CN205149560U - 一种缆上控制盒 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种缆上控制盒，应用于电动汽车的充电控制，属于电动汽车充电设备技术领域，包括：控制模块、开关模块和用于与电动汽车通信的2.4G射频通信模块，所述2.4G射频通信模块和所述控制模块连接，所述开关模块包括第一连接端、第二连接端和控制端，所述第一连接端与电源端插头连接，所述第二连接端与汽车充电端插头连接，所述控制端与所述控制模块连接。本实用新型提供的缆上控制盒，通过增设2.4G射频通信模块，实现了与电动汽车充电控制系统的通信，有效地从车辆端获取了电池充电状态的准确信息，以对电动汽车的充电进行更准确的控制。

Description

一种缆上控制盒

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电设备技术领域，具体而言，涉及一种缆上控制盒。

背景技术

目前，电动汽车的使用还未普及，作为电动汽车充电配套设备的缆上交流充电控制盒也不多见。缆上交流充电控制盒，一般充电电流在10A以下，可以直接通过家用三孔插座供电。现有的几种缆上交流充电控制盒，均具有进行充电检测控制、在异常情况下启动保护停止充电的功能。较为智能的控制盒通常还具有异常情况撤销后自恢复充电的功能。但是现有的缆上控制盒缺乏与电动汽车进行交互的手段，不能与电动汽车进行通信，无法获取车辆端充电情况的准确信息。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种缆上控制盒，用于电动汽车的充电控制，通过设置2.4G射频通信模块，以实现与电动汽车的充电控制系统的通信，从车辆端获取电池充电状态的准确信息，以有效地改善上述的问题。

第一方面，本实用新型提供的一种缆上控制盒，应用于电动汽车的充电控制，包括：控制模块、开关模块和用于与电动汽车通信的2.4G射频通信模块，所述2.4G射频通信模块和所述控制模块连接，所述开关模块包括第一连接端、第二连接端和控制端，所述第一连接端与电源端插头连接，所述第二连接端与汽车充电端插头连接，所述控制端与所述控制模块连接。

结合第一方面，本实用新型还提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述缆上控制盒还包括远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块连接。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第二种可能实施方式，其中，所述缆上控制盒还包括时钟模块，所述时钟模块与所述控制模块连接。

结合第一方面的第二种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第三种可能实施方式，其中，所述缆上控制盒还包括充电状态指示模块，所述充电状态指示模块与所述控制模块连接。

结合第一方面的第三种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第四种可能实施方式，其中，所述充电状态指示模块包括LED指示电路或液晶显示电路。

结合第一方面的第四种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第五种可能实施方式，其中，所述缆上控制盒还包括电量采集模块，所述电量采集模块的输入端与电源端插头直接限流连接或耦合连接，所述电量采集模块的输出端与所述控制模块连接。

结合第一方面的第五种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第六种可能实施方式，其中，所述电量采集模块包括电流检测传感器和电压检测传感器，所述电流检测传感器的输入端与电源端插头耦合连接，所述电压检测传感器的输入端与电源端插头限流连接，所述电流检测传感器和电压检测传感器的输出端分别与控制模块连接。

结合第一方面的第五种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第七种可能实施方式，其中，所述电量采集模块包括计量芯片。

结合第一方面的第一种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第八种可能实施方式，其中，所述远程通信模块包括GPRS通信模块。

结合第一方面的第六种可能实施方式，本实用新型还提供了第一方面的第九种可能实施方式，其中，所述缆上控制盒还包括PWM信号输出模块与PWM信号检测模块，所述PWM信号输出模块的输入端及所述PWM信号检测模块的输出端分别与所述控制模块连接，所述PWM信号输出模块的输出端及所述PWM信号检测模块的输入端均与所述汽车充电端插头连接。

本实用新型提供的缆上控制盒，通过增设2.4G射频通信模块，实现了与电动汽车充电控制系统的通信，有效地从车辆端获取了电池充电状态的准确信息，以对电动汽车的充电进行更准确的控制。

