CN116685492A - 电动汽车充电控制器 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器，包括：开关；第一电阻器，第一电阻器的第一端连接到开关的集电极端子，第二端连接到第一电源；第二电阻器，第二电阻器的第一端连接到开关的集电极端子，第二端连接到信号输出端子；第三电阻器，第三电阻器的第一端连接到第二电阻器的第二端，第三电阻器的第二端连接到第一接地端子；以及二极管，其阴极端子电连接到开关的基极端子，并且开关的发射极端子电连接到供电设备的第二接地端子。

Description

电动汽车充电控制器

技术领域

实施例涉及一种电动汽车充电控制器。

背景技术

诸如电动汽车(EV)或插电式混合动力电动汽车(PHEV)的环境友好车辆使用安装在充电站的电动汽车供电设备(EVSE)来给电池充电。

为此，电动汽车充电控制器(EVCC)安装在EV内部，与EV和EVSE通信，并且控制EV的充电。

例如，当EVCC从电动汽车接收到指示充电开始的信号时，EVCC可以控制开始充电，当EVCC从电动汽车接收到指示充电结束的信号时，EVCC可以控制结束充电。

根据充电时间，电动汽车的充电方法可以分为快速充电和慢速充电。在快速充电的情况下，通过充电器供应的直流电对电池进行充电，在慢速充电的情况下，通过充电器供应的交流电对电池进行充电。因此，用于快速充电的充电器称为快速充电器或DC充电器，用于慢速充电的充电器称为慢速充电器或AC充电器。

电动汽车充电系统使用高压电进行充电，这可能因反向电流而导致诸如触电或系统故障的安全问题。因此，电动汽车充电系统通过各种序列控制充电过程，以提前防止充电期间可能出现的各种问题，并提供各种结构来增加系统的稳定性。

然而，目前电动汽车充电系统无法检测或防止电池充电过程中可能出现的所有各种问题，因此需要一种方案来解决上述问题。

发明内容

技术问题

实施例旨在提供一种能够准确检测电动汽车与电动汽车供电设备之间的连接状态的电动汽车充电控制器。

本实施例要实现的目的并不限于上述目的，还包括通过下述方案或实施例可以理解的目的或效果。

技术方案

根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器，包括：开关；第一电阻器，第一电阻器的第一端连接到开关的集电极端子并且第二端连接到第一电源；第二电阻器，第二电阻器的第一端连接到开关的集电极端子并且第二端连接到信号输出端子；第三电阻器，第三电阻器的第一端连接到第二电阻器的第二端并且第三电阻器的第二端连接到第一接地端子；以及二极管，其阴极端子电连接到开关的基极端子，其中，开关的发射极端子电连接到供电设备的第二接地端子。

开关单元可以包括NPN型的双极性结型晶体管(bipolar junction transistor)。

电动汽车充电控制器还可以包括电容器，电容器的第一端连接到信号输出端子，第二端连接到第一接地端子。

根据本发明的另一实施例的电动汽车充电控制器，包括：信号生成单元，被配置为当电动汽车供电设备的第一端口和电动汽车的第二端口连接时根据控制信号生成开关信号；开关单元，被配置为通过开关信号导通与第二端口的一端连接的开关元件；电压分配单元，被配置为通过与第二端口电连接的多个电阻器来分配由电动汽车的第一电源供应的电压；感测单元，被配置为通过感测由多个电阻器分配的电压来产生感测电压；以及确定单元，被配置为根据感测电压的电压值来确定与电动汽车供电设备的连接状态。

当感测电压的电压值为零时，确定单元可以确定供电设备的电源对地短路。

当感测电压的电压值对应于第一基准值时，确定单元可以确定第一端口未与第二端口电连接。

当感测电压的电压值小于第一基准值时，确定单元可以确定第一端口与第二端口电连接。

当在电动汽车处于对电池充电的过程中感测电压的电压值对应于第一基准值时，可以确定电动汽车的电池短路。

根据本发明的又一实施例的确定电动汽车充电控制器的连接状态的方法，包括：当电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口连接时，根据控制信号生成开关信号；通过开关信号导通与第二端口的一端连接的开关元件；通过电连接到第二端口的多个电阻器来分配由电动汽车的第一电源供应的电压；通过感测由多个电阻器分配的电压来产生感测电压；以及根据感测电压的电压值来确定与电动汽车供电设备的连接状态。

在确定连接状态时，当感测电压的电压值为零时，可以确定供电设备的电源对地短路。

在确定连接状态时，当感测电压的电压值对应于第一基准值时，可以确定第一端口未与第二端口电连接。

在确定连接状态时，当感测电压的电压值小于第一基准值时，可以确定第一端口与第二端口电连接。

在确定连接状态时，当在电动汽车处于对电池充电的过程中感测到的电压值对应于第一基准值时，可以确定电动汽车的电池短路。

根据本发明的又一实施例的电动汽车充电控制器，包括：检测单元，被配置为基于从电动汽车的第一电源施加的电压来输出检测信号；开关单元，被配置为电连接或电断开检测单元和电动汽车供电设备，当电动汽车供电设备的第一端口连接到与第一端口相对应的电动汽车的第二端口时，阻断从电动汽车供电设备流出的电流；以及开关控制单元，被配置为通过使用电动汽车的第二电源产生开关信号来控制开关单元的导通和关断。

