及电动汽车，充电机系统包括：电源模块，当充电机被唤醒时为充电机供电；唤醒模块，包括与唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，CC电阻接入充电机系统时第一检测点的电压降低，当唤醒芯片检测到第一检测点的电压降低至预设唤醒电压时唤醒充电机为待充电设备充电；控制模块，当充电机被唤醒时控制CC电阻连接电源模块使第一检测点的电压升高，当待充电设备充满电时先控制CC电阻与电源模块断开连接使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，再控制电源模块停止供电使充电机休眠。本发明提出的充电机系统能避免充电机从正常模式进入低功耗模式时被误唤醒，保证充电机能顺利休眠进入低功耗模式。

Description

充电机系统、充电机及电动汽车

技术领域

本发明涉及充电机领域，特别是涉及一种充电机系统、充电机及电动汽车。

背景技术

新能源车处于正常模式时，新能源车内部零部件的供电都来自于车辆的12V低压蓄电池。新能源车处于低功耗模式时，新能源车内部零部件会进入休眠状态，减少对12V低压蓄电池的电量消耗，从而保证下次启动时12V低压蓄电池有足够的电量馈电。

充电机用于将电网能量转化为新能源车动力电池的储能，在充电机与充电桩在建立连接前会通过CC信号(Connection Confirm)和CP信号(Control Pilot)进行信息交互。充电过程中，充电枪插入充电机后，即CC信号将充电机从低功耗模式的“休眠状态”唤醒进入正常模式，从而充电桩通过充电机为新能源车充电。充电完毕后，充电机从正常模式进入低功耗模式。但是，由于实际应用过程中的外部异常工况影响，充电机在从正常模式进入低功耗模式的过程中可能会被误唤醒，从而异常地退出进入低功耗模式的过程，进而产生新能源车的12V低压蓄电池电量持续消耗，最终导致新能源车的12V低压蓄电池馈电，从而无法启动的恶劣交互体验。比如，现有技术中的充电机大都是在检测到唤醒电压时进入唤醒状态，正常情况下充电机从唤醒状态进入休眠状态的过程中充电机不会检测到唤醒电压，从而正常情况下充电机能正常地从唤醒状态进入休眠状态。但是实际过程中，因为CC电阻阻值漂移、公差、温度对元器件压降的影响等因素，使充电机在唤醒状态进入休眠状态的过程中还会异常地检测到唤醒电压，从而被异常唤醒、无法正常进入休眠状态。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中充电机在进入低功耗模式的过程中被误唤醒从而无法进入低功耗模式的技术问题，提出一种充电机系统、充电机及电动汽车。

本发明采用的技术方案是：

本发明提出了一种充电机系统、充电机及电动汽车，其中充电机系统包括：

电源模块，用于当充电机被唤醒时为充电机供电；

唤醒模块，包括与所述唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，其中，CC电阻接入所述充电机系统时所述第一检测点的电压降低，当所述唤醒芯片检测到所述第一检测点的电压降低至预设唤醒电压时唤醒所述充电机为待充电设备充电；

控制模块，用于：当所述充电机被唤醒时控制所述CC电阻连接所述电源模块使所述第一检测点的电压升高，当待充电设备充满电时先控制所述CC电阻与所述电源模块断开连接使所述第一检测点的电压降低至所述预设唤醒电压以下，再控制所述电源模块停止供电使所述充电机休眠。

优选的，所述唤醒模块还包括辅助电源V1、电阻Ra、二极管D1；其中，所述辅助电源V1的正极依次连接所述电阻Ra、所述二极管D1的正极，所述辅助电源V1的负极接地，所述第一检测点设置在所述电阻Ra和所述二极管D1之间，所述二极管D1的负极与所述CC电阻连接。

优选的，所述控制模块包括开关K1和控制芯片；其中，所述开关K1的一端连接所述电源模块的正极，所述开关K1的另一端连接所述二极管D1的负极，所述控制芯片控制所述开关K1开闭并控制所述电源模块供电或停止供电。

进一步的，还包括检测模块，当所述充电机被唤醒时连接在所述电源模块和所述CC电阻之间，并用于检测所述CC电阻的阻值大小。

优选的，所述检测模块包括电阻Rb。

充电机，包括上文所述的充电机系统。

电动汽车，包括上文所述的充电机系统。

进一步的，还包括整车控制器和电机控制器，所述整车控制器控制所述充电机和所述电机控制器的工作状态。

进一步的，当所述充电机中的检测模块检测到所述CC电阻的阻值超出预设阻值范围时，通过所述充电机向所述整车控制器上报所述CC电阻的阻值异常信息，响应于接收到所述CC电阻的阻值异常信息，通过所述整车控制器控制所述电机控制器休眠。

