CN117227524A - 一种汽车插拔式充放电设备及其充放电管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车插拔式充放电设备及其充放电管理方法，包括导电电路，在导电电路两端分别设有车辆插头和电源插头，还包括与电源插头可拆卸连接的分体插座；车辆插头与车辆的车辆插座连接，电源插头在放电时连接分体插座，充电时连接外部电源，分体插座具有至少一个与电源插头连接的插口；充放电设备还包括切换模块和用于控制导电电路通断的检测电路，检测电路包括充电检测支路和放电检测支路，由切换模块反馈信号对切换电路内的支路切换。

Description

一种汽车插拔式充放电设备及其充放电管理方法

技术领域

本发明属于新能源汽车充放电技术领域，具体涉及一种汽车插拔式充放电设备及其充放电管理方法。

背景技术

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。现有的新能源汽车概念可概括性认为，其将各种能量形式转化为电能，通过自有的蓄电池带动电机进行车辆驱动，同时大容量蓄电池可对外提供一定电压的供电。而多种新能源汽车不仅能够向外供电，同时也可单独进行充电，作为纯电动汽车使用，区别在于电池容量大小所对应的纯电行驶里程。

则对于现有的大部分新能源汽车来说，为了满足其纯电形式的需求，会单独提供充电设备，以便使用者可在不方便利用其他能源形式的前提下，仅依靠充电作为纯电动汽车使用。这种具有充放电功能的新能源汽车，其充放电均为共用接口，即同样的车辆插座可充电也可用于放电，但现有技术中充放电分别为两套设备，使用时需要单独使用。尤其是现有厂家通常只配备有充电设备，而放电设备需要用户自行购买，在车内单独放置两套设备导致其空间占用增加，同时额外增加用户的使用成本。

现有技术中存在解决上述需要携带两套设备不便捷的解决方法，即采用一条线缆，通过设置可拆卸连接的结构，可连接不同的模块，即插头或插座，从而实现同根线缆又能放电又能充电的问题。但由于车辆充电线缆采用可拆卸结构时，不仅要考虑连接稳定性的问题，同时还要实现电连接稳定和用电安全的考虑，单独设置其成本较高，且更换本身也需要携带不同的连接件从而实现不同功能，故并未完全解决上述问题。现有技术中还存在有采用同一连接头但具有两条可更换的线缆，这种方案同样成本较高且携带的设备较多，不方便使用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种汽车插拔式充放电设备及其充放电管理方法，通过采用常规电源插头与一种特殊分体插座可拆卸连接的方式，利用现有的插座电源插头连接结构实现可拆卸连接，同时通过电路设置实现充放电简便调整。

本发明所采用的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种汽车插拔式充放电设备，包括导电电路，在导电电路两端分别设有车辆插头和电源插头，还具有与电源插头可拆卸连接的分体插座；车辆插头与车辆的车辆插座连接，电源插头在放电时连接分体插座，充电时连接外部电源，分体插座具有至少一个与电源插头连接的插口；

充放电设备还包括切换模块和用于控制导电电路通断的检测电路，检测电路包括充电检测支路和放电检测支路，由切换模块反馈信号对切换电路内的支路进行切换，由外部输入检测电流通过充电检测支路或放电检测支路检测确认后控制导电电路通断。

需要说明的是，所谓导电电路，是指一种实体的导电线路，包括以电缆或其他固定导体为承载方式的电流通道，在连接车辆插座和外部用电设备时作为放电的线路，在连接车辆插座与外部电源时作为充电的线路，即区别于现有技术中采用两条独立的线路分别进行充电和放电，本发明中仅采用一条共用线路，在进行不同进程时电流方向不同。

所谓插口，是指插座上具有至少一个与电源插头连接的结构，同时在插座上也设有其他插口用于连接外部用电设备。这里与电源插头连接的插口包括两种方案，即仅用于连接电源插头的专用插口，其他外部用电设备无法插入该插口或插入该插口无法导电连接。同样的，本发明中的电源插头特指处于导电线路上一侧端头的连接器，即能够直接连接在外部普通插座上识别后进行充电进程，也能够插入分体插座上对应的插口处给分体插座供电。

结合第一方面，本发明提供第一方面的第一种实施方式，所述导电电路、车辆插头与电源插头作为一体传导结构，所述充电检测支路设置在所述一体传导结构内。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第二种实施方式，所述放电检测支路设置在一体传导结构内。

需要说明的是，由于是分体式设备，在进行放电认证时，可以只将放电检测支路设置在除分体插座的其他部分，只需要将车辆插头连接在车辆上切换放电进程就可以完成放电认证检测，但因为没有连接单独的分体插座，则电源插头不带电，只有将放电插座连接在电源插头上才能进行放电。(该部分建议不修改，此部分仅用于说明在权利要求书的模糊描述下，对应的原理说明，若是此处出现具体的结构指代，则会存在不清楚的问题)