开关单元可以包括NPN型双极性结型晶体管。

检测单元可以包括：第一电阻器，其第一端连接到双极性结型晶体管的集电极端子，第二端连接到第一电源；第二电阻器，其第一端连接到双极性结型晶体管的集电极端子；以及第三电阻器，其第一端连接到第二电阻器的第二端，其第二端连接到电动汽车的接地端子。

电动汽车充电控制器还可以包括噪声去除单元，噪声去除单元被配置为去除检测信号中包括的噪声信号。

噪声去除单元还可以包括电容器，电容器的第一端连接到第二电阻器的第二端和第三电阻器的第一端，电容器的第二端连接到电动汽车的接地端子。

检测单元可以从第二电阻器的第二端和第三电阻器的第一端所连接的节点输出检测信号。

开关控制单元可以包括：第四电阻器，其第一端连接到双极性结型晶体管的基极端子；二极管元件，其阴极端子连接到第四电阻器的第二端；双偏置电阻器，其第一端子连接到电动汽车的接地端子，第二端子连接到第二电源，第三端子连接到二极管元件的阳极端子，并且第五端子与第六端子彼此连接；以及第五电阻器，其第一端连接双偏置电阻器的第四端子，并且其第二端连接到第二电源。

电动汽车充电控制器还可以包括确定单元，确定单元被配置为基于检测信号来确定第一端口与第二端口之间的连接状态。

当检测信号的幅值包括在第一电压范围内时，确定单元可以确定第一端口和第二端口连接的线路中发生了对地短路。

当检测信号的幅值包括在平均值大于第一电压范围的平均值的第二电压范围内时，确定单元可以确定第一端口与第二端口连接。

当检测信号的幅值包括在平均值大于第二电压范围的平均值的第三电压范围内时，确定单元可以确定第一端口与第二端口断开连接。

当在电动汽车的电池充电期间检测信号的幅值包括在第三电压范围内时，确定单元可以确定发生了对电池的短路。

有益效果

根据实施例，可以通过防止从电动汽车供电设备流出的反向电流被引入电动汽车侧的微处理器等来提高充电系统的稳定性。

根据实施例，可以确定在执行充电序列时可能发生的各种连接状态，从而提高充电系统的安全性。

本发明的各种有益优点和效果不限于上述内容，并且在描述本发明的具体实施例的过程中可以更容易地理解。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电系统的图。

图2是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电系统的配置的图。

图3是根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器的框图。

图4是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器的电路配置的图。

图5是示出当根据本发明的实施例的开关单元处于关断状态时的电流流动的图。

图6是示出当根据本发明的实施例的开关单元处于导通状态时的电流流动的图。

图7是用于说明根据本发明的实施例的使用电动汽车充电控制器的端口状态确定过程的流程图。

图8是根据本发明的一个实施例的电动汽车充电控制器的框图。

图9是根据本发明的一个实施例的确定电动汽车充电控制器的连接状态的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

然而，本发明的技术理念不限于本文描述的一些实施例，而是可以以各种不同的形式来实现。在本发明的技术理念的范围内，可以选择性地组合和替换实施例中的一个或多个构成元件。

此外，除非另有具体和明确的定义和说明，否则本发明的实施例中使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以解释为本发明所属领域的普通技术人员通常可以理解的含义。诸如词典中定义的术语的常用术语的含义可以考虑相关技术的上下文含义来解释。

此外，本发明的实施例中使用的术语是为了解释实施例，而不是为了限制本发明。

在本说明书中，除非另外特别说明，否则单数形式也可以包括复数形式。表述“A、B和C中的至少一个(或者一个或多个)”可以包括可以通过组合A、B和C而得到的所有组合中的一种或多种。

此外，术语第一、第二、A、B、(a)和(b)可以用于描述本发明的实施例的构成元件。

这些术语仅用于区分一个构成元件与另一构成元件的目的，并且构成元件的性质、顺序或次序不受这些术语限制。

此外，当一个构成元件被描述为“连接”、“结合”或“附接”到另一构成元件时，一个构成元件可以直接连接、结合或附接到另一构成元件或者通过插设在其间的又一构成元件连接、结合或附接到另一构成元件。

此外，表述“一个构成元件形成或设置在另一构成元件的上方(上)或下方(下)”不仅包括两个构成元件彼此直接接触的情况，还包括一个或多个附加构成元件形成或设置在两个构成元件之间的情况下。另外，表述“上方(上)或下方(下)”可以包括基于一个构成元件的向下方向以及向上方向的含义。

图1是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电系统的图。

根据本发明的实施例的电动汽车充电系统可以指用于对以电能为动力的电动汽车的电池进行充电的系统。

参照图1，根据本发明的实施例的电动汽车充电系统可以包括电动汽车供电设备(EVSE)10和电动汽车(EV)20。

电动汽车供电设备10是供应AC电力或DC电力的设施，并且可以设置在充电站处，可以设置在家庭中，或者可以实现为可便携的。电动汽车供电设备10可以与电源、AC电源和DC电源互换地使用。电动汽车供电设备10可以从主电源侧被供应AC电力或DC电力。主电源可以包括电力系统等。电动汽车供电设备10可以对从主电源供应的AC电力或DC电力进行变压或转换，并将电力提供给电动汽车20。