进一步的，当所述充电机的检测模块检测到所述CC电阻的阻值在预设阻值范围内时，所述充电机在待充电设备充满电后休眠，以及通过所述整车控制器控制所述电机控制器休眠。

与现有技术比较，本发明提出的充电机系统在控制充电机休眠进入低功耗模式时不是直接控制电源模块断电而直接休眠进入低功耗模式，而是先在电源模块保持供电的基础上使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，在第一检测点降压的过程中即使存在唤醒芯片唤醒充电机的情况，但是此时电源模块本身就在为充电机供电(即充电机此时还是处于正常模式)，唤醒芯片的唤醒动作不会产生任何影响，待第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下后再控制电源模块停止休眠使充电机休眠进入低功耗模式，从而不会存在充电被误唤醒无法进入低功耗模式的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提出的充电机系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中充电机系统的电路结构示意图；

图3为现有技术中充电机进入低功耗模式的时序控制图；

图4为本发明提出的充电机进入低功耗模式的时序控制图；

图5为本发明提出的CC电阻异常时电动汽车的控制步骤。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

新能源车处于正常模式时，新能源车内部零部件的供电都来自于车辆的12V低压蓄电池。新能源车处于低功耗模式时，新能源车内部零部件会进入休眠状态，减少对12V低压蓄电池的电量消耗，从而保证下次启动时12V低压蓄电池有足够的电量馈电。

充电机用于将电网能量转化为新能源车动力电池的储能，在充电机与充电桩在建立连接前会通过CC信号(Connection Confirm)和CP信号(Control Pilot)进行信息交互。充电过程中，充电枪插入充电机后，即CC信号将充电机从低功耗模式的“休眠”状态唤醒进入正常模式，从而充电桩通过充电机为新能源车充电。充电完毕后，充电机从正常模式进入低功耗模式。但是，由于实际应用过程中的外部异常工况影响，充电机在从正常模式进入低功耗模式的过程中可能会被误唤醒，从而异常地退出进入低功耗模式的过程，进而产生新能源车的12V低压蓄电池电量持续消耗，最终导致新能源车的12V低压蓄电池无法馈电，从而无法启动的恶劣交互体验。

因此，为了解决现有技术中充电机进入低功耗模式时容易被误唤醒从而无法进入低功耗模式的技术问题，本发明提出了一种充电机系统，包括：

电源模块，当充电机被唤醒时为充电机供电；

唤醒模块，包括与唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，CC电阻接入充电机系统时第一检测点的电压降低，当唤醒芯片检测到第一检测点的电压降低至预设唤醒电压时唤醒充电机为待充电设备充电；

控制模块，当充电机被唤醒时控制CC电阻连接电源模块使第一检测点的电压升高，当待充电设备充满电时先控制CC电阻与电源模块断开连接使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，再控制电源模块停止供电使充电机休眠。

由此可知，本发明提出的充电机系统在控制充电机休眠进入低功耗模式时不是直接控制电源模块断电而直接休眠进入低功耗模式，而是先在电源模块保持供电的基础上使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，在第一检测点降压的过程中即使存在唤醒芯片唤醒充电机的情况，但是此时电源模块本身就在为充电机供电(即充电机此时还是处于正常模式)，唤醒芯片的唤醒动作不会产生任何影响，待第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下后再控制电源模块停止休眠使充电机休眠进入低功耗模式，从而不会存在充电被误唤醒无法进入低功耗模式的情况。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

如图1所示，本发明提出了一种充电机系统，包括：

电源模块，当充电机被唤醒时电源模块为充电机供电使充电机进入正常模式；

唤醒模块，包括与唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，CC电阻接入充电机系统时会与唤醒模块连接从而使第一检测点的电压降低，在第一检测点降压的过程中若唤醒芯片检测到第一检测点的电压降低至预设唤醒电压时，唤醒芯片便会唤醒充电机进入正常模式为待充电设备充电；

控制模块，当充电机被唤醒时控制模块控制CC电阻再与电源模块连接从而使第一检测点的电压升高(在此过程中唤醒芯片可能仍会检测到第一检测点的电压升高至预设唤醒电压从而唤醒充电机，但此时电源模块已经处于供电状态即充电机处于正常模式，所以此过程中唤醒芯片的唤醒动作不会产生任何影响)，当待充电设备充满电时控制模块先控制CC电阻与电源模块断开连接从而使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，待第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下后控制模块再控制电源模块停止供电使充电机休眠进入低功耗模式(在此过程中，充电机系统是在电源模块供电即充电机处于正常模式时先使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，所以即使唤醒芯片做出唤醒动作也不会对充电机接下来进入低功耗模式产生任何影响)；