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第三种实施方式，所述放电检测支路包括设置在一体传导结构和分体插座内的两部分，当分体插座与电源插头连接时所述放电检测支路形成完整回路；

电源插头上设有触发机构，所述放电识别电路包括至少一个识别电阻和一个触发开关，所述电源插头与分体插座的插口连接时由触发机构与触发开关对应触发。

需要说明的是，该部分对放电检测支路的设置方式进行了说明，就是说有一个识别电阻和开关，触发开关是设置在分体插座与电源插头处配对的结构，只有两者连接放电检测支路才能连通，然后只有检测到对应的识别电阻，才能够完成放电认证检测。但不限于识别电阻设置在哪儿，比如只有一个识别电阻，该识别电阻可设置在一体传导结构内，即车辆插头、传输线缆任意结构内，或设置在分体插座内，而一体传导结构上仅存在导电线路。亦或是在两个部分上都设有识别电阻，只有连接对的分体插座，两个识别电阻串联才能形成对应的阻值进行识别。

其中，识别电阻作为固定结构，能够配合充放电控制装置内设定检测阈值，由于识别电阻的存在，导致输入的检测电流会经过识别电阻后改变其电压或电流，且改变后的结果与设定检测阈值对应，从而完成识别确认。同样的，也可以其他的电路结构设计，例如二极管、电感、电容等器件，该范围内只要通过在放电识别电路上设有固定状态的器件即可。

同时，触发机构为实体结构，包括机械式接触或磁性非接触的方式致使放电识别电路中的电子器件改变状态，这里的改变状态是指由结构改变或其他方式的变化所导致其在放电识别电路中引起电流或电压变化所形成的反馈信号。同时触发机构可采用导电结构，给分体插座一个电信号，致使其内部的放电识别电路中的电子器件改变状态，或直接接入放电识别电路提供检测电流进行识别。

联动识别的方式具有多种，主要用于限定两者关系，即电源插头与分体插座的防呆插口稳定连接后，就能够通过放电检测支路确认已经接入对应的分体插座，从而进行下一步认证直到流程完结供电分体插座进行对外放电。

同时，分体插座内具有的放电检测支路的部分电路结构，需要外部(主要是与之适配的一体传导结构中的另一部分电路结构)输入电信号后，再将信号向车辆端反馈(所谓反馈是指其形成一个完整的回路结构，而检测点可设置在电路的任一位置)，由于电源插头本身即能够与分体插座和外部电源的插座连接，具有导电结构，可不单独设置信号反馈结构，直接通过电源插头本身的导电结构插入插座中与插座内的导电结构连接。由于初始状态下车辆端并未供给220V电，而是车辆供给较小的检测电流给放电检测支路，检测电流经过部分设置在一体传导结构内的放电检测支路后通过电源插头输入分体插座，通过分体插座内的部分放电检测电路后流入地线形成回路，并由车辆端通过确认该放电检测支路上的阻值为额定阻值来完成放电检测。

结合第一方面的第二种实施方式，本发明提供第一方面的第四种实施方式，所述电源插头上设有独立的检测导电体，电源插头与插口连接时，所述检测导电体与分体插座内的放电识别电路导通供电。

需要说明的是，针对于将放电检测支路仅设置在一体传导结构内的方案，只有在一体传导结构连接具有对应导电体的分体插座上才能进行放电，进一步地，可在放电检测支路上设有一个额外的开关，只有在连接对应的分体插座后该开关才能被打开，放电检测支路才能形成通路进行放电识别。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明提供第一方面的第五种实施方式，所述一体传导结构内还具有同时连接充电检测支路和放电检测支路的充放电控制装置，所述充放电控制装置具有与导电电路连接的控制供电线，并在导电电路上设有由充放电控制装置控制的强电开关，所述控制供电线具有接在导电电路在强电开关与车辆插座之间的接入线一；

放电检测支路包括设置在一体传导结构内与切换模块配合进行放电前置检测的第一放电部分，以及设置在放电插座内的第二放电部分；

第一放电部分从车辆插头接入检测电流完成检测后导电电路获电，充放电控制装置从接入线一接入电流后通过第二放电部分连接分体插座完成检测后通过强电开关连通车辆插头与分体插座。

需要说明的是，该部分引入充放电控制装置，能够同时控制充放电进程，满足分体插座的放电认证需求，避免了将放电检测支路一部分设置在一体传导结构内完成检测后电源插头单独带电的问题。

结合第一方面的第五种实施方式，本发明提供第一方面的第六种实施方式，所述充放检测支路包括第一充电部分和第二充电部分，第一充电部分与切换模块配合完成充电前置检测；

所述第二充电部分一端连接充放电控制装置，另一端通过车辆插头连接车辆进行信号反馈；

所述控制供电线还具有接在导电电路的强制开关与电源插头之间的接入线二，所述接入线一和接入线二均设有由充放电控制装置控制且处于常闭状态的开关；

所述充放电控制装置通过任一接入线接入电流后控制另一接入线上的开关断开，在第二充电部分完成检测后闭合强电开关。

需要说明的是，充放电控制装置主要用于充电进程中作为充电检测支路的一部分实现对应控制和检测流程。其中与充放电控制装置对应的即为设置在导电电路上的强电开关，而接入线一和接入线二是为了在充电过程中由于车辆不对外放电而需要从外部电源接入供电电流而设置的两条线路，同时其具有的开关均为常闭状态，由于强电开关为常开状态，则无论在充电还是放电进程中，在完成检测前都只能从一条线路接入供电电流。