进一步，在缆上控制盒内增设远程通信模块，可以把从车辆端获取的电池充电状态的准确信息通过远程通信模块上报给主站服务器并接收外部控制指令。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种缆上控制盒的模块框图；

图2示出了本实用新型实施例提供的一种缆上控制盒的上壳体组件的结构示意图。

图中，附图标记分别为：

控制模块110；2.4G射频通信模块120；开关模块130；远程通信模块140；电量采集模块150；时钟模块160；充电状态指示模块170；接地检测模块181；漏电检测模块182；插头过温检测模块183；PWM信号输出模块191；PWM信号检测模块192；上壳体组件200；第一螺栓柱210；第二螺栓柱220；第三螺栓柱230；第四螺栓柱240。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种缆上控制盒，应用于电动汽车的充电控制，包括：控制模块、开关模块和用于与电动汽车通信的2.4G射频通信模块，所述2.4G射频通信模块和所述控制模块连接，如图1所示。所述开关模块包括第一连接端、第二连接端和控制端，所述第一连接端与电源端插头连接，所述第二连接端与汽车充电端插头连接，所述控制端与所述控制模块连接。其中，所述电源端插头用于与供电设备上的供电插座连接，所述汽车充电端插头用于与车辆端充电插座连接。

控制模块110上电后，通过2.4G射频通信模块120与电动汽车的充电控制系统连接的通信模块建立无线通信。2.4G射频通信模块120读取电动汽车的充电控制系统发送的电池充电状态信息，并转换为控制模块110可以读取的数据形式，发送给控制模块110，控制模块110根据所述电池充电状态信息，发送相应的控制指令，例如，当电池处于已充满状态时，控制模块110发送停止充电指令至开关模块130的控制端，驱动开关模块130的第一连接端与第二连接端断开，从而停止充电。需要说明的是，2.4G射频通信模块120也可以用于获得车辆端其他设备工作状态的信息。

本实用新型提供的缆上控制盒，通过增设2.4G射频通信模块120，实现了与电动汽车的充电控制系统的通信，有效地从车辆端获取了电池充电状态的准确信息，有利于对电动汽车的充电进行更准确的控制。

其中，控制模块110可以优选为单片机，当然，还可以为DSP、ARM或FPGA等其他具有数据处理功能的芯片。开关模块130是启动充电或停止充电的动作执行机构，可以优选为继电器，当然也可以为光电耦合开关、可控硅等组合式可控开关模块。

本实用新型实施例提供的缆上控制盒在实现与电动汽车的充电控制系统通信的基础上，还设置了远程通信模块140，如图1所示，所述远程通信模块140与所述控制模块110连接，以使得缆上控制盒具备远程通信的功能。控制模块110将2.4G射频通信模块从车辆端获取的当前电池的充电状态信息，通过远程通信模块140上报给主站服务器。同时，还可以通过远程通信模块140接收外部控制指令并发送给所述缆上控制盒的控制模块110，使之执行与所述外部控制指令相应的操作。优选的，远程通信模块140可以是GPRS通信模块，例如DATA-6121无线收发模块。

本实用新型实施例提供的缆上控制盒还包括时钟模块160，所述时钟模块160与所述控制模块110连接，以便所述缆上控制盒可以通过接收外部控制指令实现远程定时控制。例如，时钟模块160可以采用时钟芯片DS1302。

进一步的，为了方便用户可以直接从缆上控制盒上获知电动汽车的充电状态，本实用新型实施例提供的缆上控制盒还包括充电状态指示模块170，充电状态指示模块170与控制模块110连接，用于指示电动汽车当前的充电状态。优选的，充电状态指示模块170可以为LED指示电路，通过多个LED状态指示灯显示电动汽车当前的充电状态，例如，LED状态指示灯可以设置四个，分别可以为连接状态指示灯、充电指示灯、故障指示灯和通信指示灯。当然，充电状态指示模块170也可以是液晶显示电路，通过液晶显示屏直接显示电动汽车当前的充电状态。