电动汽车20是指通过从安装的电池接收全部或部分能量来工作的车辆。电动汽车20可以包括与使用化石燃料的发动机并行运行的插电式混合动力电动汽车(PHEV)以及仅利用电池中充电的电能运行的电动汽车。设置在电动汽车20中的电池可以通过从电动汽车供电设备10接收电力来充电。

图2是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电系统的配置的图。

根据本发明的实施例的电动汽车充电系统可以包括电动汽车供电设备(EVSE)10、电缆50、连接器51、插入口53、接线盒100、电动汽车充电控制器(EVCC)200、电池300、电池管理系统(BMS)400和电力控制单元(EPCU)500。电动汽车充电系统中包括的配置可以分为电动汽车供电设备10侧(EVSE侧)的配置和电动汽车20侧(EV侧)的配置。电动汽车供电设备10侧的配置可以包括电动汽车供电设备10、电缆50和连接器51。电动汽车侧的配置可以包括插入口53、接线盒100、电动汽车充电控制器200、电池300、电池管理系统400和电力控制单元500。该划分仅用于说明目的并且不旨在进行限制。

首先，电动汽车供电设备10供应电力以对电动汽车的电池300进行充电。电动汽车供电设备10可以将从主电源(例如，电力系统)供应的电力输送到电动汽车20。在这种情况下，电动汽车供电设备10可以对从主电源供应的电力进行降压或转换，并将电力供应到电动汽车20。根据一个实施例，当电动汽车供电设备10向电动汽车20供应AC电力时，电动汽车供电设备10可以对主电源供应的AC电力进行变换并将变换后的AC电力供应到电动汽车20。在另一实施例中，当电动汽车供电设备10向电动汽车20供应DC电力时，电动汽车供电设备10可以将由主电源供应的AC电力转换为DC电力并将DC电力供应到电动汽车20。为了变换或转换电力，电动汽车供电设备10可以包括电力转换装置。根据实施例，电动汽车供电设备10可以包括整流器、隔离变压器、逆变器、转换器等。

电动汽车供电设备10可以包括充电控制装置，用于发送和接收对电动汽车20的电池300充电所需的各种控制信号并控制电池充电过程。充电控制装置可以向电动汽车20发送控制信号并从电动汽车20接收控制信号，并且执行电池充电过程。控制信号可以包括诸如充电准备、充电终止、接近检测等信息。充电控制装置可以包括用于与电动汽车20通信的通信装置。通信装置可以使用电力线通信(PLC)、控制器局域网(CAN)等与电动汽车20通信。通信装置可以被包括在充电控制装置中，或者可以被单独地配置。

接下来，电缆50、连接器51和插入口53将电动汽车供电设备10与电动汽车电连接。

电缆50在电动汽车供电设备10与电动汽车20之间传输电力和信号。电缆50可以包括承载电力的电力线、传输与充电相关的控制信号的信号线、连接到地的地线等。

电缆50连接到电动汽车供电设备10。根据一个实施例，电动汽车供电设备10和电缆50可以直接连接，而无需任何额外的连接配置。根据另一实施例，电动汽车供电设备10和电缆50可以通过设置在电动汽车供电设备10上的插座和设置在电缆50上的插头的组合来连接。

连接器51可以连接到电缆50，并且插入口53可以设置在电动汽车20上。连接器51和插入口53可以组合在一起并称为耦合器(coupler)。连接器51和插入口53是相互结合的结构，使得电动汽车20和电动汽车供电设备10可以通过连接器51和插入口53的结合而电连接。插入口53和连接器51可以直接连接，但也可以通过适配器52连接。根据一个实施例，当连接器51和插入口53由于电动汽车供电设备10与电动汽车20之间的充电标准不同而不能直接连接时，可以使用适配器52。例如，为了将根据CHAdeMO标准规范的电动汽车供电设备10的连接器51连接到根据ChaoJi标准规范的电动汽车20的插入口53，可以使用适配器52。

连接器51和插入口53可以设置有可彼此结合的多个引脚。例如，多个引脚中的一个可以是用于控制导频(control pilot，CP)端口的引脚，通过该控制导频(CP)端口在电动汽车供电设备10与电动汽车充电控制器200之间传输控制导频(CP)信号，多个引脚中的另一个可以是用于检测连接器51与插入口53是否接近的接近检测(PD)端口的引脚，并且多个引脚中的再一个可以是用于保护接地(PE)端口的引脚，该保护接地(PE)端口连接到电动汽车供电设备10的保护接地。多个引脚中的又一个可以是用于驱动电机以打开加油口盖的引脚，多个引脚中的又一个可以是用于感测电机的引脚，多个引脚中的又一个可以是用于感测温度的引脚，多个引脚中的又一个可以是用于感测LED的引脚，并且多个引脚中的又一个可以是用于CAN通信的引脚。多个引脚中的一个可以是从电动汽车20内的碰撞检测传感器施加的电压的线的引脚，多个引脚中的另一个可以是向电动汽车20提供充电电力的电池引脚，并且多个引脚中的再一个可以是用于高压保护的引脚。然而，引脚的数量和功能不限于此并且可以改变。