而一旦接入供电电流，充放电控制装置内设有控制机制，即立即断开未接入电流的接入线的开关，避免在强电开关闭合后两组接入线都会接入电流影响稳定性。

结合第一方面的第五种实施方式，本发明提供第一方面的第七种实施方式，还包括与电源插头可插拔连接的转换头，所述转换头内具有识别模块，所述充放电控制装置通过电源插头连接对应的识别模块识别转换头规格。

需要说明的是，由于需要电源插头连接分体插座和转换头，为了配合识别流程，需要设置特异性结构或机制方便在两个结构连接时车辆或该设备的充放电控制装置获取相应反馈信息确认电源插头当前的连接对象。除连接外部插座外，连接本发明中的分体插座，可在一体传导结构内设置相同的识别电路，即充放电控制装置对连接的转换头或分体插座进行对应识别。

也可以分别设置不同的检测结构，由于分体插座本身较大，且所要实现的功能不同，在整个充放电设备中具有更多的连接识别需求，故单独给分体插座设置识别的电路(即与放电检测电路合并)，而体积较小的转换头设置为机械式触发识别方式，例如采用一种探针、插接模块等结构，在电源插头与转换头连接时两侧结构相互接触抵靠，通过引起电源插头内的转换头识别模块状态改变，从而产生一个信号反馈表示此时电源插头与转换头连接。还可通过设置对应不同的充电识别模块，便于设备或车辆确认此时连接的转换头型号，其中包括但不限于10A、16A、32A的转换头型号。

结合第一方面或第一方面的若干种实施方式，本发明提供第一方面的第八种实施方式，所述切换模块为设置在检测电路上切换充电检测支路和放电检测支路上的切换开关。

第二方面，本发明提供一种充放电管理方法，采用上述中的汽车插拔式充放电设备，具体如下：

充电进程，将车辆插头连接在车辆插座上，将电源插头插在外部插座上，通过操作切换模块切换充电检测支路，再由车辆根据切换的充电检测支路进行充电认证检测，确认后由车辆连通导电电路由外部电源给车辆供电；

放电进程，将车辆插头连接在车辆插座上，将电源插头插分体插座的插口内，通过操作切换模块放电检测支路，再由车辆根据切换的放电检测支路进行放电认证检测，确认后由车辆连通导电电路并由车辆给分体插座供电。

本发明的有益效果为：

(1)本发明通过设有的切换模块切换不同的检测支路，从而在满足插拔式结构能够进行充电和放电的转换控制，同时对连接的分体插座实现对应识别，避免误插造成充放电识别错误引起事故，并在不改变现有的充放电识别标准的前提下实现较为简便的切换检测方式；

(2)本发明通过在电源插头处设有的识别用的导体，能够方便充放电控制装置或车辆端连接后判断连接的对象，即通过双保险的形式，以切换模块和识别电路双重确认，进一步提高安全性；

(3)本发明通过设有的转换头结构，能够满足不同充电电流的连接需求，并通过充放电控制装置进行检测后以调整PWM信号占空比的形式将电流控制，从而对应不同的新能源汽车都能够主动进行电流适配。

附图说明

图1是本发明插拔式充放电设备的第一控制逻辑电路图中线缆部分示意图；

图2是本发明插拔式充放电设备的第一控制逻辑电路图中分体插座部分示意图；

图3是本发明插拔式充放电设备的第二控制逻辑电路图中线缆部分示意图；

图4是本发明插拔式充放电设备的第二控制逻辑电路图中分体插座部分示意图；

图5是本发明实施例中插拔式充放电设备的轴测图。

图中：

1-车辆插头，2-控制盒，3-电源插头，4-分体插座，5-按键，6-防呆插口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种汽车插拔式充放电设备，基于现有连接新能源汽车的充电枪以及放电枪，进行整合优化，且区别与现有的可插拔更换接头的结构，采用常规插头结构连接特殊的分体插座4。

需要说明的是，本实施例中所涉及的车辆均具有双向车载充电机，以下简称OBC，以及车辆控制装置，其中OBC用于供电和充电，车辆控制装置用于识别检测，同时控制OBC与外部的电路通断，同时在车辆端设有一个K1、K2开关，通过车辆控制装置实现控制，在完成充放电检测流程后，车辆控制装置可控制K1、K2闭合由车辆向导电电路放电。

还需要说明的是，本实施例中所述的电流信息检测包括多种方式，是指对应某个电路输入检测电流，由于该电路导致输入的检测电流中的电流值、电压值或其他参数的改变进行确认，即为一种电信号反馈机制。

