CN217849019U - 一种车辆的充电接口电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆的充电接口电路，该充电接口电路包括：充电枪，适于插入充电接口中，所述充电枪内设置有交流采样电路，所述交流采样电路包括相互并联的第一开关和第一电阻，所述交流采样电路的第一端接地；控制器板，设置有第一检测端和第二检测端；第一开关电路，所述第一开关电路的控制端用于接收控制信号，所述第一开关电路的第一端接地，所述第一开关电路的第二端通过第三电阻与所述第二检测端连接；供电开关，与所述控制器板通信连接；所述供电开关在闭合时，所述充电枪向所述车辆充电。如此设置，极大地简化了充电接口的内部电路设计，减少了生产成本。

Description

一种车辆的充电接口电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种车辆的充电接口电路。

背景技术

目前，电动汽车和充电基础设施之间需要通过充电接口进行互联互通。由于充电接口涉及电路较多，使得其内部电路设计过于复杂，导致电路器件使用过多，并且成本过高。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中存在的充电接口的内部电路设计过于复杂的问题，从而提供一种车辆的充电接口电路。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种车辆的充电接口电路，该充电接口电路包括：充电枪，适于插入充电接口中，所述充电枪内设置有交流采样电路，所述交流采样电路包括相互并联的第一开关和第一电阻，所述交流采样电路的第一端接地；控制器板，设置有第一检测端和第二检测端，所述第一检测端适于与所述交流采样电路的第二端连接，且所述第一检测端通过第一采样电阻与第一采样电压连接；所述第二检测端通过第二电阻接地；第一开关电路，所述第一开关电路的控制端用于接收控制信号，所述第一开关电路的第一端接地，所述第一开关电路的第二端通过第三电阻与所述第二检测端连接；供电开关，与所述控制器板通信连接；所述供电开关在闭合时，所述充电枪向所述车辆充电。

可选地，所述充电枪未完全插入所述充电接口中时，所述第一开关呈断开状态；所述充电枪完全插入所述充电接口中时，所述第一开关呈闭合状态。

可选地，所述充电接口电路还包括：

第二开关电路，所述第二开关电路的控制端适于接收电压信号，所述第二开关电路的第一端与激活电源连接，所述第二开关电路的第二端与控制器板的供电端连接；所述充电枪设置有输出端，通过所述输出端输出所述电压信号。

可选地，所述第二开关电路包括：

第一开关管，所述第一开关管的控制端连接在所述第三电阻与所述第二检测端之间，并通过第四电阻接收所述电压信号，所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端通过第五电阻与第二开关管的控制端连接；

所述第二开关管，所述第二开关管的第一端与第一电源连接，所述第二开关管的第一端与所述第二开关管的控制端之间连接有第六电阻，所述第二开关管的第二端通过第七电阻接地；

所述控制器板的所述供电端，与所述第二开关管的第二端连接。

可选地，所述第二开关电路包括：

第三开关管，所述第三开关管的控制端与所述第二开关管的第二端连接，所述第三开关管的第一端接地，所述第三开关管的第二端通过串接的第八电阻和第九电阻与所述第一电源连接；

第四开关管，所述第四开关管的控制端连接在所述第八电阻和所述第九电阻之间，所述第四开关管的第一端与所述控制器板的所述供电端连接，所述第四开关管的第二端与所述第一电源连接。

可选地，所述充电接口电路还包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第四电阻连接，所述第一二极管的阴极连接在所述第三电阻与所述第二检测端之间；

所述控制器板通过所述第二检测端检测到电压为预设电压时，控制所述供电开关闭合，并将所述电压信号改为PWM信号。

可选地，所述充电接口电路还包括：

第五开关管，所述第五开关管的控制端与所述第一开关管的第二端连接，所述第五开关管的第一端与所述第一采样电压连接，所述第五开关管的第二端通过第十电阻接地；

所述控制器板设置有PWM信号端，与所述第五开关管的第二端连接；通过获取到的PWM信号设置最大允许输入电流。

可选地，所述充电接口电路还包括：

直流采样电路，设置在所述充电枪内，所述直流采样电路设置有第十一电阻，所述第十一电阻的一端接地；

所述控制器板设置有第三检测端，与所述第十一电阻的另一端连接，且所述第三检测端通过第二采样电阻与第二采样电压连接。

可选地，所述第三开关管的控制端适于接入电平信号，所述第三开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连通时，并使所述控制器板通过所述供电端得电后，所述控制器板向所述充电枪发送指令，控制所述供电开关闭合，并输入预设的电压和电流。

