CN108454440A - 一种车对车充电的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到电子电器领域，提出了一种车对车充电的装置及方法。所述车对车充电的装置包括：车载双向充电机、充放电连接装置和控制盒。所述车载双向充电机用于向其他车辆充电或者接收其他车辆的放电。所述充放电连接装置用于连接供电车辆和受电车辆，所述控制盒上设有交流控制开关，所述交流控制开关控制充电电流。本发明在供电车辆与受电车辆的充放电连接装置间增设了一个控制盒，所述控制盒能够控制充电电流的通断，在操作人员进行操作时，中断充电电流，避免操作人员触电。

Description

一种车对车充电的装置及方法

技术领域

本发明涉及电子电器领域，尤其涉及一种车对车充电的装置及方法。

背景技术

新能源汽车是时下热点，新能源汽车以其污染小且节约能源而受到广泛关注。电动汽车属于新能源汽车，电动汽车无论是使用纯电力或者混合动力，在经过一段时间的行驶，电量耗尽后，都需要对电池进行充电。因此电动汽车想要普及，充电装置的设置必不可少。但是在某些情况下，电动汽车可能在抵达固定的充电装置之前电量就耗尽了，附近很可能不存在固定的充电装置，因此在这样的情况下，车主只能寻找救援拖车将电动汽车送到最近的固定充电装置或者通过装有移动充电桩的移动充电车给车辆进行充电，使用救援拖车服务的成本比较高，使用移动充电车则因为移动充电车装载充电设备，体积比较大而行动不方便。

市场上已经出现既能充电又能放电的新能源汽车，这种新能源汽车配备既能充电又能放电的双向车载双向充电机。在充电时，充电机能够通过接收并检测交流充电桩产生的CP信号，在整车***控制下将交流电转换为直流电，为动力电池包提供电能；在放电时，充电机将动力电池的电能转化为交流电，通过放电枪输出到插座。但这种充电依赖于交流充电桩，放电仅能够通过插座提供220V交流电，即通过用于电磁炉、微波炉等各种负载。由放电枪到插座提供交流电，不能够适用于由放电枪直接到充电枪，给新能源汽车充电，无法用于道路救援。

现有技术中还存在车对车之间的交流充放电连接设备，可以将供电车辆与受电车辆通过放电枪和充电枪连接在一起，使得车对车能够进行充电，便于道路救援。但是该交流充放电连接设备在将放电口***需要放电的车辆,而充电口未连接需要充电的车辆时,连接设备处于带电状态,使得操作人员有触电的风险，存在一定的弊端。

发明内容

本发明要解决的技术问题是交流充放电连接设备在放电口***供电车辆，充电口未连接时，设备处于带电状态，操作者容易触电的问题。为了解决上述技术问题，本发明提出了一种车对车充电的装置及方法。本发明具体是以如下技术方案实现的：

本发明的第一个方面提出了一种车对车充电的装置，所述车对车充电的装置包括：车载双向充电机、充放电连接装置和控制盒。

所述车载双向充电机用于向受电车辆充电或者接收供电车辆的放电，所述车载双向充电机包括逆变器、整流器和充放电模式控制单元，所述逆变器用于将直流电转换为交流电，从而通过车上的电池为车载双向充电机提供输出的电能，所述整流器用于将交流电转化为直流电，给车上的电池充电，所述充放电模式控制单元用于控制充电方向，并切换车载双向充电机的工作模式，使得车载双向充电机工作在充电模式或者放电模式；

所述充放电连接装置用于连接供电车辆和受电车辆，所述充放电连接装置包括匹配装置、充电端和放电端。所述匹配装置用于匹配供电车辆和受电车辆，所述充电端连接供电车辆，用于接收供电车辆的放电，所述放电端连接受电车辆，用于给受电车辆充电；

所述控制盒用于控制充电电流的通断和控制信号的传输。所述控制盒包括供电车接口、受电车接口和CP信号控制模块。所述控制盒能够控制充电电流的通断，在操作人员进行操作时，中断充电电流，避免操作人员触电。

所述车载双向充电机可以放电，输出220V电，采用交流慢充的方式直接给受电车辆的车载双向充电机充电，受电车辆的车载双向充电机将交流电转化为直流电给车上的电池充电。

所述充放电模式切换单元上设有电流方向控制器，所述电流方向控制器用于保证充电电流的方向性。即保证充电电流是由供电车辆流向受电车辆的，使得供电车辆工作在放电模式。

在逆变模式下，所述充放电模式控制单元具有升压器和功率控制器，所述升压器升高电池的电压，所述逆变器直接逆变升高后的电池电压，并通过功率控制器维持电流恒定，使得电池中的直流电转化为交流电提供给车载双向充电机，且通过电流方向控制器保持充电电流的方向，最终让车载双向充电机可以对外放电。