具体的，该充放电设备包括导电电路，在导电电路两端分别设有车辆插头1和电源插头3，电源插头3可拆卸连接有分体插座4；车辆插头1与车辆的车辆插座连接，电源插头3在放电时连接分体插座4，充电时连接外部电源，分体插座4具有至少一个与电源插头3连接的插口。车辆插头1连接车辆的车辆插座，电源插头3可连接外部电路，本实施例中采用常规的16A三插结构(不限于16A电源插头3规格，仅以此进行说明示例)，还能够连接分体插座4进行供电。

由导电电路、车辆插头1和电源插头3共同组成一体传导结构，一体传导结构还具有检测电路和切换模块，检测电路包括充电检测支路和放电检测支路，由切换模块反馈信号对切换电路内的支路切换。

其中，导电电路、检测电路均设置在同一一体传导结构内，该一体传导结构作为主体结构，内部具有导体，导体作为导电电路和检测电路的载体。

一体传导结构具有多种类型，可采用硬质的杆件结构，外部包裹绝缘材料隔离，内部采用软质或硬质电芯构成连接车辆与插座的导电电路。

本实施例中采用与现有技术相似的线缆作为传输结构的主体，且为单根线缆，其内部包括导电电路和切换电路，其中的导电电路即为主要的三芯串联电路，包括零线、火线和地线，用于连接OBC作为主要的充电线路和放电线路。切换电路为可切换的检测电路，即常规的CC和CP线缆，通过设有的切换模块实现对其具有的充电检测线路和放电检测线路两条支路进行选择导通，当车辆插头1、电源插头3分别连接对应的电源后，由对应电源首先提供检测电流，当完成验证后再由相应电源通过导电电路进行定向传输。

现有的充电设备、放电设备在连接车辆后，都需要与车辆进行交互识别后，才由车辆确认进行充电/放电进程。采用现行标准的识别流程原理，均通过车辆端或外部电源提供检测电流，检测电流经过不同阻值的电阻后，由车辆端识别电流信号，按照标准一步步确认后完成认证。

本实施例还公开针对该插拔式充放电设备的充放电管理方法，该方法具有充电进程和放电进程。

其中，充电进程包括初始识别和中途巡检两个流程，初始识别以车辆插头1、电源插头3各自连接对应结构后开始，用户操作切换模块至充电进程，内部切换电路切换至充电检测支路。车辆在通过切换模块确定此时是充电进程后，再进行下一步检测，此时可由车辆端或外部电源提供检测电流，而检测端设置在车辆控制装置处，则无论是车辆本身提供检测电流，或是外部电源提供检测电流，都会通过充电检测支路进入车辆控制装置的检测点，在获取到额定数据后确认完成初始识别过程。

中途的巡检流程由设置在一体传导结构上的充放电控制装置进行操作控制，持续由充放电控制装置定时给车辆控制装置提供电信号，若电信号改变，车辆控制装置便立即切断车辆端的K1、K2开关，直至再次进行初始识别后恢复连接。

放电进程同样也包括初始识别和中途巡检两个流程，其中初始识别同样以车辆插头1、电源插头3各自连接对应结构后开始，区别于充电进程，该进程中的电源插头3连接在分体插座4的对应插口处，用于给分体插座4供电。再由使用者通过操作切换模块将检测电路转换为放电检测支路，开始初始识别后，由车辆提供检测电流，检测电流通过放电检测支路后，车辆控制装置检测到电流信息满足设定参数要求，即完成放电认证，由OBC通过导电电路给分体插座4供电。

进一步的，参照图5，图中展示了该插拔式充放电设备的一种整体结构，从车辆插头1一端开始，通过线缆连接有控制盒2，控制盒2通过线缆连接有电源插头3，电源插头3与分体插座4保持分离状态。

图中可以看到，切换模块包括开关和设置在外部的实体键，为了方便操作，该实体键设置在车辆插头1上，可以是一种滑动结构，也包括其他按压式、翘板式、电子触发式多种方式，还可在该部分上设有防水结构增加其户外防护性。只要能够通过触发对应内部的切换开关实现联动的结构即可，本实施例中参照图5，以滑动结构的实体键进行说明和解释。

可在充电进程、放电进程进行转换，而内部的切换开关则对应充电检测支路和放电检测支路进行转换。同样的，可增加一个空置位，即实体键初始位置保持在空置位，此时内部切换开关并未连接任何支路，只有当实体键滑动至充电进程或放电进程时连接对应支路。

进一步的，由于分体式结构设计，在放电过程中需要连接分体插座4进行放电，且由于电源插头3本身为常规的三插的电源插头3，为了避免其插入其他插座内误识别的问题，对分体插座4与一体传导结构之间的识别和连接关系做优化限定。