可选地，将第一检测端、第二检测端、第三检测端接入集成钳位电路模块，使所述控制器板的端口电压在0至3.3V之间。

本实用新型技术方案与现有技术相比，具有如下优点：

1.本实用新型实施例提供了一种车辆的充电接口电路，该充电接口电路包括：充电枪，适于插入充电接口中，所述充电枪内设置有交流采样电路，所述交流采样电路包括相互并联的第一开关和第一电阻，所述交流采样电路的第一端接地；控制器板，设置有第一检测端和第二检测端，所述第一检测端适于与所述交流采样电路的第二端连接，且所述第一检测端通过第一采样电阻与第一采样电压连接；所述第二检测端通过第二电阻接地；第一开关电路，所述第一开关电路的控制端用于接收控制信号，所述第一开关电路的第一端接地，所述第一开关电路的第二端通过第三电阻与所述第二检测端连接；供电开关，与所述控制器板通信连接；所述供电开关在闭合时，所述充电枪向所述车辆充电。

如此设置，可以通过第一检测端检测到充电枪已经插入到充电接口上，然后通过第二检测端检测到回路电压发生变化，说明供电装置可以充电，控制器板控制充电枪中的供电开关闭合，最后可以通过所述充电枪向所述车辆充电供电，使交流供电回路导通。因此，通过第一开关电路以及交流采样电路可以完成充电过程，极大地简化了充电接口的内部电路设计，减少了生产成本。通过充电接口电路，使得第二检测端口的电压幅值信号是模拟量信号，分为几个特殊等级，小干扰不会造成影响。并且，充电激活和第二检测端口的电压占空比信号是开关量信号，通过两级开关管可以削弱干扰的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通工人来讲，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。

图1为本实用新型实施例车辆的充电接口电路的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例交流采样的示意图；

图3为本实用新型实施例直流采样的示意图；

图4为本实用新型实施例控制器板的示意图；

图5为本实用新型实施例电源激活的示意图；

图6为本实用新型实施例集成钳位电路模块的示意图。

附图标记：

MCU_CC、第一检测端；MCU_CP、第二检测端；MCU_CC2、第三检测端；MCU_PWM、PWM信号端；CP_WAKE、启动信号；

R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、第十电阻；R11、第十一电阻；RX、第一采样电阻；RX2、第二采样电阻；

S1、第一开关；S2、第一开关电路；MCU、控制器板；

D1、第一二极管；

N1、第一开关管；N2、第二开关管；N3、第三开关管；N4、第四开关管；N5、第五开关管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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，本领域普通工人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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通工人而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

目前，电动汽车和充电基础设施之间需要通过充电接口进行互联互通。由于充电接口涉及电路较多，使得其内部电路设计过于复杂，导致电路器件使用过多，并且成本过高。

因此，本实用新型要解决的技术问题在于现有技术中存在的充电接口的内部电路设计过于复杂的问题，从而提供一种车辆的充电接口电路。

实施例1

如图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种车辆的充电接口电路，该充电接口电路包括充电枪、控制器板MCU、第一开关电路S2以及供电开关。

具体地，在本实用新型实施例中，充电枪适于插入充电接口中，所述充电枪内设置有交流采样电路，所述交流采样电路包括相互并联的第一开关S1和第一电阻R1，所述交流采样电路的第一端接地。控制器板MCU设置有第一检测端MCU_CC和第二检测端MCU_CP，限流电阻的一端与第一电阻R1连接，所述限流电阻的另一端与所述第一检测端MCU_CC连接，也就是与所述交流采样电路的第二端连接。且所述第一检测端MCU_CC通过第一采样电阻RX与第一采样电压连接。所述第二检测端MCU_CP通过第二电阻R2接地。所述充电枪未完全插入所述充电接口中时，所述第一开关S1呈断开状态；所述充电枪完全插入所述充电接口中时，所述第一开关S1呈闭合状态。