所述车载双向充电机包括CC信号检测电路和CP信号检测电路，所述CC信号检测电路用于检测CC信号是否传输成功，所述CP信号检测电路用于检测CP信号的幅值，在车辆充电之前的准备阶段，CP信号的幅值会随着准备程度的不同发生变化。通过设置在车载双向充电机内的CP检测电路，可以根据检测到的CP信号的幅值，判断充电准备的程度。

进一步地，所述控制盒上的供电车接口具有三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口，所述控制盒上的受电车接口具有三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口。

进一步地，所述控制盒还具有CP信号检测单元和CP信号发送单元，所述供电车接口中的CP信号接口连接CP信号检测单元，所述受电车接口中的CP信号接口连接CP信号发送单元。

进一步地，所述交流控制开关连接三相交流电接口，所述交流控制开关能够控制三相交流电是否能够传输到受电车辆一侧。在交流控制开关未闭合前，充电电流不能传输到受电车辆的一侧，供电车辆不能给受电车辆充电，当交流控制开关闭合时，充电电流传输到受电车辆的一侧，供电车辆能够给受电车辆充电。

进一步地，所述PE线接口连接PE线，所述CC信号接口连接PE线，所述CC信号沿着PE线传输。CC信号传输成功表明充放电连接装置已经与受电车辆之间建立了连接。当PE线导通时，说明CC线也导通，此时供电车辆与受电车辆之间已经建立了连接。

本发明的第二个方面提出了一种车对车充电的方法，所述方法包括：

所述供电车辆的第一车载双向充电机接入充放电连接装置，所述第一车载双向充电机调整为充电模式，向受电车辆的第二车载双向充电机发送CP信号和CC信号，所述CC信号用于连接确认，所述CP信号用于控制确认；

所述受电车辆的第二车载双向充电机与充放电连接装置相连，获得充放电连接装置传来的CP信号和CC信号，受电车辆开始自检；

所述供电车辆在CC信号线导通后，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值，确认受电车辆已经与充放电连接装置连接；

所述受电车辆自检完毕后，受电车辆进入可充电状态，闭合供电车辆的第一车载双向充电机中的控制开关，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值；

闭合控制盒上的交流控制开关，充电开始，供电车辆为受电车辆提供电能。

进一步地，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送的CP信号送入控制盒中，由控制盒发送CP信号到受电车辆的第二车载双向充电机。

进一步地，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送CP信号前，判断供电车辆与充放电连接装置是否连接良好，确认连接良好后，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送CP信号。

所述CP信号为PWM波信号，所述PWM波信号为携带了幅值信息和占空比信息的信号，所述幅值信息为预设的幅值信息。在充电前的准备工作中PWM波信号的幅值会根据准备工作的情况进行调整，在供电车辆与充放电连接装置连接时，PWM波信号为12V，在受电车辆与充放电连接装置连接时，PWM波信号调整为9V，在受电车辆自检完毕，准备充电时，PWM波信号调整为6V。

采用上述技术方案，本发明所述的一种车对车充电的装置及方法，具有如下有益效果：

1)本发明提出了一种车对车充电的装置和方法，使得对电动汽车进行道路救援时更为便利，当电动汽车仅仅是因为电量耗尽而抛锚时，通过别的电动汽车就能够获得动力，节省了拖车的成本；

2)本发明提出了一种车对车充电的装置，在供电车辆与受电车辆的充放电连接装置间增设了一个控制盒，当控制盒上的交流控制开关不闭合时，电流就不能从供电车辆传递到受电车辆，操作人员便没有了触电的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的一种车对车充电的装置结构图；

图2为本发明实施例提供的一种车对车充电的装置示意图；

图3为本发明实施例提供的一种车对车充电的方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种车对车充电的装置上的控制盒的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种车对车充电的装置，如图1和图2所示，其中，图1所示的A车为供电车，B车为受电车。所述车对车充电的装置包括：车载双向充电机、充放电连接装置和控制盒。

所述车载双向充电机用于向受电车辆充电或者接收供电车辆的放电，所述车载双向充电机包括逆变器、整流器和充放电模式控制单元，所述逆变器用于将直流电转换为交流电，从而通过车上的电池为车载双向充电机提供输出的电能，所述整流器用于将交流电转化为直流电，给车上的电池充电，所述充放电模式控制单元用于控制充电方向，并切换车载双向充电机的工作模式，使得车载双向充电机工作在充电模式或者放电模式；