接线盒100将从电动汽车供电设备10供应的电力输送到电池300。由电动汽车供电设备10供应的电力是高电压，并且当直接向电池300供应电力时，浪涌电流可能损坏电池300。接线盒100可以包括至少一个继电器以防止由于浪涌电流而损坏电池。

电动汽车充电控制器200可以控制电动汽车20的电池充电所涉及的一些或全部过程。电动汽车充电控制器200也可以被称为电动汽车通信控制器(EVCC)。

电动汽车充电控制器200可以与电动汽车供电设备10通信。电动汽车充电控制器200可以向电动汽车供电设备10发送用于电池充电过程的控制命令并且从电动汽车供电设备10接收用于电池充电过程的控制命令。根据一个实施例，电动汽车充电控制器200可以与设置在电动汽车供电设备10中的充电控制装置进行通信，并且可以向充电控制装置发送用于电池充电过程的控制命令并且从充电控制装置接收用于电池充电过程的控制命令。

电动汽车充电控制器200可以与电动汽车20通信。电动汽车充电控制器200可以从电动汽车20接收用于电池充电过程的控制命令。根据一个实施例，电动汽车充电控制器200可以与电动汽车20的电池管理系统400通信，并且还可以从电池管理系统400接收用于电池充电过程的控制命令。根据另一实施例，电动汽车充电控制器200可以与电动汽车20的电力控制单元500通信，并且可以从电力控制单元500接收用于电池充电过程的控制命令。

电动汽车充电控制器200可以设置有微控制器单元(MCU)、通信装置、中继装置等以执行上述功能。

电池管理系统400管理电动汽车20内的电池300的能量状态。电池管理系统400可以监视电池300的使用状态并执行用于有效能量分配的控制。例如，电池管理系统400可以将电动汽车20的可用电力状态发送到车辆控制单元、逆变器等，以有效利用能量。在另一示例中，电池管理系统400可以驱动冷却风扇以补偿电池300的每个电池单元的电压变化或者将电池300保持在适当的温度。

电力控制单元500是控制电动汽车的整体运动的装置，包括电机的控制。电力控制单元500可以包括电机控制单元(MCU)、低压DC-DC转换器(LDC)和车辆控制单元(VCU)。电机控制单元可以被称为逆变器。电机控制单元可以从电池接收DC电力并将DC电力转换为三相AC电力，并且可以根据来自车辆控制单元的命令来控制电机。低压DC-DC转换器可以将高压电转换为低压(例如，12[V])电，以将转换后的电力供应到电动汽车20的各部件。车辆控制单元用于相对于整个电动汽车20保持系统的性能。车辆控制单元可以与诸如电机控制单元和电池管理系统400的各种装置结合来执行诸如充电和驱动的各种功能。

图3是根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器的框图。

参照图3，根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器200可以包括检测单元210、开关单元220和开关控制单元230。根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器200还可以包括噪声去除单元240和确定单元250。

检测单元210可以基于从电动汽车的第一电源施加的电压来输出检测信号。

开关单元220将检测单元210与电动汽车供电设备电连接或断开，并且当电动汽车供电设备的第一端口连接到电动汽车的第二端口(其对应于第一端口)时，可以阻断从电动汽车供电设备流出的电流。根据实施例，电动汽车供电设备的第一端口和电动汽车的第二端口可以是用于连接器接近检测的端口。也就是说，基于第一端口与第二端口之间的电连接，电动汽车(或电动汽车供电设备)可以确定插入口与连接器是否彼此连接。开关单元220可以包括开关元件。开关元件可以包括NPN型双极性结型晶体管。

开关控制单元230可以使用电动汽车的控制信号和第二电源来产生开关信号以控制开关单元220的导通和关断。控制信号可以由电动汽车充电控制器200中包括的微控制器产生，但不限于此。控制信号还可以由电动汽车的电池管理系统(BMS)中包括的微控制器产生。第二电源可以是但不限于5[V]的直流电压源或者可以是与第一电源相同的电压源。

噪声去除单元240可以去除检测信号中包括的噪声信号。根据一个实施例，噪声去除单元240可以是但不限于低通滤波器。

确定单元250可以基于检测信号确定第一端口与第二端口之间的连接状态。当检测信号的幅值包括在第一电压范围内时，确定单元250可以确定第一端口与第二端口连接的线路中发生了对地短路。当检测信号的幅值包括在平均值大于第一电压范围的平均值的第二电压范围内时，确定单元250可以确定第一端口与第二端口连接。当检测信号的幅值包括在平均值大于第二电压范围的平均值的第三电压范围内时，确定单元250可以确定第一端口与第二端口断开连接。当在电动汽车的电池充电期间检测信号的幅值包括在第三电压范围内时，确定单元250可以确定已经发生对电池的短路。

确定单元250可以被实现为包括微控制器、存储器等。确定单元250可以包括在电动汽车充电控制器200中，但不限于此。例如，确定单元250可以由电动汽车的电池管理系统(BMS)中包括的微控制器来实现。

图4是示出根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器的电路配置的图。

参照图4，根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器200可以包括检测单元210、开关单元220、开关控制单元230、噪声去除单元240和确定单元250。

