CN220570344U - 低压直流充电系统及交直流充电切换系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电动车充电技术领域，提供一种低压直流充电系统及交直流充电切换系统。低压直流充电系统，包括：原车充电插座；主控，与原车充电插座电连接；电池，通过第一开关组件与原车充电插座的充电端口连接；高压模块，与主控连接，高压模块用于向直流充电桩输出启动电压；电压采样模块，与主控连接，电压采样模块适于检测原车充电插座的输出电压和电池的电压。根据本申请实施例的低压直流充电系统，实现了利用高压模块给直流充电桩输出一个高电压，以直接唤醒直流充电桩，可以利用直流充电桩给电池进行充电，且通过第一开关组件4可以有效的断开电池，确保绝缘检测可以通过。

Description

低压直流充电系统及交直流充电切换系统

技术领域

本申请涉及电动车充电技术领域，尤其涉及低压直流充电系统及交直流充电切换系统。

背景技术

纯电动汽车以及插电式混合动力汽车正快速产业化，国内外电动车的保有量正在快速上升。

其中，低压电动车电池包的电压低于直流充电桩的电压，低压电动车在使用直流充电桩进行充电时，经常会出现直流充电桩检测到电池包的电压不匹配而不开启充电流程，需要额外对直流充电桩进行操作，才能唤醒直流充电桩，充电较为麻烦。

实用新型内容

本申请旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种低压直流充电系统，实现了利用高压模块给直流充电桩输出一个高电压，以直接唤醒直流充电桩，可以利用直流充电桩给电池进行充电，且通过第一开关组件4可以有效的断开电池，确保绝缘检测可以通过。

本申请还提出一种交直流充电切换系统。

根据本申请第一方面实施例的低压直流充电系统，包括：

原车充电插座；

主控，与所述原车充电插座电连接；

电池，通过第一开关组件与所述原车充电插座的充电端口连接；

高压模块，与所述主控连接，所述高压模块用于向直流充电桩输出启动电压；

电压采样模块，与所述主控连接，所述电压采样模块适于检测所述原车充电插座的输出电压和所述电池的电压。

根据本申请实施例的低压直流充电系统，将直流充电枪插入电动车的原车充电插座，直流充电桩检测到直流充电枪已经插入时，主控控制第一开关组件断开和高压模块断开，第一开关组件断开使得电池的正负极断开，使得直流充电桩对电池进行绝缘检测时，检测到的电压是0，保证了绝缘检测可以顺利通过，同时高压模块断开，可以避免高压模块在绝缘检测时向直流充电桩发送电压而对绝缘检测造成影响，进一步保证了绝缘检测可以顺利通过。然后主控控制高压模块闭合，使得高压模块向直流充电桩输出启动电压，以供直流充电桩检测，使得直流充电桩可以成功启动，然后电压采样模块则对直流充电桩输送到原车充电插座处的电压进行检测采样，同时对电池的电压进行采样，当原车充电插座的输出电压和电池的电压的差值在预设值内时，主控控制第一开关组件闭合，高压模块断开，使得直流充电桩可以对电池进行充电。进而本申请实现了利用高压模块给直流充电桩输出一个高电压，以直接唤醒直流充电桩，可以利用直流充电桩给电池进行充电，且通过第一开关组件可以有效的断开电池，确保绝缘检测可以通过。

根据本申请的一个实施例，所述低压直流充电系统包括第二开关组件，所述高压模块的输出端与所述第二开关组件连接，所述第二开关组件适于控制所述高压模块与所述直流充电桩之间的通断。

根据本申请的一个实施例，所述第一开关组件包括第一接触器和第二接触器，所述第一接触器连接所述原车充电插座的正极充电端口和所述电池的正极充电端口，所述第二接触器连接所述原车充电插座的负极充电端口和所述电池的负极充电端口。

根据本申请的一个实施例，所述电压采样模块包括第一电压采样件和第二电压采样件，所述第一电压采样件与所述原车充电插座的充电端口连接，所述第一电压采样件适于检测所述原车充电插座输出的电压大小，所述第二电压采样件与所述电池连接，所述第二电压采样件适于检测所述电池的电压。