检测模块，当充电机被唤醒时检测模块连接在电源模块和CC电阻之间，用于检测CC电阻的阻值大小。

具体的，如图2所示，在本实施例中，R4、Rc为国标要求的CC电阻设置在充电枪内部，S1为充电枪按键开关，电阻R4和电阻RC串联的总阻值为3.3kΩ。唤醒模块、控制模块、电源模块和检测模块设置在充电机内部形成充电机系统，充电枪通过充电口与充电机插接。其中，唤醒模块包括：电阻Ra、二极管D1、辅助电源V1、与唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，电阻Ra的阻值为10kΩ，辅助电源V1的供电电压为3.3V，二极管D1的导通压降为0.3V；电源模块包括3.3V直流源；控制模块包括开关K1和控制芯片，控制芯片可与充电机进行通信并控制3.3V直流源和开关K1；检测模块包括电阻Rb，电阻Rb的阻值为1kΩ。

具体的，3.3V直流源的正极连接电阻Rb，电阻Rb的另一端连接开关K1，开关K1的另一端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接电阻Ra，电阻Ra的另一端连接辅助电源V1的正极，辅助电源V1的负极接地，3.3V直流源的负极接地，电阻R4和电阻Rc串联，充电枪按键开关S1与电阻R4并联，电阻R4的另一端接地，当充电枪与充电机插接时，电阻Rc与二极管D1的负极连接。

结合上文具体的电路结构，下面具体解释充电机从正常模式休眠进入低功耗模式的过程：

当充电机处于低功耗模式时，3.3V直流源停止供电、开关K1断开，CC电阻R4和电阻Rc未接入充电机，此时第一检测点的电压为3.3V。当充电机从低功耗模式进入正常模式时，充电枪插接充电机、CC电阻接入充电机，此时二极管D1的负极连接CC电阻，在半工况下(按键开关S1断开)的情况下，第一检测点的电压开始下降至1.04V，具体计算过程为：

在本实施例中预设唤醒电压设为2.9V，当唤醒芯片检测到第一检测点的电压下降到2.9V时便会唤醒充电机，充电机的控制器接收到唤醒信号后会与控制芯片通信，此时控制芯片会同步控制开关K1闭合、控制3.3V直流源供电使充电机进入正常模式，正常情况下充电机进入正常模式时第一检测点的电压会升高为2.83V，具体计算过程为(因为电阻Ra的阻值远远大于CC电阻的阻值，所以辅助电源V1、电阻Ra和二极管D1对二极管D1负极电压产生的影响可忽略不计)：

由此可知，如图3所示，正常情况下，待充电设备充满电后控制芯片会直接控制3.3V直流源停止供电使充电机休眠进入低功耗模式，即t1时刻3.3V直流源停止供电、充电机从正常模式进入低功耗模式、第一检测点的电压会从2.83V降低至1.04V。在此过程中第一检测点的电压不会达到预设唤醒电压，充电机能顺利进入低功耗模式。但是，实际应用中考虑到CC电阻阻值的漂移、公差和二极管D1的压降随温度变化等因素的影响，正常模式下第一检测点的电压和预设唤醒电压的差距会进一步缩小，第一检测点的电压甚至超过3V。所以，在此种异常情况下，如图3所示，当t1时刻3.3V直流源停止供电、充电机从正常模式进入低功耗模式、第一检测点的电压会从大于3V的数值降低，因此极大可能会在t2时刻出现第一检测点的电压达到唤醒电压的情况，此时唤醒芯片又会唤醒充电机使充电机进入正常状态，接下来充电机反复重复上述动作，导致充电机无法休眠进入低功耗模式。

为了解决上述异常情况出现的充电机无法进入低功耗模式的问题，本发明提出的充电机系统不是直接控制3.3V直流源停止供电使充电机从正常模式进入低功耗模式的，而是先控制开关K1断开使第一检测点的电压降低至预设唤醒电压以下，再控制3.3V直流源停止供电、充电机从正常模式进入低功耗模式。如图4所示，异常情况下，t1时刻控制开关K1断开、3.3V直流源保持供电，第一检测点电压从大于3V的数值下降至预设唤醒电压以下，待第一检测点电压稳定后t2时刻再控制3.3V直流源停止供电使充电机从正常模式进入低功耗模式。在t1-t2时间段内，即使唤醒芯片仍会检测到第一检测点的电压降低达到预设唤醒电压、唤醒充电机，但此时3.3V直流源是处于供电状态即充电机处于正常模式，所以此过程中唤醒芯片的唤醒动作不会对后续充电机进入低功耗模式产生任何影响。因此，在异常情况下，充电机仍能正常进入低功耗模式。