在工作过程中，如附图2，第一采样电压为3.3V，控制器板MCU通过第一检测端MCU_CC就能够检测到第一采样电压经过限流电阻和第一开关S1入地，这时第一检测端MCU_CC的电压便发生改变，此时车辆可以通过第一检测端MCU_CC的电压变化检测到充电枪已经插入到充电接头上。第一电阻R1的作用是检测充电枪有没有插到位，如果没有插到位，则第一开关S1断开，第一电阻R1电阻串联进回路。另外，通过第一检测端MCU_CC检测的电压便可以知道限流电阻的大小，进而知道充电枪的型号。

进一步地，所述第一开关电路S2的控制端用于接收控制信号，所述第一开关电路S2的第一端接地，所述第一开关电路S2的第二端通过第三电阻R3与所述第二检测端MCU_CP连接。供电开关与所述控制器板MCU通信连接，所述供电开关在闭合时，所述充电枪向所述车辆充电。

在工作过程中，当控制信号置高时，第一开关电路S2的第一端和所述第一开关电路S2的第二端导通，使得第二电阻R2和第三电阻R3并联，回路电压发生变化。当第二检测端MCU_CP检测到电压发生变化后，就可以认可充电，控制器板MCU控制供电开关闭合，使交流供电回路导通。正常情况下，断电只需要控制器板MCU发出停止充电指令，使控制信号为低，从而断开S2，并向车载充电机发送停止充电指令。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述充电接口电路还包括第二开关电路，所述第二开关电路的控制端适于接收电压信号，所述第二开关电路的第一端与激活电源连接，所述第二开关电路的第二端与控制器板MCU的供电端连接；所述充电枪设置有输出端，通过所述输出端输出所述电压信号。

具体地，所述第二开关电路包括第一开关管N1和第二开关管N2。所述第一开关管N1的控制端连接在所述第三电阻R3与所述第二检测端MCU_CP之间，并通过第四电阻R4接收所述电压信号，所述第一开关管N1的第一端接地，所述第一开关管N1的第二端通过第五电阻R5与第二开关管N2的控制端连接。所述第二开关管N2的第一端与第一电源连接，所述第二开关管N2的第一端与所述第二开关管N2的控制端之间连接有第六电阻R6，所述第二开关管N2的第二端通过第七电阻R7接地。所述第二开关管N2的第二端连接有启动信号CP_WAKE，启动信号CP_WAKE又控制所述控制器板MCU的所述供电端是否供电。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述第二开关电路包括第三开关管N3和第四开关管N4。所述第三开关管N3的控制端与所述第二开关管N2的第二端连接，所述第三开关管N3的第一端接地，所述第三开关管N3的第二端通过串接的第八电阻R8和第九电阻R9与所述第一电源连接。所述第四开关管N4的控制端连接在所述第八电阻R8和所述第九电阻R9之间，所述第四开关管N4的第一端与所述控制器板MCU的所述供电端连接，所述第四开关管N4的第二端与所述第一电源连接。

在工作过程中，将充电枪插入车辆充电口后，首先需要将控制器板MCU的电源激活。如附图1，通过启动信号CP_WAKE实现:

例如，当12V高压信号从第二检测端MCU_CP输入后，第一开关管N1导通，从而使第一开关管N1导通，使得启动信号CP_WAKE从低电平变为高电平，如附图5，12V的启动信号CP_WAKE将第三开关管N3打开，从而将第四开关管N4打开，使得电源激活信号从0V变为12V，从而激活电源芯片为控制器板MCU供电。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述充电接口电路还包括第一二极管D1，所述第一二极管D1的阳极与所述第四电阻R4连接，所述第一二极管D1的阴极连接在所述第三电阻R3与所述第二检测端MCU_CP之间。所述控制器板MCU通过所述第二检测端MCU_CP检测到电压为预设电压时，控制所述供电开关闭合，并将所述电压信号改为PWM信号。