为了检测输入电动汽车的电压或电流是否存在异常，所述缆上控制盒还包括电量采集模块150，所述电量采集模块150的输入端与电源端插头直接限流连接或耦合连接，电量采集模块150的输出端与控制模块110连接。本实用新型实施例中，电量采集模块150可以包括电流检测传感器和电压检测传感器，所述电流检测传感器的输入端与电源端插头耦合连接，所述电压检测传感器的输入端与电源端插头限流连接，所述电流检测传感器和电压检测传感器的输出端分别与控制模块110连接。分别通过电流检测传感器和电压检测传感器采集充电电压及充电电流参数，并发送给控制模块110，控制模块110将充电电压与预设电压范围以及充电电流与预设电流范围进行比较。其中，控制模块110将充电电压与预设电压范围以及充电电流与预设电流范围进行比较主要包括：在启动充电之前及充电过程中，当充电电压大于预设电压范围时，启动过压保护，发出过压故障代码指示，点亮故障指示灯，并将过压故障信息上报给主站服务器；当充电电压小于预设电压范围时，则启动欠压保护，发出欠压故障代码指示，点亮故障指示灯，并将欠压故障信息上报给主站服务器。同理，在充电过程中若充电电流大于预设短路过流保护点，则立即启动短路过流保护，发出短路故障代码指示，点亮故障指示灯，并将短路故障信息上报给主站服务器；若充电电流小于预设短路过流保护点但大于预设一般过流保护点，则启动延时过流保护，在延时预设时间后断开充电，发出过流故障代码指示，点亮故障指示灯，并将过流故障信息上报给主站服务器。当然，电量采集模块150也可以为电量计量芯片，例如ADE7758。

所述缆上控制盒内还设置有电压转换模块，所述电压转换模块的输入端与电源端插头连接，电压转换模块的输出端可以分别与控制模块110、2.4G射频通信模块120、远程通信模块140、时钟模块160、电量采集模块150等低压用电模块连接，用于将电源端的交流电压转换为适用于各低压用电模块的电压，从而为所述缆上控制盒内各功能模块供电。

此外，如图1所示，本实用新型实施例提供的缆上控制盒还包括接地检测模块181、漏电检测模块182、脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)信号输出模块、PWM信号检测模块192及插头过温检测模块183。

接地检测模块181的输入端与所述缆上控制盒的电源端插头的地线连接，接地检测模块181的输出端与控制模块110连接，用于检测缆上控制盒启动充电之前电源端插头的接地情况。例如，可以通过测量工作地线与保护地线间的接地电阻检测电源端插头的接地情况。接地检测模块181将接地检测信号发送至控制模块110，控制模块110判断接地检测信号是否发生异常，若接地异常则禁止充电，驱动故障指示灯点亮，并发出接地故障代码指示至主站服务器。

漏电检测模块182的输入端与电源端插头连接，所述漏电检测模块182的输出端与控制模块110连接，用于检测缆上控制盒启动充电之前及充电过程中的漏电情况。例如，可以通过电流互感器检测充电回路中火线和零线间的电流差异。漏电检测模块182将漏电检测信号发送至控制模块110，控制模块110判断是否有漏电情况发生，当有漏电发生时，则启动漏电保护，发出漏电故障代码指示并上报给主站服务器，并驱动故障指示灯点亮，严重时禁止或中断充电。

