(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 2065793 U(45)授权公告日 2017.09.05
(21)申请号 201621457504.7(22)申请日 2016.12.29
(73)专利权人 江苏春兰清洁能源研究院有限公
司
地址 225300 江苏省泰州市海陵区北仓路
73(72)发明人 张赤勇 刘苗苗 刘维维 (74)专利代理机构 泰州地益专利事务所 32108
代理人 王楚云(51)Int.Cl.
B60L 11/18(2006.01)G01D 21/02(2006.01)H01R 13/66(2006.01)H01R 13/68(2011.01)H01R 13/703(2006.01)
权利要求书2页 说明书4页 附图3页
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置(57)摘要
本实用新型公开了国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，它包括充电连接装置容量检测电路、供电设备最大容量检测电路、车辆充电插座电子锁控制电路和车辆充电插座温度监测电路、处理器和电池管理系统，充电连接装置容量检测电路的信号输出端与处理器的输入端口Ⅰ连接，供电设备最大容量检测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅱ连接，车辆充电插座温度监测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅲ连接，处理器的输出端口与车辆充电插座电子锁控制电路连接。本实CN 2065793 U用新型不但电路结构简单，成本较低，工作稳定可靠，装置抗干扰能力强，误动作率低。
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1.国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，其特征是它包括充电连接装置容量检测电路、供电设备最大容量检测电路、车辆充电插座电子锁控制电路和车辆充电插座温度监测电路、处理器和电池管理系统，充电连接装置容量检测电路的信号输出端与处理器的输入端口Ⅰ连接，供电设备最大容量检测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅱ连接，车辆充电插座温度监测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅲ连接，处理器的输出端口与车辆充电插座电子锁控制电路连接，所述充电连接装置容量检测电路用于对供电设备的连接电缆最大允许容量进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述供电设备最大容量检测电路用于对供电设备使用PWM波占空比来表示其所能提供的最大供电容量而进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述车辆充电插座温度监测电路，用于对车辆充电插座的L和N极柱温度进行监测，将采集到的信号输入到处理器中进行处理，所述车辆充电插座电子锁控制电路用于根据充电连接检测信号和用户使用状态由处理器控制电子锁的锁止和解锁；电池管理系统用于根据上述处理后的数据进行分析处理后，通过CAN网络将相关信息发送给电池管理系统来控制电池的充电。
2.根据权利要求1所述的国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，其特征是所述的充电连接装置容量检测电路包括分压电阻R29、防反击二极管D2、限流电阻R22、运放电压跟随器U11:A、分压电阻R17和R15，分压电阻R29经过防反击二级管D2，限流电阻R22后与电压跟随器U11:B同相输入端连接，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入到处理器引脚，交流充电的充电连接装置容量电阻信号CC输入时，与电阻R29串联分压，经防反击二级管D2，限流电阻R22后输入到电压跟随器U11:B同相输入端，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入单片机引脚由单片机进行AD转换，根据转换的值可以辨别充电电缆容量是10A、16A、32A还是63A，同时也可以辨别出充电与充电插座连接状态。