根据本申请的一个实施例，所述低压直流充电系统包括直流CAN通讯模块，所述直流CAN通讯模块连接所述电池和所述主控，所述直流CAN通讯模块适于将所述电池的信息传输给所述主控。

根据本申请第二方面的实施例，交直流充电切换系统包括上述的所述低压直流充电系统。

根据本申请的交直流充电切换系统，其具有上述的低压直流充电系统，因此具有上述低压直流充电系统的所有技术效果，此处不再进行赘述。

根据本申请的一个实施例，所述交直流充电切换系统包括：

交流充电机，与所述主控连接，所述交流充电机与所述电池连接；

第三开关组件，所述第三开关组件的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第三开关组件的第二输出端与所述电池连接，所述第三开关组件的输入端与所述原车充电插座的充电端口连接。

根据本申请的一个实施例，所述第三开关组件包括第一磁保持继电器和第二磁保持继电器，所述第一磁保持继电器的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第一磁保持继电器的第二输出端与所述电池连接，所述第一磁保持继电器的输入端与所述原车充电插座的正极输入端连接，所述第二磁保持继电器的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第二磁保持继电器的第二输出端与所述电池连接，所述第二磁保持继电器的输入端与所述原车充电插座的负极输入端连接。

根据本申请的一个实施例，所述交直流充电切换系统包括第四开关组件，所述第四开关组件连接所述交流充电机和原车通讯端口，所述第四开关组件适于通断所述交流充电机和所述原车通讯端口，所述主控适于控制所述交流充电机处于充电状态，所述主控与所述原车通讯端口连接。

根据本申请的一个实施例，所述交直流充电切换系统包括第五开关组件，所述第五开关组件的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第五开关组件的第二输出端与所述主控连接，所述第五开关组件的输入端与所述原车充电插座的CAN通讯端口连接。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，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。

图1是本申请实施例提供的低压直流充电系统的原理图；

图2是本申请实施例提供的交直流充电切换系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请实施例和简化描述，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实施例的限制。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。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1和图2描述本申请的低压直流充电系统、交直流充电切换系统及直流充电方法。

需要说明的是，本申请中的控制组件是通过现有的控制程序或逻辑电路实现相应的控制功能的，即本申请的改进点并不在于计算机程序，并不包含对方法本身的改进。本申请是通过各个组件和/或部件和/或电路之间的连接形成一硬件架构的技术方案，以解决相应的技术问题。

根据本申请第一方面的实施例，如图1所示，低压直流充电系统，包括：

原车充电插座1；

主控2，与原车充电插座1电连接；

电池3，通过第一开关组件4与原车充电插座1的充电端口连接；

高压模块5，与主控2连接，高压模块5用于向直流充电桩输出启动电压；

电压采样模块6，与主控2连接，电压采样模块6适于检测原车充电插座1的输出电压和电池3的电压。

根据本申请实施例的低压直流充电系统，将直流充电枪插入电动车的原车充电插座1，直流充电桩检测到直流充电枪已经插入时，主控2控制第一开关组件4断开和高压模块5断开，第一开关组件4断开使得电池3的正负极断开，使得直流充电桩对电池3进行绝缘检测时，检测到的电压是0，保证了绝缘检测可以顺利通过，同时高压模块5断开，可以避免高压模块5在绝缘检测时向直流充电桩发送电压而对绝缘检测造成影响，进一步保证了绝缘检测可以顺利通过。然后主控2控制高压模块5闭合，使得高压模块5向直流充电桩输出启动电压，以供直流充电桩检测，使得直流充电桩可以成功启动，然后电压采样模块6则对直流充电桩输送到原车充电插座1处的电压进行检测采样，同时对电池3的电压进行采样，当原车充电插座1的输出电压和电池3的电压的差值在预设值内时，主控2控制第一开关组件4闭合，高压模块5断开，使得直流充电桩可以对电池3进行充电。进而本申请实现了利用高压模块5给直流充电桩输出一个高电压，以直接唤醒直流充电桩，可以利用直流充电桩给电池3进行充电，且通过第一开关组件4可以有效的断开电池3，确保绝缘检测可以通过。