其中，首先，分体插座4本身具有若干插口，大部分插口主要用于连接外部用电器进行供电，包括三插、两插甚至USB系列插口。但在分体插座4上设有的对应电源插头3的插口，采用特殊结构设计，为一种防呆插口6，只能本实施例中导电电路上的电源插头3对应插入。

防呆插口6具有多种设置方式，可采用现有技术中的异型插接结构，通过契合、嵌入、卡接、锁止等方式，避免其他电源插头3插入。由于电源插头3需要连接在外部普通插座上进行充电，故这种特殊结构仅对分体插座4上的防呆插口6进行特殊处理。参照图2、4、5中，设置的一种带有楔形内凸块的槽结构仅限于本实施例中的电源插头3插入。

进一步的，放电检测支路包括设置在一体传导结构内的一部分，以及设置在分体插座4内的部分，由两部分共同组成放电检测支路。其中，本实施例对设置在分体插座4内的电路部分以放电识别电路进行指代，以下内容中所述放电识别电路均对应图示中设置在分体插座4一侧的串联电路。

其中，电源插头3与分体插座4连接时设置在电源插头3上的触发机构与放电识别电路联动识别。该放电识别电路可作为主电路串联结构，或单独的控制电路。若串联在主电路上，则为一种联动开关或继电器，当电源插头3的触发机构处于特定位置后，该联动开关或继电器便导通，从而使OBC提供的电流进入分体插座4内供电。

若是控制电路，即控制设置在主电路上的一个或多个开关/继电器的通断，则当电源插头3插入防呆插口6时，触发机构到达特定位置，触发放电识别电路，然后放电识别电路形成通路后控制对应开关/继电器导通，也能够实现对分体插座4的导通。

作为优选的是，触发机构本身有多种实现方式，即常规的接触触发结构，一个凸起结构插入分体插座4的对应位置改变其内部的放电识别电路上开关状态，亦或是防呆插口6表面具有一个凸起结构，当电源插头3抵靠在其表面后也能够使放电识别电路上的开关导通。

若是采用非接触式的磁性结构，则能够在不设置额外的外部结构同时，在接触靠近后两个磁性件相互排斥或吸引，也能够实现对其状态的改变联动。

亦或是，在电源插头3上设有一个导体，该导体在电源插头3与防呆插口6连接时插入分体插座4内，与放电识别电路连通，作为放电识别电路中的一个导体，在未插入该导体时放电识别电路上对应位置为间隙断路。

本实施例中仅对该结构进行扩展说明，只要能够满足电源插头3与防呆插口6完全连接后内部设置的放电识别电路状态改变的方案，都属于本发明的保护限定范围。

进一步地，本实施例中的放电识别电路包括至少一个识别电阻和一个触发开关，电源插头3与分体插座4的防呆插口6连接时由触发机构与触发开关对应触发。具体地，分体插座4内具有单独的供电线路，而放电识别电路仅用于连接电源插头3进行识别配对。

该实施方式中，当电源插头3插入防呆插口6时，放电识别电路上的触发开关被触发，导致原本为断路状态的放电识别电路被连通，从外部进入的检测电流经过对应的识别电阻后流出或直接接地线形成回路，通过确认对应识别电阻的参数后完成识别导通电流。

而检测电流可通过两种方式进入放电识别电路中，即通过本身电源插头3的插脚进入，并在完成认证后放电识别电路自动断开与主电路的连接，避免OBC过来的放电电流进入放电识别电路中影响识别电阻的稳定。由于检测时，放电识别电路可控制分体插座4内主电路的通断，故只有检测电流进入时主电路为断路状态，检测电流只能进入放电识别电路中。

另一种实施方式中，参照图2所示，电源插头3上设有独立的检测导电体，即一种放电识别探针，电源插头3与防呆插口6连接时，检测导电体与分体插座4内的放电识别电路导通。通过这种独立导通的方式，与主电路形成隔离。

进一步的，为了简化放电检测支路的检测流程，参照图2所示，以16A放电电流举例说明，将其中识别电阻R5作为放电检测支路上的检测电阻使用。由于常规的放电检测进程中，需要检测到一个额定阻值(通常为2KΩ，但不限于该阻值)的电阻才能完成放电认证，本实施例中将R5电阻设定为2KΩ的电阻进行说明，但不限于仅设置一个R5电阻作为识别电阻，其他实施方式中可采用多个电阻串接或并联形成对应阻值的识别电阻，也能够完成认证。

只有在电源插头3连接分体插座4后，从车辆控制装置中输出的检测电流经过线缆后进入放电识别电路中，车辆控制装置收到电流信息后确认是否连接正确设备，认证后通过OBC向外放电。

进一步的，放电识别电路上还具有串联并控制放电识别电路通断的插座开关，插座开关在分体插座4上具有操作端。该插座开关即为单独设置在放电识别电路上的开关，在分体插座4上设有实体的按键5。