检测单元210可以包括第一电阻器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3。

第一电阻器R1可以具有与双极性结型晶体管Q1的集电极端子C连接的第一端。第一电阻器R1可以具有与第二电阻器R2的第一端连接的第一端。第一电阻器R1的第一端可以连接到与第二电阻器R2的第一端和双极性结型晶体管Q1的集电极端子C相同的节点。

第一电阻器R1可以具有连接到第一电源V1的第二端。第一电源V1可以由电动汽车的电池形成。根据一个实施例，第一电源V1可以是幅值为12[V]的直流电压源。

第一电阻器R1可以通过串联联接多个电阻器来实现。例如，第一电阻器R1可以以第1-1电阻器与第1-2电阻器串联连接的配置来实现。第1-1电阻器的第一端可以连接到双极性结型晶体管Q1的集电极端子C，第1-1电阻器的第二端可以连接到第1-2电阻器的第一端，并且第1-2电阻器的第二端可以连接到第一电源V1。当第一电阻器R1以第1-1电阻器与第1-2电阻器的串联连接配置实现时，具有即使当电阻器中的一个损坏时也可以缓冲电击的优点。

第二电阻器R2可以具有与双极性结型晶体管Q1的集电极端子C连接的第一端。第二电阻器R2可以具有与第一电阻器R1的第一端连接的第一端。第二电阻器R2的第一端可以连接到与第一电阻器R1的第一端和双极性结型晶体管Q1的集电极端子C相同的节点。

第二电阻器R2可以具有与第三电阻器R3的第一端连接的第二端。第二电阻器R2的第二端可以连接到电容器C1的第一端。第二电阻器R2的第二端可以连接到确定单元250。第二电阻器R2的第二端、第三电阻器R3的第一端、电容器C1的第一端和确定单元250可以连接到同一节点。在第二电阻器R2的第二端检测到的检测信号可以被输出到确定单元250。例如，当确定单元250被实现为微控制器时，第二电阻器R2的第二端连接到设置在微控制器上的引脚之一，并且在第二电阻器R2的第二端检测到的检测信号可以输出到设置在微控制器上的引脚之一。

第三电阻器R3的第一端可以连接到第二电阻器R2的第二端。第三电阻器R3的第一端可以连接到电容器C1的第一端。第三电阻器R3的第一端可以连接到确定单元250。第三电阻器R3的第一端、第二电阻器R2的第二端、电容器C1的第一端和确定单元250可以连接到同一节点。在第三电阻器R3的第一端检测到的检测信号可以输出到确定单元250。例如，当确定单元250被实现为微控制器时，第三电阻器R3的第一端连接到设置在微控制器上的引脚之一，并且在第三电阻器R3的第一端检测到的检测信号可以输出到设置在微控制器上的引脚之一。由于第三电阻器R3的第一端连接到第二电阻器R2的第二端，因此输出到确定单元250的检测信号可以是同一信号。

第三电阻器R3的第二端可以连接到电动汽车的接地端子GND1。

开关单元220可以包括开关元件。开关元件可以是包括发射极端子E、集电极端子C和基极端子B的双极性结型晶体管Q1。

双极性结型晶体管Q1可以具有连接到电动汽车供电设备的发射极端子E。例如，双极性结型晶体管Q1的发射极端子E可以通过将电动汽车侧的插入口与电动汽车充电设备侧的连接器彼此连接而电连接到电动汽车供电设备。双极性结型晶体管Q1的发射极端子E可以连接到电动汽车供电设备的第六电阻器R6的第一端。同时，第六电阻器R6的第二端可以连接到电动汽车供电设备的接地端子GND2。

双极性结型晶体管Q1可以具有连接到检测单元210的集电极端子C。双极性结型晶体管Q1的集电极端子C可以连接到第一电阻器R1的第一端。双极性结型晶体管Q1的集电极端子C可以连接到第二电阻器R2的第一端。即，双极性结型晶体管Q1的集电极端子C可以连接到与第一电阻器R1的第一端和第二电阻器R2的第一端相同的节点。

双极性结型晶体管Q1可以具有连接到开关控制单元230的基极端子B。双极性结型晶体管Q1的基极端子B可以连接到第四电阻器R4的第一端。双极性结型晶体管Q1可以通过基极端子B从开关控制单元230接收开关控制信号。

开关控制单元230可以连接到开关单元220。开关控制单元230可以包括第四电阻器R4、二极管D1和双偏置电阻器U1。

第四电阻器R4的第一端可以连接到双极性结型晶体管Q1的基极端子B。

第四电阻器R4的第二端可以连接到二极管D1的阴极端子。

二极管D1的阴极端子可以连接到第四电阻器R4的第二端。

二极管D1的阳极端子可以连接到双偏置电阻器U1的第三端子。通过将二极管D1的阴极端子连接到第四电阻器R4的第二端并且将二极管D1的阳极端子连接到双偏置电阻器U1，可以阻断通过双极性结型晶体管Q1的基极端子B施加到双偏置电阻器U1等的反向电压。