示例性的，启动电压例如为300V。

示例性的，可以在电池3和原车充电插座1之间设置降压模块，通过降压模块对直流充电桩输送到原车充电插座1的电压进行降压，进而将电压转换成符合电池3充电需求的电池。

需要注意的是，也可以通过主控2与直流充电桩进行交互，控制直流充电桩的输出电压降低至符合电池3的充电要求，进而可以直接利用直流充电桩对电池3进行充电。

在本申请的一个实施例中，低压直流充电系统包括第二开关组件，高压模块5的输出端与第二开关组件连接，第二开关组件适于控制高压模块5与直流充电桩之间的通断。

可以理解的是，高压模块5是用于向直流充电桩输出启动电压，使得直流充电桩检测到启动电压后处于启动状态。而在向直流充电桩输出启动电压之前，直流充电桩会先对电池3进行绝缘检测，此时主控2则控制第二开关组件断开，保证了高压模块5和直流充电桩之间是断开的，高压模块5不会向直流充电桩输送电压，确保了高压模块5不会对绝缘检测造成影响。当绝缘检测结束后，需要启动直流充电桩时，则控制第二开关组件闭合，使得高压模块5可以向直流充电桩输送电压。

示例性的，第二开关组件包括第一继电器，第一继电器的一端与高压模块5的输出端连接，第一继电器的另一端与直流充电桩连接，通过控制第一继电器的开闭，即可控制高压模块5和直流充电桩之间的通断。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，第一开关组件4包括第一接触器和第二接触器，第一接触器连接原车充电插座1的正极充电端口和电池3的正极充电端口，第二接触器连接原车充电插座1的负极充电端口和电池3的负极充电端口。

可以理解的是，通过控制第一接触器和第二接触器断开，即可使得电池3的正极充电端口和原车充电插座1的正极充电端口断开，电池3的负极充电端口和原车充电插座1的负极充电端口断开，保证了电池3的正极充电端口和电池3的负极充电端口之间是断开的，进而使得直流充电桩对电池3进行绝缘检测时，检测到的电压是0，保证了绝缘检测可以顺利通过。

在本申请的一个实施例中，电压采样模块6包括第一电压采样件和第二电压采样件，第一电压采样件与原车充电插座1的充电端口连接，第一电压采样件适于检测原车充电插座1输出的电压大小，第二电压采样件与电池3连接，第二电压采样件适于检测电池3的电压。

可以理解的是，第一电压采样件和第二电压采样件将检测到的数据传输给主控2，使得主控2可以对原车充电插座1的输出电压和电池3的电压进行比较，只有当两者的电压差小于预设值时，主控2才会控制第一开关组件4闭合，使得直流充电桩可以对电池3进行充电，且可以避免压差过大而产生的大电流对低压直流充电系统造成破坏。

示例性的，第二电压采样件例如为电压采样电路或电压检测传感器。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，低压充电系统包括充电桩插枪检测模块，基于充电桩插枪检测模块的检测数据，直流充电桩可以判断直流充电枪是否已经插入到原车充电插座1中，当确定直流充电枪已经插入到原车充电插座1后，辅助电源向主控2输出12V的电压，以唤醒主控2。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，低压直流充电系统包括主控插枪检测模块，主控插枪检测模块与原车充电插座1连接，主控插枪检测模块适于检测原车充电插座1是否与直流充电枪连接。

可以理解的是，主控2在接通辅助电源输入的电压后，会获取主控插枪检测模块的检测结果，进而判断直流充电枪是否已经插入原车充电插座1。也就是说，主控插枪检测模块的设置，便于主控2判断直流充电枪是否已经插入原车充电插座1。

在本申请的一个实施例中，低压直流充电系统包括直流CAN通讯模块，直流CAN通讯模块连接电池3和主控2，直流CAN通讯模块适于将电池3的信息传输给主控2。

可以理解的是，直流CAN通讯模块可以将电池3的信息，例如电池3SOC、电池3温度、电池3电压等信息，发送给主控2，以便于主控2根据电池3的信息控制充电流程的进行，例如可以将电池3的信息发送给直流充电桩，还可以基于电池3的信息判断充电是否存在异常等。

根据本申请第二方面的实施例，如图2所示，一种交直流充电切换系统，包括上述的低压直流充电系统。

根据本申请实施例的交直流充电切换系统，其具有低压直流充电系统，实现了利用高压模块5给直流充电桩输出一个高电压，以直接唤醒直流充电桩，可以利用直流充电桩给电池3进行充电，且通过第一开关组件4可以有效的断开电池3，确保绝缘检测可以通过。