PWM信号输出模块191的输入端及PWM信号检测模块192的输出端分别与控制模块110连接，PWM信号输出模块191的输出端及PWM信号检测模块192的输入端均与汽车充电端插头连接。PWM信号输出模块191用于输出PWM信号至电动汽车，PWM信号检测模块192是依据国家标准GB/T20234.2-2011，在缆上控制盒的电源端插头与用于供电的电源设备连接，充电端插头与车辆端的充电插座连接后，检测控制导引信号CP的状态，以确定缆上控制盒上的汽车充电端插头与车辆端的连接是否正常。控制模块110接收到PWM信号检测模块192输出的控制导引信号CP的状态，判断缆上控制盒上的汽车充电端插头与车辆端的连接状态，若不正常，则上报给主站服务器。

插头过温检测模块183的输入端与缆上控制盒的电源端插头进行电隔离接触以感应温度变化，插头过温检测模块183的输出端与控制模块110连接，用于在电动汽车充电过程中检测插头的温度。例如，插头过温检测模块183可以包括温度传感器，温度传感器将采集到的插头温度信息发送给控制模块110，控制模块110对所述插头温度信息进行处理并判断。若因缆上控制盒的电源端插头与所述电源设备的插座的连接不到位而引起一定充电时间之后温升超过预设温度值，则控制模块110发送指令启动插头过温保护，驱动故障指示灯点亮，并发出插头过温故障代码指示上报给主站服务器。当电源端插头温度超过预设温度值达到预设阈值时，控制模块110驱动开关模块130关闭充电。

另外，需要说明的是，本实用新型实施例提供的缆上控制盒还包括壳体，控制模块110、2.4G射频通信模块120、开关模块130、远程通信模块140、电量采集模块150、时钟模块160、充电状态指示模块170、电压转换模块、接地检测模块181、漏电检测模块182、插头过温检测模块183、PWM信号输出模块191及PWM信号检测模块192均设置于所述壳体内。所述壳体包括通过螺钉装配的上壳体组件200和下壳体组件，所述上壳体组件200的结构如图2所示，所述上壳体组件200的内壁设置有第一螺栓柱210、第二螺栓柱220、第三螺栓柱230和第四螺栓柱240，用于安装远程通信模块。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的模块，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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

Claims (10)

1.一种缆上控制盒，应用于电动汽车的充电控制，其特征在于，包括：控制模块、开关模块和用于与电动汽车通信的2.4G射频通信模块，所述2.4G射频通信模块和所述控制模块连接，所述开关模块包括第一连接端、第二连接端和控制端，所述第一连接端与电源端插头连接，所述第二连接端与汽车充电端插头连接，所述控制端与所述控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的缆上控制盒，其特征在于，还包括：远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的缆上控制盒，其特征在于，还包括时钟模块，所述时钟模块与所述控制模块连接。

4.根据权利要求3所述的缆上控制盒，其特征在于，还包括充电状态指示模块，所述充电状态指示模块与所述控制模块连接。

5.根据权利要求4所述的缆上控制盒，其特征在于，所述充电状态指示模块包括LED指示电路或液晶显示电路。

6.根据权利要求5所述的缆上控制盒，其特征在于，还包括电量采集模块，所述电量采集模块的输入端与电源端插头直接限流连接或耦合连接，所述电量采集模块的输出端与所述控制模块连接。

7.根据权利要求6所述的缆上控制盒，其特征在于，所述电量采集模块包括电流检测传感器和电压检测传感器，所述电流检测传感器的输入端与电源端插头耦合连接，所述电压检测传感器的输入端与电源端插头限流连接，所述电流检测传感器和电压检测传感器的输出端分别与所述控制模块连接。

8.根据权利要求6所述的缆上控制盒，其特征在于，所述电量采集模块包括计量芯片。

9.根据权利要求2所述的缆上控制盒，其特征在于，所述远程通信模块包括GPRS通信模块。

10.根据权利要求7所述的缆上控制盒，其特征在于，还包括PWM信号输出模块与PWM信号检测模块，所述PWM信号输出模块的输入端及所述PWM信号检测模块的输出端分别与所述控制模块连接，所述PWM信号输出模块的输出端及所述PWM信号检测模块的输入端均与所述汽车充电端插头连接。