双偏置电阻器U1可以包括多个端子。例如，双偏置电阻器U1可以包括六个端子。

双偏置电阻器U1的第一端子可以连接到电动汽车的接地端子GND1。

双偏置电阻器U1的第二端子可以连接到第二电源V2。

双偏置电阻器U1的第三端子可以连接到二极管D1的阳极端子。开关控制信号可以通过双偏置电阻器U1的第三端子输出。

双偏置电阻器U1的第四端子可以连接到微控制器(MCU)。双偏置电阻器U1的第四端子可以连接到设置在微控制器上的引脚之一。在这种情况下，微控制器可以与确定单元250的微控制器相同。

双偏置电阻器U1的第五端子和第六端子可以彼此连接。

双偏置电阻器U1可以通过经由第四端子输入的控制信号和经由第二端子输入的第二电源V2的电力来产生开关信号。可以通过使用双偏置电阻器U1来阻断可以施加到与第四端子连接的微控制器等的反向电压。也就是说，可以通过二极管D1和双偏置电阻器U1对微控制器进行双重保护。

噪声去除单元240可以连接到检测单元210。噪声去除单元240可以包括电容器C1。

电容器C1的第一端可以连接到第二电阻器R2的第二端。电容器C1的第一端可以连接到第三电阻器R3的第一端。电容器C1的第一端可以连接到确定单元250。电容器C1的第一端、第三电阻器R3的第一端、第二电阻器R2的第二端以及确定单元250可以连接到同一节点。电容器C1可以去除从第三电阻器R3的第一端和第二电阻器R2的第二端输出的检测信号中包括的噪声。例如，电容器C1可以通过去除检测信号中包括的高频信号来保护实现为微控制器的确定单元250。

电容器C1的第二端可以连接到电动汽车的接地端子GND1。

图5是示出当根据本发明的实施例的开关单元处于关断状态时的电流流动的图。

如图5所示，当开关元件关断时，发射极端子E和集电极端子C会电开路。

因此，由第一电源V1的电力供应形成的电流I1流过连接到第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3和电容器C1的闭合电路。也就是说，由第一电源V1的电力供应形成的电流I1不会流向电动汽车供电设备。另外，当开关元件关断时，因为发射极端子E和集电极端子C电开路，电流I2不会从电动汽车供电设备流向检测单元210侧。因此，电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口可以电隔离。

图6是示出当根据本发明的实施例的开关单元处于导通状态时的电流流动的图。

如图6所示，当开关元件导通时，发射极端子E与集电极端子C会电短路。

因此，由第一电源V1的电力供应形成的电流流过包括第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、电容器C1以及电动汽车供电设备的第六电阻器R6的闭合电路。在这种情况下，由于电动汽车充电控制器200与电动汽车供电设备之间形成闭合电路，可能出现异常电流等，因此反向电流可能从电动汽车供电设备流向电动汽车充电控制器200。这可能导致第一端口与第二端口之间的连接状态的错误确定。

然而，由于根据本发明的实施例的开关单元220可以以如下结构来实现，其中开关元件被实现为NPN型双极性结型晶体管Q1并且发射极端子E连接到电动汽车供电设备，在开关单元220可以有效地阻断从电动汽车供电设备流向电动汽车充电控制器200的反向电流。采用NPN型双极性结型晶体管Q1实现的开关单元220的反向电压阻断可以具有类似于光耦合器电绝缘的效果，并且与光耦合器相比具有降低制造成本的优点。

图7是用于说明使用根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器的端口状态确定过程的流程图。

确定单元250可以基于检测信号来确定电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口(其与第一端口对应)之间的连接状态。

具体地，参照图7，确定单元250可以从检测单元210接收检测信号(S710)。根据实施例，检测信号可以是模拟信号，并且确定单元250可以包括用于将模拟信号转换为数字信号的模拟数字转换器(ADC)。

确定单元250可以将检测信号与预定电压范围进行比较(S720)。根据实施例，确定单元250可以将转换为数字信号的检测信号与预定电压范围进行比较。预定电压范围可以包括但不限于第一电压范围至第三电压范围。

作为比较的结果，当检测信号的幅值包括在第一电压范围内时，确定单元250可以确定在第一端口与第二端口连接的线路中发生了对地短路(S730)。根据本实施例，当检测信号的幅值包括在第一电压范围内时，确定单元250可以确定将电动汽车侧的第一接地端子与电动汽车供电设备侧的第二接地端子连接的线路开路。根据实施例，第一电压范围可以在-0.2[V]至0.2[V]的范围内。

作为比较的结果，当检测信号的幅值包括在平均值大于第一电压范围的平均值的第二电压范围内时，确定单元250可以确定第一端口与第二端口连接(S740)。也就是说，确定单元250可以确定第一端口与第二端口正常连接。根据实施例，第二电压范围可以在1.23[V]至1.51[V]的范围内。

作为比较的结果，当检测信号的幅值包括在平均值大于第二电压范围的平均值的第三电压范围内时，确定单元250可以确定第一端口与第二端口断开连接。例如，当连接器与插入口之间没有连接或者开关单元220关断时，检测信号的幅值可以包括在第三电压范围内，在这种情况下，确定单元250可以确定第一端口与第二端口不电连接。根据实施例，第三电压范围可以在4.14[V]至5.08[V]的范围内。也就是说，第一电压范围至第三电压范围可以不存在重叠区域，但不限于此。