可以理解的是，交直流充电系统可以在直流充电模式和交流充电模式之间切换。直流充电模式和交流充电模式的切换可以基于转接头的插入进行切换，即当转接头插入原车充电插座1时，可以将交直流充电系统切换为直流充电模式，当转接头没有插入原车充电插座1时，交直流充电系统则可以一直处于交流充电模式。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，交直流充电切换系统包括：

交流充电机，与主控2连接，交流充电机与电池3连接；

第三开关组件，第三开关组件的第一输出端与交流充电机连接，第三开关组件的第二输出端与电池3连接，第三开关组件的输入端与原车充电插座1的充电端口连接。

可以理解的是，当交直流充电切换系统处于交流充电模式时，即交流充电枪插入原车充电插座1时，则控制第三开关组件的第一输出端和输入端连通，使得交流充电枪可以和交流充电机连通，交流充电枪可以将交流电输送到交流充电机处，进而实现了利用交流充电机对电池3进行充电。当交直流充电切换系统处于直流充电模式时，即直流充电枪通过转接头与原车充电插座1连接时，则控制第三开关组件的第二输出端与输入端连通，使得直流充电枪与电池3连通，直流充电枪可以直接对电池3进行充电，进而实现了直流充电模式和交流充电模式的切换，既可以利用直流对电池3进行充电，也可以利用交流对电池3进行充电。

在本申请的一个实施例中，第三开关组件包括第一磁保持继电器和第二磁保持继电器，第一磁保持继电器的第一输出端与交流充电机连接，第一磁保持继电器的第二输出端与电池3连接，第一磁保持继电器的输入端与原车充电插座1的正极输入端连接，第二磁保持继电器的第一输出端与交流充电机连接，第二磁保持继电器的第二输出端与电池3连接，第二磁保持继电器的输入端与原车充电插座1的负极输入端连接。

可以理解的是，在处于交流充电模式时，第一磁保持继电器的第一输出端和输入端连通，第二磁保持继电器的第一输出端和输入端连通，即原车充电插座1的正极输入端和负极输入端同时与交流充电机连通，将交流充电枪插入原车充电插座1，即可实现交流充电枪到交流充电机再到电池3的充电流程。在处于直流充电模式时，也就是主控2检测到转接头插入原车充电插座1时，第一磁保持继电器的第二输出端与输入端连通，第二磁保持继电器的第二输出端和输入端连通，即原车充电插座1的正极输入端和负极输入端同时与电池3连接，使得插入到原车充电插座1的直流充电枪，可以对电池3进行直流充电。

在本申请的一个实施例中，如图2所示，交直流充电切换系统包括第四开关组件，第四开关组件连接交流充电机和原车通讯端口，第四开关组件适于通断交流充电机和原车通讯端口，主控2适于控制交流充电机处于充电状态，主控2与原车通讯端口连接。

可以理解的是，在电动车实际直流充电过程中，若没有原车充电协议，则需要对充电协议进行破解，耗时耗力。

本申请则通过主控2给原车交流充电机发送相应的信号，以唤醒交流充电机，使得车辆处于充电状态，由于此时是直流充电模式，电流并不会真的经过交流充电机，而交流充电机一直没有工作时，交流充电机会向车辆发送CAN信号，使得车辆再次处于非充电状态。所以本申请在唤醒交流充电机后，会先控制第四开关组件断开，以切断交流充电机和车辆的通讯，然后改由主控2向车辆发送CAN信号，使得车辆始终处于充电状态，以便于对电池3进行直流充电，提高了电动车充电的便捷程度。

在本申请的实施例中，第四开关组件包括第二继电器，第二继电器与主控2连接，第二继电器连接交流充电机和原车通讯端口。

可以理解的是，主控2可以控制第二继电器的开关，进而可以控制交流充电机和原车通讯端口之间的通断。在需要使得车辆处于充电状态时，主控2控制第二继电器闭合，同时主控2向交流充电机发送相应的信号以唤醒交流充电机，交流充电机被唤醒后会向原车通讯端口发送CAN信号，使得车辆处于充电状态。然后主控2则控制第二继电器断开，同时主控2代替交流充电机向原车通讯端口发送CAN信号，使得车辆以为交流充电机一直处于工作状态，则车辆也就不会退出充电状态，进而可以对电池3进行直流充电。