也就是说，如图1所示，充电枪插入车辆充电口以后，12v电压通过第四电阻R4，到达第二检测端MCU_CP，然后通过第二电阻R2接地构成回路，此时第二检测端MCU_CP处以及第四电阻R4处的电压便不再是12v。当供电装置检测到电压为发生改变以后，由12v变到PWM信号，此时监测点1和2会出现一个占空比信号，通过分压后将第二检测端MCU_CP的信号传入控制器板MCU，确认充电枪连接好。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述充电接口电路还包括第五开关管N5，所述第五开关管N5的控制端与所述第一开关管N1的第二端连接，所述第五开关管N5的第一端与所述第一采样电压连接，所述第五开关管N5的第二端通过第十电阻R10接地。所述控制器板MCU设置有PWM信号端MCU_PWM，与所述第五开关管N5的第二端连接，通过获取到的PWM信号设置最大允许输入电流。

由于第二电阻R2、第三电阻R3以及第四电阻R4的电阻值不同，使得接收到的PWM波信号有多个电平，很难用一个端口来采集，因此采用此T型采样电路后可同时采集其幅值和占空比。具体的，第二检测端MCU_CP将幅值信号分压后送到控制器板MCU的AN口，判断PWM波的电平等级，PWM信号端MCU_PWM将频率信号送到控制器板MCU的端口，判断PWM波的占空比情况，见附图1，控制器板MCU通过第二检测端MCU_CP的PWM信号占空比确定供电设备可供电能力，为了使控制器板MCU能更好的处理不同电平的PWM波信号，需要一个能跟踪此PWM波的固定幅值PWM波信号。

在本实用新型实施例中，在PWM波的高电平时，第一开关管N1导通，从而使第五开关管N5导通，则PWM信号端MCU_PWM变为+3.3V。同理，当PWM波在低电平时，PWM信号端MCU_PWM变为0V，从而能有效跟踪目标PWM波信号。第二检测端MCU_CP的PWM波信号传入控制器板MCU，控制器板MCU将发送指令给到车辆控制装置，设置最大允许输入电流，然后车载充电机对新能源车进行充电。

进一步地，在本实用新型的一个可选实施例中，所述充电接口电路还包括直流采样电路，直流采样电路设置在所述充电枪内，所述直流采样电路设置有第十一电阻R11，所述第十一电阻R11的一端接地。所述控制器板MCU设置有第三检测端MCU_CC2，第三检测端MCU_CC2与所述第十一电阻R11的另一端连接，且所述第三检测端MCU_CC2通过第二采样电阻RX2与第二采样电压连接。

具体地，所述第三开关管N3的控制端适于接入电平信号，所述第三开关管N3的第一端与所述第三开关管N3的第二端连通时，并使所述控制器板MCU通过所述供电端得电后，所述控制器板MCU向所述充电枪发送指令，控制所述供电开关闭合，并输入预设的电压和电流。再将第一检测端MCU_CC、第二检测端MCU_CP、第三检测端MCU_CC2接入集成钳位电路模块，使所述控制器板MCU的端口电压在0至3.3V之间。

在快充时，如附图3所示，首先，将充电线缆插入车辆充电插座之后，通过充电桩以及充电装置内部的电路，充电桩认为充电线缆已连上，将其内部继电器闭合，给辅助电源供电。

见图5，其12V信号通过控制器板MCU接口的电平信号，也就是A+信号使第三开关管N3导通，从而使第四开关管N4导通，供电端置为12V，使控制器板MCU上电。见附图3，此时第二电阻R2接入电路第三检测端MCU_CC2为低电平，即认为充电线缆与插座连接好，使控制器板MCU向充电桩发送指令，电池管理单元开始与充电桩进行通讯。如果兼容的话，充电桩会告知电池管理单元输入多大的电压和电流，电池管理单元知晓后同样进行自检具备充电条件后告知充电桩进行充电。此时充电桩控制其内部供电开关吸合，开始供电。同时电池管理单元会控制快充的供电开关吸合，进行充电。

正常情况下，断电会按下充电枪上的锁止按钮，充电枪就会断开其内部的供电开关，停止供电，拔出充电枪，见附图3，第十一电阻R11断开，控制器板MCU的第三检测端MCU_CC2变为+3.3V。

为了减小从充电口传来的未知大电压信号对电动汽车主控模块造成的危害，见图6，将再将第一检测端MCU_CC、第二检测端MCU_CP、第三检测端MCU_CC2以及PWM信号端MCU_PWM接入集成钳位电路模块，使所述控制器板MCU的端口电压在0至3.3V之间。