3.根据权利要求1所述的国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，其特征是所述供电设备最大容量检测电路包括防反击二极管D14、限流电阻R21、运放电压跟随器U6:A、分压电阻R16和R14、滤波电容C4、C9；运放电压跟随器U6:B、限流电阻R6、三极管Q8、上拉电阻R2、限流电阻R5，防反击二极管D14与限流电阻R21串联连接，限流电阻R21分别与输入电压跟随器U6:A的同相输入端和输入电压跟随器U6:B的同相输入端连接，输入电压跟随器U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压后依次与电容C4和电容C9连接后与处理器引脚连接，输入电压跟随器U6:B的同相输出端经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管与处理器的引脚连接，供电设备最大容量信号，也就是控制引导信号CP，经防反击二极管D2与限流电阻R21串联，输入电压跟随器U6:A和U6:B的同相输入端，其中，U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压，经电容C4和C9滤波形成直流信号ADC0输入到单片机引脚进行AD转换，从而对供电设备最大容量信号输出的三种电压状态12V，9V，6V实现实时监视，输入到U6:B的信号经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管放大后的PWM信号ICP1输入到单片机的引脚，对PWM的占空比进行监测，从而得到供电设备的最大输出容量。
4.根据权利要求1所述的国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，其
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特征是所述车辆充电插座电子锁控制电路包括限流电阻R3、下拉电阻R4、三极管Q1、单刀单掷继电器RL2、续流二极管D19、熔丝F1；限流电阻R35、下拉电阻R34、三极管Q2、双刀双掷继电器RL1、续流二极管D20，限流电阻R3依次与下拉电阻R4、三极管Q1和续流二极管D19连接后组成单刀单掷继电器RL2的驱动电路，用于控制电子锁的驱动电源通断，限流电阻R35依次与下拉电阻R34、三极管Q5和续流二级管D20组成双刀双掷继电器RL1的驱动电路，从而控制OUT+、OUT-的输出电源正负方向，进而达到控制电子锁的锁止和解锁。
5.根据权利要求1所述的国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，其特征是所述车辆充电插座温度监测电路包括分压电阻R27、R41、限流电阻R39、R45、滤波电容C30、C31，温度探头RT1和RT2，温度探头RT1的输入信号与分压电阻R37串联，与滤波电容C30并联，经限流电阻R39后的ADC4信号输入到处理器中进行AD转换，同理，温度探头RT2的输入信号与分压电阻R41串联，与滤波电容C31并联，经限流电阻R45后的ADC5输入到单片机进行AD转换，从而可以监测到充电插座的极柱温度。
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国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置
技术领域[0001]本实用新型涉及国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置。背景技术[0002]当前，随着国家对新能源产业的支持，新能源汽车的市场占有率大幅提高，为解决其续航问题需对其使用的电池补充电量，进行充电，为安全可靠充电，需实时检测供电设备的最大允许容量以及充电连接状态，防止充电过程中意外中断，确保充电安全。电动汽车传导充电采用国家标准《GB/T 18487.4-2015 电动汽车传导充电系统 第1部分：通用要求》已于2015年12月28日正式颁布，并于2016年1月1日正式实施，该标准是保证电动汽车与充电基础设施实现互联互通基础性标准。
发明内容[0003]本实用新型提供了国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，它不但电路结构简单，成本较低，工作稳定可靠，装置抗干扰能力强，误动作率低。[0004]本实用新型采用了以下技术方案：国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制装置，它包括充电连接装置容量检测电路、供电设备最大容量检测电路、车辆充电插座电子锁控制电路和车辆充电插座温度监测电路、处理器和电池管理系统，充电连接装置容量检测电路的信号输出端与处理器的输入端口Ⅰ连接，供电设备最大容量检测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅱ连接，车辆充电插座温度监测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅲ连接，处理器的输出端口与车辆充电插座电子锁控制电路连接，所述充电连接装置容量检测电路用于对供电设备的连接电缆最大允许容量进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述供电设备最大容量检测电路用于对供电设备使用PWM波占空比来表示其所能提供的最大供电容量而进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述车辆充电插座温度监测电路，用于对车辆充电插座的L和N极柱温度进行监测，将采集到的信号输入到处理器中进行处理，所述车辆充电插座电子锁控制电路用于根据充电连接检测信号和用户使用状态由处理器控制电子锁的锁止和解锁；电池管理系统用于根据上述处理后的数据进行分析处理后，通过CAN网络将相关信息发送给电池管理系统来控制电池的充电。