同时，当在电动汽车的电池充电期间检测信号的幅值包括在第三电压范围内时，确定单元250可以确定发生了对电池短路。例如，当确定第一端口与第二端口正常连接，并且在电池充电时检测信号的幅值包括在第三电压范围内时，确定单元250可以确定发生了对电池短路。

下面的表1示出了取决于连接状态的检测信号的幅值。

[表1]

表1比较了使用传统光耦合器确定第一端口与第二端口之间的连接状态的情况(原来)和根据本发明的实施例确定第一端口与第二端口之间的连接状态的情况(目前)。当如传统方法中那样使用光耦合器时，确定单元250可以通过经由光耦合器接收到的信号的存在与否来确定连接状态。因此，当使用光耦合器时，确定单元250可以在检测信号为低电平时确定第一端口与第二端口未连接(无连接状态)，并且可以在检测信号为高电平时确定第一端口与第二端口处于连接状态。然而，无法确定其他状态，例如对地短路或对电池短路。

然而，根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器200接收作为电压值的检测信号，并且根据电压的幅值来指示不同的状态。根据实施例，当检测信号为0[V]时，因为检测信号包括在-0.2[V]至0.2[V]的第一电压范围内，确定单元250可以确定发生了对地短路。当检测信号为1.37[V]时，因为检测信号包括在1.23[V]至1.51[V]的第二电压范围内，确定单元250可以确定第一端口与第二端口处于连接状态。当检测信号为4.61[V]时，因为检测信号包括在4.14[V]至5.08[V]的第三电压范围内，确定单元250可以确定第一端口与第二端口未连接(无连接状态)。此外，当在电池充电期间检测到检测信号为4.61[V]时，因为检测信号包括在4.14[V]至5.08[V]的第三电压范围内，确定单元250可以确定发生了对电池短路。

图8是根据本发明的一个实施例的电动汽车充电控制器的框图。

参照图8，根据本发明的实施例的电动汽车充电控制器200可以包括信号生成单元2210、开关单元2220、电压分配单元2230、感测单元2240和确定单元2250。

当电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口连接时，信号生成单元2210可以根据控制信号生成开关信号。这里，第一端口是电动汽车供电设备侧的连接器中包括的端口，其可以指电动汽车供电设备侧的接近检测端口。第二端口是电动汽车侧的插入口中包括的端口，其可以指电动汽车侧的接近检测端口。第一端口和第二端口可以通过连接器与插入口的结合机械联接和电联接。根据一个实施例，当从嵌设在电动汽车侧的微控制器接收到控制信号时，开关单元2220可以基于控制信号和电源的功率来产生开关元件。在这种情况下，微控制器可以形成在电动汽车充电控制器200的外部。

开关单元2220可以通过开关信号导通与第二端口的一端连接的开关元件。根据一个实施例，当开关配置有双极性结型晶体管时，开关单元2220可以将开关信号传输到基极端子。开关单元2220可以包括具有与开关的基极端子连接的阴极端子的二极管，并且可以通过二极管阻断施加到开关单元2220的反向电压(反向电流)。

电压分配单元2230可以通过电连接到第二端口的多个电阻器来分配电动汽车的第一电源的电压。在这种情况下，第一电源可以是幅值为12[V]的直流电压。

感测单元2240可以感测由多个电阻器分配的电压以产生感测电压。感测单元2240可以去除在感测所分配的电压的过程中可能出现的噪声信号。

确定单元2250可以基于感测电压的电压值来确定与电动汽车供电设备的连接状态。

当感测电压的电压值为零时，确定单元2250可以确定供电设备的电源对地短路。在这种情况下，感测电压的电压值不一定为零，并且当感测电压的电压值为对应于零的值(例如，包括0[V]的预定范围内的值)时，确定单元2250可以确定供电设备的电源对地短路(shortto ground)。

当感测电压的电压值对应于第一基准值时，确定单元2250可以确定第一端口与第二端口未电连接。这里，对应于第一基准值可以指感测电压的电压值包括在包括第一基准值的预定范围内。例如，第一基准值可以为4.61[V]，并且感测电压的电压值对应于第一基准值可以指感测电压的电压值存在于4.14至5.08[V]的范围内。

当感测电压的电压值小于第一基准值时，确定单元2250可以确定第一端口与第二端口电连接。这里，小于第一基准值可以指感测电压的电压值小于包括第一基准值的预定范围的下限值。例如，第一基准值可以为4.61[V]，并且感测电压的电压值小于第一基准值可以指感测电压的电压值小于在4.14至5.08[V]的范围内的下限值4.14[V]。

当在电动汽车处于对电池充电的过程中感测电压的电压值对应于第一基准值时，连接状态可以被确定为电动汽车的电池短路的状态。

图9是根据本发明的一个实施例的确定电动汽车充电控制器的连接状态的方法的流程图。

首先，当电动汽车供电设备的连接器和电动汽车的插入口连接时，电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口连接(S905)。