接入一个集成钳位电路模块，使得送入控制器板MCU I/O口的电压在0-+3.3V之间，确保主控模块在充电过程中的安全可靠。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通工人来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种车辆的充电接口电路，其特征在于，包括：

充电枪，适于插入充电接口中，所述充电枪内设置有交流采样电路，所述交流采样电路包括相互并联的第一开关和第一电阻，所述交流采样电路的第一端接地；

控制器板，设置有第一检测端和第二检测端，所述第一检测端适于与所述交流采样电路的第二端连接，且所述第一检测端通过第一采样电阻与第一采样电压连接；所述第二检测端通过第二电阻接地；

第一开关电路，所述第一开关电路的控制端用于接收控制信号,所述第一开关电路的第一端接地，所述第一开关电路的第二端通过第三电阻与所述第二检测端连接；

供电开关，与所述控制器板通信连接；所述供电开关在闭合时，所述充电枪向车辆充电。

2.根据权利要求1所述的充电接口电路，其特征在于，所述充电枪未完全插入所述充电接口中时，所述第一开关呈断开状态；所述充电枪完全插入所述充电接口中时，所述第一开关呈闭合状态。

3.根据权利要求2所述的充电接口电路，其特征在于，还包括：

第二开关电路，所述第二开关电路的控制端适于接收电压信号，所述第二开关电路的第一端与激活电源连接，所述第二开关电路的第二端与控制器板的供电端连接；所述充电枪设置有输出端，通过所述输出端输出所述电压信号。

4.根据权利要求3所述的充电接口电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：

第一开关管，所述第一开关管的控制端连接在所述第三电阻与所述第二检测端之间，并通过第四电阻接收所述电压信号，所述第一开关管的第一端接地，所述第一开关管的第二端通过第五电阻与第二开关管的控制端连接；

所述第二开关管，所述第二开关管的第一端与第一电源连接，所述第二开关管的第一端与所述第二开关管的控制端之间连接有第六电阻，所述第二开关管的第二端通过第七电阻接地；

所述控制器板的所述供电端，与所述第二开关管的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的充电接口电路，其特征在于，所述第二开关电路包括：

第三开关管，所述第三开关管的控制端与所述第二开关管的第二端连接，所述第三开关管的第一端接地，所述第三开关管的第二端通过串接的第八电阻和第九电阻与所述第一电源连接；

第四开关管，所述第四开关管的控制端连接在所述第八电阻和所述第九电阻之间，所述第四开关管的第一端与所述控制器板的所述供电端连接，所述第四开关管的第二端与所述第一电源连接。

6.根据权利要求4或5所述的充电接口电路，其特征在于，还包括：

第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第四电阻连接，所述第一二极管的阴极连接在所述第三电阻与所述第二检测端之间；

所述控制器板通过所述第二检测端检测到电压为预设电压时，控制所述供电开关闭合，并将所述电压信号改为PWM信号。

7.根据权利要求6所述的充电接口电路，其特征在于，还包括：

第五开关管，所述第五开关管的控制端与所述第一开关管的第二端连接，所述第五开关管的第一端与所述第一采样电压连接，所述第五开关管的第二端通过第十电阻接地；

所述控制器板设置有PWM信号端，与所述第五开关管的第二端连接；通过获取到的PWM信号设置最大允许输入电流。

8.根据权利要求5所述的充电接口电路，其特征在于，还包括：

直流采样电路，设置在所述充电枪内，所述直流采样电路设置有第十一电阻，所述第十一电阻的一端接地；

所述控制器板设置有第三检测端，与所述第十一电阻的另一端连接，且所述第三检测端通过第二采样电阻与第二采样电压连接。

9.根据权利要求8所述的充电接口电路，其特征在于，

所述第三开关管的控制端适于接入电平信号，所述第三开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连通时，并使所述控制器板通过所述供电端得电后，所述控制器板向所述充电枪发送指令，控制所述供电开关闭合，并输入预设的电压和电流。

10.根据权利要求9所述的充电接口电路，其特征在于，将第一检测端、第二检测端、第三检测端以及PWM信号端接入集成钳位电路模块，使所述控制器板的端口电压在0至3.3V之间。

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