参照图2或图4，其中的S7为插座开关，S6开关为与电源插头3放电识别探针(该放电识别探针即为所述的检测导电体，检测导电体具有多种实现方式，放电识别探针是其中一种，本实施例以放电识别探针进行说明，但不限于此)对应的开关，只有当电源插头3插入防呆插口6，并手动控制插座开关，才使得整个放电识别电路连通进行放电识别。

进一步的，为了实现更好的充放电控制，在控制盒2内设置有充放电控制装置，包括切换开关和检测电路，电源插头3上设有的实体键用于控制切换开关，即前述的滑动结构。通过切换开关控制检测电路。该充放电控制装置内具有电源模块，电源模块通过设有的连接导电电路，由导电电路供电。

在充电进程中，先由车辆控制装置输出检测电流，通过切换开关切换充电检测支路进行识别，完成充电前置检测后，再由连接外部电源的电源插头3供电给充放电控制装置，并由充放电控制装置输出对应电流进入车辆控制装置内，由车辆控制装置识别后确认。

在放电进程中，具有两种实现方式，即单独在一体传导结构内设置有的放电检测电路的一部分能够完成放电检测，车辆控制装置控制K1、K2开关闭合给导电电路输电。此时充放电控制装置连接放电识别电路后，由充放电控制装置输出检测电流进入放电识别电路中，由充放电控制装置具有的检测点获取该检测电流的电流信息，确认后导通OBC与导电电路。另一种方式中通过设置有绕开充放电控制装置的独立电路连接分体插座4的放电识别电路，识别到R5电阻后完成放电检测。

为了进一步保证控制安全，在导电电路上还设有一个强电开关，该强电开关由充放电控制装置控制。充电进程中，由充放电控制装置和车辆控制装置共同实现导电电路的导通，且充放电控制装置还实时保持巡检进程，若一旦充电条件不满足，由充放电控制装置控制强电开关迅速断开保护电路，同时车辆控制装置也控制OBC开关停止充电进程。

针对充电过程，还包括与电源插头3对应可拆卸连接的转接头，充电过程可根据外部电源的电流规格连接对应的转换头。例如原本电源插头3为16A规格，可直插外部16A的电源插座，此时无需转换头，充放电控制装置确认其电流为16A。若外部连接为10A电流的插座，需要先更换10A的转换头，前述中限定电源插头3上设置有独立的转换头检测模块，在转换头上设置有对应的充电识别模块。本实施例中以探针/触点结构(其实现方式具有多种，本实施例中以此进行说明，但不限于此)进行说明，通过与探针/触点转换头匹配，在转换头内设有一个转换识别电阻，由充放电控制装置输入检测电流后确认为10A电流，在充电过程中通过充放电控制装置调整PWM信号占空比实现对应的电流输入控制。

进一步的，参照图1和图2所示，进一步对该充放电设备进行说明，图中以框图的形式展示了该设备的主要结构部分中电路的逻辑设置原理。

左端为放电车辆，即包括双向车载充电机OBC作为主要的充放电端，进行大电流放电和充电。而车辆控制装置用于连接外部的切换电路进行识别检测，同时在连接稳定并持续进行放电或充电时，通过车辆控制装置实时接收充放电控制装置的巡检信号，并在巡检信号异常后控制设置在导电电路上的K1、K2开关实现车辆端断电。

其中，车辆插座与车辆插头1以同一框图表示在连接状态下的电路连接关系。图中可以看到，检测电路部分设置在车辆插头1处，包括用于判断车辆插头1是否与车辆插座连接好的S3开关。

在该结构中，对应的充放电原理如下：

充电模式A(16A电流充电)：当车辆插头1插入车辆插座，车辆插头1卡扣锁按钮正常卡到位(对应图1中的S3闭合，若卡扣锁没有卡接到位，S3开关不闭合，但因为车辆控制装置与车辆插头1已经导电连接，由图1中车辆控制装置的检测点3输出检测电流后经过R4并检测到R4确认此时车辆插头1并未与车辆插座完全连接)，三脚的电源插头3(16A)插入电源插座(16A 220V～)，充放电按钮选择“充电”模式。

选择后，由CC线进行巡检，车辆控制装置检测点3只检测到RC的电阻，且为额定阻值，本实施例中先设置为680Ω；识别RC阻值匹配后，由控制盒2内充放电控制的模块通过CP线输出+12V至PE线进行充电认证检测，此时由于图1中的S2未闭合，CP与PE之间为R1和R3两个电阻串联，检测点4和检测点2检测到9V电压；然后控制盒2内的S1切换至PWM连接状态，车辆完成自检且满足充电条件后S2进入闭合状态，此时R3与R2形成一个并联电阻后与R1串联，检测点2和检测点4检测到电压改变至预设标准值，本实施例中限定为6V，此时完成充电认证检测过程，充放电控制控制K3和K4闭合导通，车辆按16A电流进行充电。