然后，电动汽车充电控制器根据控制信号产生开关信号(S910)。

电动汽车充电控制器通过开关信号导通与第二端口的一端连接的开关元件(S915)。

然后，电动汽车充电控制器通过电连接到第二端口的多个电阻器来分配电动汽车的第一电源的电压(S920)。

然后，电动汽车充电控制器感测由多个电阻器分配的电压以产生感测电压(S925)。

电动汽车充电控制器基于感测电压的电压值和基准值确定与电动汽车供电设备的连接状态(S930)。

当感测电压的电压值为零时，电动汽车充电控制器确定供电设备对地短路(S935)。

当感测电压的电压值对应于第一基准值时，电动汽车充电控制器确定第一端口与第二端口未电连接(S940)。

当感测电压的电压值小于第一基准值时，电动汽车充电控制器确定第一端口与第二端口电连接(S950)。

当与电动汽车供电设备的连接状态被确定为与操作S935或S940相同时，电动汽车充电控制器停止充电序列(S950)。停止的原因，即，操作S935或S940的确定结果，可以被发送到电动汽车供电设备，并且还可以以警报消息的形式发送，从而可以通知用户。

同时，当如在操作S945中确定时，电动汽车充电控制器继续充电(S955)。根据实施例，电动汽车充电控制器可以继续执行充电之前可能正在进行的其他充电序列，并且在完成所有充电序列时，电动汽车供电设备可以开始对电动汽车的电池充电。

即使在充电过程期间，电动汽车充电控制器也可以继续将感测电压的电压值与基准值进行比较(S960)。

在充电过程期间，当感测电压的电压值不对应于第一基准值时，电动汽车充电控制器可以继续执行充电，直到充电完成(或者停止充电等)(S965)。

相反，当在电动汽车处于对电池充电的过程中感测到的电压值对应于第一基准值时，电动汽车充电控制器确定连接状态是电池短路的状态(S970)。

然后，电动汽车充电控制器停止充电序列(S950)。

尽管以上描述了实施例，但实施例仅是示例性的而不旨在限制本发明。本领域的技术人员可以理解，在不脱离本实施例的本质特征的情况下，可以对本实施例进行以上未描述的各种修改和应用。例如，可以修改然后实施示例性实施例中具体描述的各个构成元件。此外，应当理解，与修改和替换相关的差异包括在由所附权利要求限定的本公开的范围内。

Claims (13)

1.一种电动汽车充电控制器，包括：

开关；

第一电阻器，所述第一电阻器的第一端连接到所述开关的集电极端子，所述第一电阻器的第二端连接到第一电源；

第二电阻器，所述第二电阻器的第一端连接到所述开关的所述集电极端子，所述第二电阻器的第二端连接到信号输出端子；

第三电阻器，所述第三电阻器的第一端连接到所述第二电阻器的所述第二端，所述第三电阻器的第二端连接到第一接地端子；以及

二极管，所述二极管的阴极端子电连接到所述开关的基极端子，

其中，所述开关的发射极端子电连接到供电设备的第二接地端子。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电控制器，其中，所述开关包括NPN型双极性结型晶体管。

3.根据权利要求1所述的电动汽车充电控制器，还包括电容器，所述电容器的第一端连接到所述信号输出端子，所述电容器的第二端连接到所述第一接地端子。

4.一种电动汽车充电控制器，包括：

信号生成单元，被配置为当电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口连接时根据控制信号生成开关信号；

开关单元，被配置为通过所述开关信号导通与所述第二端口的一端连接的开关元件；

电压分配单元，被配置为通过与所述第二端口电连接的多个电阻器来分配由所述电动汽车的第一电源供应的电压；

感测单元，被配置为通过感测由所述多个电阻器分配的电压来产生感测电压；以及

确定单元，被配置为根据所述感测电压的电压值来确定与所述电动汽车供电设备的连接状态。

5.根据权利要求4所述的电动汽车充电控制器，其中，当所述感测电压的电压值为0时，所述确定单元确定所述供电设备的电源对地短路。

6.根据权利要求4所述的电动汽车充电控制器，其中，当所述感测电压的电压值对应于第一基准值时，所述确定单元确定所述第一端口未与所述第二端口电连接。

7.根据权利要求4所述的电动汽车充电控制器，其中，当所述感测电压的电压值小于第一基准值时，所述确定单元确定所述第一端口与所述第二端口电连接。

8.根据权利要求4所述的电动汽车充电控制器，其中，当在所述电动汽车处于对电池充电的过程中所述感测电压的电压值对应于第一基准值时，确定所述电动汽车的电池短路。

9.一种使用电动汽车充电控制器确定连接状态的方法，所述方法包括：

当电动汽车供电设备的第一端口与电动汽车的第二端口连接时，根据控制信号生成开关信号；

通过所述开关信号导通与所述第二端口的一端连接的开关元件；

通过电连接到所述第二端口的多个电阻器来分配从所述电动汽车的第一电源供应的电压；

通过感测由所述多个电阻器分配的电压来产生感测电压；以及

根据所述感测电压的电压值来确定与所述电动汽车供电设备的连接状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在确定所述连接状态时，当所述感测电压的电压值为0时，确定所述供电设备的电源对地短路。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在确定所述连接状态时，当所述感测电压的电压值对应于第一基准值时，确定所述第一端口未与所述第二端口电连接。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，在确定所述连接状态时，当所述感测电压的电压值小于第一基准值时，确定所述第一端口与所述第二端口电连接。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，在确定所述连接状态时，当在所述电动汽车处于对电池充电的过程中感测到的电压值对应于第一基准值时，确定所述电动汽车的电池短路。