[0005]所述的充电连接装置容量检测电路包括分压电阻R29、防反击二极管D2、限流电阻R22、运放电压跟随器U11:A、分压电阻R17和R15，分压电阻R29经过防反击二级管D2，限流电阻R22后与电压跟随器U11:B同相输入端连接，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入到处理器引脚，交流充电的充电连接装置容量电阻信号CC输入时，与电阻R29串联分压，经防反击二级管D2，限流电阻R22后输入到电压跟随器U11:B同相输入端，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入单片机引脚由单片机进行AD转换，根据转换的值可以辨别充电电缆容量是10A、16A、32A还是63A，同时也可以辨别出充电与充电插座连接状态。
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所述供电设备最大容量检测电路包括防反击二极管D14、限流电阻R21、运放电压
跟随器U6:A、分压电阻R16和R14、滤波电容C4、C9；运放电压跟随器U6:B、限流电阻R6、三极管Q8、上拉电阻R2、限流电阻R5，防反击二极管D14与限流电阻R21串联连接，限流电阻R21分别与输入电压跟随器U6:A的同相输入端和输入电压跟随器U6:B的同相输入端连接，输入电压跟随器U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压后依次与电容C4和电容C9连接后与处理器引脚连接，输入电压跟随器U6:B的同相输出端经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管与处理器的引脚连接，供电设备最大容量信号，也就是控制引导信号CP，经防反击二极管D2与限流电阻R21串联，输入电压跟随器U6:A和U6:B的同相输入端，其中，U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压，经电容C4和C9滤波形成直流信号ADC0输入到单片机引脚进行AD转换，从而对供电设备最大容量信号输出的三种电压状态12V，9V，6V实现实时监视，输入到U6:B的信号经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管放大后的PWM信号ICP1输入到单片机的引脚，对PWM的占空比进行监测，从而得到供电设备的最大输出容量。[0007]所述车辆充电插座电子锁控制电路包括限流电阻R3、下拉电阻R4、三极管Q1、单刀单掷继电器RL2、续流二极管D19、熔丝F1；限流电阻R35、下拉电阻R34、三极管Q2、双刀双掷继电器RL1、续流二极管D20，限流电阻R3依次与下拉电阻R4、三极管Q1和续流二极管D19连接后组成单刀单掷继电器RL2的驱动电路，用于控制电子锁的驱动电源通断，限流电阻R35依次与下拉电阻R34、三极管Q5和续流二级管D20组成双刀双掷继电器RL1的驱动电路，从而控制OUT+、OUT-的输出电源正负方向，进而达到控制电子锁的锁止和解锁。[0008]所述车辆充电插座温度监测电路包括分压电阻R27、R41、限流电阻R39、R45、滤波电容C30、C31，温度探头RT1和RT2，温度探头RT1的输入信号与分压电阻R37串联，与滤波电容C30并联，经限流电阻R39后的ADC4信号输入到处理器中进行AD转换，同理，温度探头RT2的输入信号与分压电阻R41串联，与滤波电容C31并联，经限流电阻R45后的ADC5输入到单片机进行AD转换，从而可以监测到充电插座的极柱温度。[0009]本实用新型具有以下有益效果：采用以上技术方案后，本实用新型可以对国标交流充电信号充电连接装置的额定容量（CC）、供电设备最大供电容量（CP）以及其充电插座极柱温度进行检测并对车辆充电插座上的电子锁进行控制，完全满足国标充电监测要求，其电路结构简单，成本较低，工作稳定可靠，装置抗干扰能力强，误动作率低。附图说明[0010]图1为本实用新型的结构框图。[0011]图2为本实用新型的充电连接装置容量（CC）检测电路原理图。[0012]图3为本实用新型的供电设备最大容量（CP）检测电路原理图。[0013]图4为本实用新型的车辆充电插座电子锁控制电路原理图。[0014]图5为本实用新型的车辆充电插座温度监测电路原理图。
具体实施方式[0015]在图1中，本实用新型提供了国标交流充电信号检测及车辆充电插座电子锁控制