其中，控制盒2内有漏电保护功能、防过载功能、温度检测功能和防雷击等功能。

充电模式B(10A电流充电)：当车辆插头1插入车辆插座，车辆插头1卡扣锁按钮正常卡到位(S3闭合)，充放电按钮选择“充电”模式，当16A三脚的电源插头3插入转换头(16A转10A)接通后，通过触发转换头检测模块(本实施例中具体为一种金属触点和探针配合的形式)后控制盒2检测到“检测点5”，控制盒2通过程序设置自动调整PWM信号的占空比将电流控制在额定电流(本实施例中该处限定为10A，但实际电流不超过8A)；当为无金属触点的转换头时(无触发信号反馈至控制盒2)，也可以在控制盒2上通过手动/蓝牙/WIFI等设置切换，将电流调整为额定电流(本实施例中该处限定为10A，但实际电流不超过8A)。

放电模式：当车辆插头1插入车辆插座，充放电按钮选择“放电”模式，此时K1、K2与K3、K4开关保持断开状态。该实施方式中具有一条放电检测支路，该放电检测支路分为设置在一体传导结构中的第一部分，以及设置在分体插座4内的第二部分。图2中可以看到第二部分的详细电路结构，其具有S6开关和S7开关，分体插座4的S6人为手动闭合导通的方式，在分体插座4上设有一个插座开关用于控制内部S6闭合，触发方式具有多种。S7为电源插头3插入才能触发的物理触点开关，在电源插头3未与分体插座4完全结合到位时阻止车辆放电巡检通过，反之电源插头3插入到与分体插座4完全闭合状态触发S7使设置在分体插座4内的电路连通。

只有当电源插头3与分体插座4连接时，放电检测支路的两个部分连通形成一条串联电路。此时由车辆控制装置发出检测电流，而车辆控制装置上的检测点3只检测到分体插座4上的电阻R5的电阻值为额定阻值(本实施例中对该处的额定阻值设置为2.0kΩ)。则此时车载OBC的K1、K2开关闭合进行导通，由于K3、K4开关保持断开，放电电流只经过常闭开关K7、K8让充放电控制装置得电，此时充放电控制装置控制常闭开关K5、K6断开，同时控制常开开关K3、K4闭合，形成放电导通状态。车辆按额定(该额定电流标称16A，实际电流不超过13A)电流对外放电。

参照图3和图4中，提供了另一种充放电设备的设置方式和管理方式，区别与上述方案，改变了充放电控制装置与分体插座4的放电识别电路的识别逻辑，通过在充放电控制装置上增加额外的检测点来单独对分体插座4进行识别，以下内容以具体的控制盒2指代上述的充放电控制装置，具体的充放电原理如下：

充电模式A(16A电流充电)：当车辆插头1插入车辆插座，车辆插头1卡扣锁按钮正常卡到位(S3闭合)，三脚的电源插头3(16A)插入电源插座(16A220V～)，充放电按钮选择“充电”模式，(控制盒2得电K7、K8断开)。

车辆控制装置检测点3只检测到RC的电阻为680Ω，然后车辆控制装置内的R3被检测到，控制盒2内检测点4检测到9V电压时，控制盒2内的S1切换至PWM连接状态，此时S2进入闭合状态将信号电压变至6V，检测点4有6V电压。则此时K3、K4闭合进行导通，车辆按16A电流进行充电。(该部分参照上述针对图1中的充电流程前的巡检流程，采用相同标准)

充电模式B(10A电流充电)：当车辆插头1插入车辆插座，车辆插头1卡扣锁按钮正常卡到位(S3闭合)，充放电按钮选择“充电”模式，当16A三脚的电源插头3插入转换头(16A转10A)接通后，控制盒2输出检测电流，通过转换头上的金属触点形成检测回路，由控制盒2的检测点5获取到对应的电流信息确认连接有对应的16A转10A的转换头，由控制盒2通过程序设置自动调整PWM信号的占空比将电流控制在10A及以下；当为无金属触点的转换头时(无触发信号反馈至控制盒2)，也可以在控制盒2上通过手动/蓝牙/WIFI等设置切换，将电流调整为10A及以下。

放电模式：参照图3和图4，相较于上个实施方式中单独设置的绕开充放电控制装置的放电检测支路方式，该实施方式中的放电检测支路只设置在一体传导设备中，当车辆插头1插入车辆插座，充放电按钮选择“放电”模式，车辆控制装置检测点3只检测到电阻R5的电阻为2.0kΩ完成第一步的放电检测，此时放电车辆默认处于放电进程，K1、K2开关闭合。

而此时控制盒2通过具有处于常闭状态的K7、K8开关的接入线得电，进行第二步的放电检测，此时电源插头3并未得电，只有将分体插座4与电源插头3连接后，控制盒2通过分体插座4上的放电识别电路进行检测。以上述实施方式相同的是，分体插座4内的放电识别电路同样具有S6、S7开关，手动触发S6闭合，电源插头3与分体插座4连接稳定后S7开关闭合，整个放电识别电路连通。由控制盒2输出检测电流，并由控制盒2上的检测点5获取电流信息，确定设置在放电识别电路中的R6电阻(该电阻的阻值为设定值，只需要控制盒2内比对预设值相同即满足检测要求)后确认第二步放电检测完成，由控制盒2控制K3、K4开关闭合，车辆按额定(该额定电流标称16A，实际电流不超过13A)电流对外放电。