在本申请的一个实施例中，交直流充电切换系统包括第五开关组件，第五开关组件的第一输出端与交流充电机连接，第五开关组件的第二输出端与主控2连接，第五开关组件的输入端与原车充电插座1的CAN通讯端口连接。

可以理解的是，第五开关组件可以连通第一输出端和输入端，也可以连通第二输出端和输入端，即可以控制原车充电插座1的CAN通讯端口与交流充电连接还是与主控2连接。当处于交流充电模式时，则控制第五开关组件的第一输出端和输入端连通，使得与原车充电插座1连接的交流充电桩可以与交流充电机进行CAN通讯；当处于直流充电模式时，则控制第五开关组件的第二输出端和输入端连通，使得与原车充电插座1连接的直流充电桩可以和主控2进行CAN通讯。

示例性的，第五开关组件例如为继电器。

最后应说明的是，以上实施方式仅用于说明本申请，而非对本申请的限制。尽管参照实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本申请的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种低压直流充电系统，包括：

原车充电插座；

主控，与所述原车充电插座电连接；

电池，通过第一开关组件与所述原车充电插座的充电端口连接；

高压模块，与所述主控连接，所述高压模块用于向直流充电桩输出启动电压；

电压采样模块，与所述主控连接，所述电压采样模块适于检测所述原车充电插座的输出电压和所述电池的电压。

2.根据权利要求1所述的低压直流充电系统，其特征在于，所述低压直流充电系统包括第二开关组件，所述高压模块的输出端与所述第二开关组件连接，所述第二开关组件适于控制所述高压模块与所述直流充电桩之间的通断。

3.根据权利要求1所述的低压直流充电系统，其特征在于，所述第一开关组件包括第一接触器和第二接触器，所述第一接触器连接所述原车充电插座的正极充电端口和所述电池的正极充电端口，所述第二接触器连接所述原车充电插座的负极充电端口和所述电池的负极充电端口。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的低压直流充电系统，其特征在于，所述电压采样模块包括第一电压采样件和第二电压采样件，所述第一电压采样件与所述原车充电插座的充电端口连接，所述第一电压采样件适于检测所述原车充电插座输出的电压大小，所述第二电压采样件与所述电池连接，所述第二电压采样件适于检测所述电池的电压。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的低压直流充电系统，其特征在于，所述低压直流充电系统包括直流CAN通讯模块，所述直流CAN通讯模块连接所述电池和所述主控，所述直流CAN通讯模块适于将所述电池的信息传输给所述主控。

6.一种交直流充电切换系统，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的低压直流充电系统。

7.根据权利要求6所述的交直流充电切换系统，其特征在于，所述交直流充电切换系统包括：

交流充电机，与所述主控连接，所述交流充电机与所述电池连接；

第三开关组件，所述第三开关组件的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第三开关组件的第二输出端与所述电池连接，所述第三开关组件的输入端与所述原车充电插座的充电端口连接。

8.根据权利要求7所述的交直流充电切换系统，其特征在于，所述第三开关组件包括第一磁保持继电器和第二磁保持继电器，所述第一磁保持继电器的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第一磁保持继电器的第二输出端与所述电池连接，所述第一磁保持继电器的输入端与所述原车充电插座的正极输入端连接，所述第二磁保持继电器的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第二磁保持继电器的第二输出端与所述电池连接，所述第二磁保持继电器的输入端与所述原车充电插座的负极输入端连接。

9.根据权利要求7所述的交直流充电切换系统，其特征在于，所述交直流充电切换系统包括第四开关组件，所述第四开关组件连接所述交流充电机和原车通讯端口，所述第四开关组件适于通断所述交流充电机和所述原车通讯端口，所述主控适于控制所述交流充电机处于充电状态，所述主控与所述原车通讯端口连接。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的交直流充电切换系统，其特征在于，所述交直流充电切换系统包括第五开关组件，所述第五开关组件的第一输出端与所述交流充电机连接，所述第五开关组件的第二输出端与所述主控连接，所述第五开关组件的输入端与所述原车充电插座的CAN通讯端口连接。