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装置，它包括充电连接装置容量检测电路、供电设备最大容量检测电路、车辆充电插座电子锁控制电路和车辆充电插座温度监测电路、处理器和电池管理系统，充电连接装置容量检测电路的信号输出端与处理器的输入端口Ⅰ连接，供电设备最大容量检测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅱ连接，车辆充电插座温度监测电路的输出端与处理器的输入端口Ⅲ连接，处理器的输出端口与车辆充电插座电子锁控制电路连接，所述充电连接装置容量检测电路用于对供电设备的连接电缆最大允许容量进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述供电设备最大容量检测电路用于对供电设备使用PWM波占空比来表示其所能提供的最大供电容量而进行检测，检测到的信号输入到处理器进行处理；所述车辆充电插座温度监测电路，用于对车辆充电插座的L和N极柱温度进行监测，将采集到的信号输入到处理器中进行处理，所述车辆充电插座电子锁控制电路用于根据充电连接检测信号和用户使用状态由处理器控制电子锁的锁止和解锁；电池管理系统用于根据上述处理后的数据进行分析处理后，通过CAN网络将相关信息发送给电池管理系统来控制电池的充电。[0016]在图2中，所述的充电连接装置容量检测电路包括分压电阻R29、防反击二极管D2、限流电阻R22、运放电压跟随器U11:A、分压电阻R17和R15，分压电阻R29经过防反击二级管D2，限流电阻R22后与电压跟随器U11:B同相输入端连接，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入到处理器引脚，交流充电的充电连接装置容量电阻信号CC输入时，与电阻R29串联分压，经防反击二级管D2，限流电阻R22后输入到电压跟随器U11:B同相输入端，电压跟随器U11:B同相输出端与电阻R17和R15组成的分压电路串联后所得的ADC1信号输入单片机引脚由单片机进行AD转换，根据转换的值可以辨别充电电缆容量是10A、16A、32A还是63A，同时也可以辨别出充电与充电插座连接状态。[0017]在图3中，所述供电设备最大容量检测电路包括防反击二极管D14、限流电阻R21、运放电压跟随器U6:A、分压电阻R16和R14、滤波电容C4、C9；运放电压跟随器U6:B、限流电阻R6、三极管Q8、上拉电阻R2、限流电阻R5，防反击二极管D14与限流电阻R21串联连接，限流电阻R21分别与输入电压跟随器U6:A的同相输入端和输入电压跟随器U6:B的同相输入端连接，输入电压跟随器U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压后依次与电容C4和电容C9连接后与处理器引脚连接，输入电压跟随器U6:B的同相输出端经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管与处理器的引脚连接，供电设备最大容量信号，也就是控制引导信号CP，经防反击二极管D2与限流电阻R21串联，输入电压跟随器U6:A和U6:B的同相输入端，其中，U6:A输出端与电阻R16串联，R14与R16串联分压，经电容C4和C9滤波形成直流信号ADC0输入到单片机引脚进行AD转换，从而对供电设备最大容量信号输出的三种电压状态12V，9V，6V实现实时监视，输入到U6:B的信号经限流电阻R6，输入Q8基极，基极接下拉电阻R5接地，集电极限流电阻R2接+5V，经共基极三级管放大后的PWM信号ICP1输入到单片机的引脚，对PWM的占空比进行监测，从而得到供电设备的最大输出容量。[0018]在图4中，所述车辆充电插座电子锁控制电路包括限流电阻R3、下拉电阻R4、三极管Q1、单刀单掷继电器RL2、续流二极管D19、熔丝F1；限流电阻R35、下拉电阻R34、三极管Q2、双刀双掷继电器RL1、续流二极管D20，限流电阻R3依次与下拉电阻R4、三极管Q1和续流二极
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管D19连接后组成单刀单掷继电器RL2的驱动电路，用于控制电子锁的驱动电源通断，限流电阻R35依次与下拉电阻R34、三极管Q5和续流二级管D20组成双刀双掷继电器RL1的驱动电路，从而控制OUT+、OUT-的输出电源正负方向，进而达到控制电子锁的锁止和解锁。[0019]在图5中，所述车辆充电插座温度监测电路包括分压电阻R27、R41、限流电阻R39、R45、滤波电容C30、C31，温度探头RT1和RT2，温度探头RT1的输入信号与分压电阻R37串联，与滤波电容C30并联，经限流电阻R39后的ADC4信号输入到处理器中进行AD转换，同理，温度探头RT2的输入信号与分压电阻R41串联，与滤波电容C31并联，经限流电阻R45后的ADC5输入到单片机进行AD转换，从而可以监测到充电插座的极柱温度。[0020]以上所述仅是本实用新型的在国标交流充电上的一种应用方式，应当指出：在采用直流国标充电时，本方案的充电连接装置容量（CC）检测电路和车辆充电插座温度监测电路也可以作为其充电连接确认信号（CC2）的检测和车辆充电插座温度监测，这些应用也应视为本实用新型的保护范围。
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