本实施方式中，控制盒2内有漏电保护功能、防过载功能、温度检测功能和防雷击等功能。

需要说明的是，参照图3，图中在车辆插头1的内部结构中的放电检测支路额外增加了一组S3’开关和R4’所形成的电路结构，该结构一般设置在充电检测支路上，其实际产品中设置在车辆插头1与车辆插座之间连接时的锁扣上，当锁扣锁紧后，该S3’开关会有相应的状态，车辆控制装置输入的检测电流通过该处时识别电阻为额定阻值后，确认车辆插头1与车辆插座连接稳定。在切换放电进程时，通过设置该电路也能够实现对应的车辆插头1连接稳定性的检测机制。

进一步地，参照图5，图中的在车辆插头1、电源插头3处还单独设有保护套进行保护，在不使用时，会在两侧的端部套上绝缘保护套，使用时将其取下。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种汽车插拔式充放电设备，包括导电电路，在导电电路两端分别设有车辆插头(1)和电源插头(3)，还具有与电源插头(3)可拆卸连接的分体插座(4)；其特征在于：车辆插头(1)与车辆的车辆插座连接，电源插头(3)在放电时连接分体插座(4)，充电时连接外部电源，分体插座(4)具有至少一个与电源插头(3)连接的插口；

充放电设备还包括切换模块和用于控制导电电路通断的检测电路，检测电路包括充电检测支路和放电检测支路，由切换模块反馈信号对切换电路内的支路进行切换，由外部输入检测电流通过充电检测支路或放电检测支路检测确认后控制导电电路通断。

2.根据权利要求1所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述导电电路、车辆插头(1)与电源插头(3)作为一体传导结构，所述充电检测支路设置在所述一体传导结构内。

3.根据权利要求2所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述放电检测支路设置在一体传导结构内。

4.根据权利要求2所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述放电检测支路包括设置在一体传导结构和分体插座(4)内的两部分，当分体插座(4)与电源插头(3)连接时所述放电检测支路形成完整回路；

电源插头(3)上设有触发机构，所述放电识别电路包括至少一个识别电阻和一个触发开关，所述电源插头(3)与分体插座(4)的插口连接时由触发机构与触发开关对应触发。

5.根据权利要求3所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述电源插头(3)上设有独立的检测导电体，电源插头(3)与插口连接时，所述检测导电体与分体插座(4)内的放电识别电路导通供电。

6.根据权利要求2所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述一体传导结构内还具有同时连接充电检测支路和放电检测支路的充放电控制装置，所述充放电控制装置具有与导电电路连接的控制供电线，并在导电电路上设有由充放电控制装置控制的强电开关，所述控制供电线具有接在导电电路在强电开关与车辆插座(1)之间的接入线一；

放电检测支路包括设置在一体传导结构内与切换模块配合进行放电前置检测的第一放电部分，以及设置在放电插座(4)内的第二放电部分；

第一放电部分从车辆插头(1)接入检测电流完成检测后导电电路获电，充放电控制装置从接入线一接入电流后通过第二放电部分连接分体插座(4)完成检测后通过强电开关连通车辆插头(1)与分体插座(4)。

7.根据权利要求6所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述充放检测支路包括第一充电部分和第二充电部分，第一充电部分与切换模块配合完成充电前置检测；

所述第二充电部分一端连接充放电控制装置，另一端通过车辆插头(1)连接车辆进行信号反馈；

所述控制供电线还具有接在导电电路的强制开关与电源插头(3)之间的接入线二，所述接入线一和接入线二均设有由充放电控制装置控制且处于常闭状态的开关；

所述充放电控制装置通过任一接入线接入电流后控制另一接入线上的开关断开，在第二充电部分完成检测后闭合强电开关。

8.根据权利要求6所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：还包括与电源插头(3)可插拔连接的转换头，所述转换头内具有识别模块，所述充放电控制装置通过电源插头(3)连接对应的识别模块识别转换头规格。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种汽车插拔式充放电设备，其特征在于：所述切换模块为设置在检测电路上切换充电检测支路和放电检测支路上的切换开关。

10.一种充放电管理方法，其特征在于，采用权利要求1-8中的汽车插拔式充放电设备，具体如下：

充电进程，将车辆插头(1)连接在车辆插座上，将电源插头(3)插在外部插座上，通过操作切换模块切换充电检测支路，再由车辆根据切换的充电检测支路进行充电认证检测，确认后由车辆连通导电电路由外部电源给车辆供电；

放电进程，将车辆插头(1)连接在车辆插座上，将电源插头(3)插分体插座(4)的插口内，通过操作切换模块切换放电检测支路，再由车辆根据切换的放电检测支路进行放电认证检测，确认后由车辆连通导电电路并由车辆给分体插座(4)供电。