此外，在正常模式下，可以通过计算电阻Rb的电压、电流，反推CC电阻的阻值，从而检测CC电阻是否出现异常。

具体的，在本实施例中第一检测点设置在电阻Ra和二极管D1之间，但是在其他实施例中第一检测点还可以设置在二极管D1的负极端，第一检测点的具体位置不受限制，可以改变，但是第一检测点的位置改变时唤醒电压的值也随之改变。

此外，本发明还提出一种充电机，该充电机包括上文提出的充电机系统。

本发明还提出一种电动汽车，该电动汽车包括上文提出的充电机系统，还包括整车控制器、电机控制器等其他控制器，整车控制器可控制充电机系统、电机控制器和其他控制器的工作状态。

实际使用过程中，CC电阻的阻值可能因为多种原因出现异常，当CC电阻的阻值异常时会影响第一检测点的电压，从而导致充电机无法休眠，而当充电机无法正常休眠时又会导致电动汽车上的其他的控制器无法正常休眠，使整车的电流消耗增大。因此，如图5所示，本发明为了应对该问题还提出：在控制电源模块停止供电使充电机休眠之前，控制检测模块检测CC电阻的阻值。若CC电阻的阻值在预设阻值范围内时，则充电机正常休眠，当充电机系统正常休眠时，整车控制器也会控制电机控制器及其他控制器正常休眠；若CC电阻的阻值超出预设阻值范围，则充电机向整车控制器上报CC电阻异常信息并同时进入静默模式，静默模式下充电机不再向整车控制器上报CC电阻异常信息、车辆控制器控制电机控制器及其他控制器正常休眠，从而避免整车的电流消耗过大、电池馈电的情况，充电机系统则等待CC电阻正常被唤醒。具体的，图5中所提及的充电机正常休眠的方式有两种，一种是直接使电源模块停止供电从而进入休眠模式(使用该方式休眠的前提是在电源模块直接断电的过程中不会出现误唤醒的情况)，另一种是先断开开关K1使第一检测点的电压降低至唤醒电压以下再使电源模块断电(使用该方式休眠的前提是在电源模块直接断电的过程中会出现误唤醒的情况)。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.充电机系统，其特征在于，包括：

电源模块，用于当充电机被唤醒时为充电机供电；

唤醒模块，包括与所述唤醒模块中第一检测点连接的唤醒芯片，其中，CC电阻接入所述充电机系统时所述第一检测点的电压降低，当所述唤醒芯片检测到所述第一检测点的电压降低至预设唤醒电压时唤醒所述充电机为待充电设备充电；

控制模块，用于：当所述充电机被唤醒时控制所述CC电阻连接所述电源模块使所述第一检测点的电压升高，当待充电设备充满电时先控制所述CC电阻与所述电源模块断开连接使所述第一检测点的电压降低至所述预设唤醒电压以下，再控制所述电源模块停止供电使所述充电机休眠。

2.如权利要求1所述的充电机系统，其特征在于，所述唤醒模块还包括辅助电源V1、电阻Ra、二极管D1；其中，所述辅助电源V1的正极依次连接所述电阻Ra、所述二极管D1的正极，所述辅助电源V1的负极接地，所述第一检测点设置在所述电阻Ra和所述二极管D1之间，所述二极管D1的负极与所述CC电阻连接。

3.如权利要求2所述的充电机系统，其特征在于，所述控制模块包括开关K1和控制芯片；其中，所述开关K1的一端连接所述电源模块的正极，所述开关K1的另一端连接所述二极管D1的负极，所述控制芯片控制所述开关K1开闭并控制所述电源模块供电或停止供电。

4.如权利要求1所述的充电机系统，其特征在于，还包括检测模块，当所述充电机被唤醒时连接在所述电源模块和所述CC电阻之间，并用于检测所述CC电阻的阻值大小。

5.如权利要求4所述的充电机系统，其特征在于，所述检测模块包括电阻Rb。

6.充电机，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的充电机系统。

7.电动汽车，其特征在于，包括权利要求6所述的充电机。

8.如权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，还包括整车控制器和电机控制器，所述整车控制器控制所述充电机和所述电机控制器的工作状态。

9.如权利要求8所述的电动汽车，其特征在于，

当所述充电机中的检测模块检测到所述CC电阻的阻值超出预设阻值范围时，通过所述充电机向所述整车控制器上报所述CC电阻的阻值异常信息，

响应于接收到所述CC电阻的阻值异常信息，通过所述整车控制器控制所述电机控制器休眠。

10.如权利要求8所述的电动汽车，其特征在于，当所述充电机的检测模块检测到所述CC电阻的阻值在预设阻值范围内时，所述充电机在待充电设备充满电后休眠，以及通过所述整车控制器控制所述电机控制器休眠。

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