所述充放电连接装置用于连接供电车辆和受电车辆，所述充放电连接装置包括传输匹配装置、充电端和放电端，所述传输匹配装置用于传输供电车辆发送的控制信号，所述充电端连接供电车辆，用于接收供电车辆的放电，所述放电端连接受电车辆，用于给受电车辆充电；

所述控制盒用于控制充电电流的通断和控制信号的传输。

所述车载双向充电机可以放电，输出220V电，采用交流充电的方式直接给受电车辆的车载双向充电机充电，受电车辆的车载双向充电机将交流电转化为直流电给车上的电池充电。

所述车载双向充电机用于向其他车辆充电或者接收其他车辆的放电，充放电模式切换单元能够控制车载双向充电机的工作方式，为充电模式还是放电模式。所述充放电模式切换单元上设有电流方向控制器，所述电流方向控制器用于保证充电电流的方向性，即保证充电电流是由供电车辆流向受电车辆的，使得供电车辆工作在放电模式。所述电流方向控制器可以是二极管。

在逆变模式下，所述充放电模式控制单元具有升压器和功率控制器，所述升压器升高电池的电压，所述逆变器直接逆变升高后的电池电压，并通过功率控制器维持电流恒定，使得电池中的直流电转化为交流电提供给车载双向充电机，且通过电流方向控制器保持充电电流的方向，最终让车载双向充电机可以对外放电。

所述车载双向充电机用于向其他车辆充电或者接收其他车辆的放电，所述车载双向充电机包括CC信号检测电路和CP信号检测电路，所述CC信号检测电路用于检测CC信号是否传输成功，所述CP信号检测电路用于检测CP信号的幅值，判断车辆当前的状态。

所述CC检测电路连接控制盒。所述CP检测电路与二极管并联，所述二极管用于保证充电电流的方向性，所述二极管连接控制盒。所述二极管连接一个电阻R2和开关S2，该电阻R2和开关S2一起并联另一个电阻R3。所述并联的电阻R2和电阻R3连接PE线并接地。当开关S2闭合时，提高输出电压到220V，所述车载双向充电机为对外放电的状态，当开关S2不闭合时，所述车载双向充电机可以接收外部充电。

所述控制盒具有供电车接口和受电车接口。所述供电车接口和受电车接口都具有三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口。供电车辆通过充放电连接装置连接供电车接口，受电车辆通过充放电连接装置连接受电车接口。因此，从供电车辆发出的信号都通过控制盒来进行控制引导，通过控制盒进入受电车辆。所述控制盒能够控制充电电流的通断，在操作人员进行操作时，中断充电电流，避免操作人员触电。

所述控制盒内具有CP信号检测单元和CP信号发送单元，所述供电车接口的CP信号接口连接CP信号检测单元，所述受电车接口的CP信号接口连接CP信号发送单元。所述CP信号能够从供电车辆传递到受电车辆。

所述控制盒内具有三根能够传递交流电的L线，所述三根L线分别为L1、L2和L3，所述L线连接供电车接口的三相交流电接口和受电车接口的三相交流电接口，因此供电车接口可以接收供电车辆传来的三相交流电，并通过受电车接口传导到受电车辆。所述每一条L线上都设有交流控制开关，用于控制交流充电电流。当交流控制开关没有接通的时候，电流无法传输到受电车辆的那一侧，因此，在放电口已经连接的情况下，操作人员再将充放电连接装置连接到充电口的时候，连接装置上没有充电电流，操作人员不会触电。

所述控制盒内设有PE线和N线。所述供电车接口的PE线接口和受电车接口的PE线接口连接PE线，所述供电车接口的N线接口和受电车接口的N线接口连接N线。PE线用于接地保护，N线是中性线。

所述控制盒上的CC信号接口能够接收供电车辆传来的CC信号，并传给受电车辆。所述供电车接口处的CC信号接口串联一个电阻R4，所述电阻串联一个开关S3，开关S3与另一个电阻RC并联，且与PE线相连，CC信号通过PE线传输到受电车接口。所述受电车接口处的CC信号接口接收传来的CC信号，接口处和供电车辆一样，设置有两个电阻和一个开关，所述开关和其中一个电阻并联。

CC信号线和PE线一同用于确认供电车辆和充放电连接装置是否完全连接。当CC信号线和PE线导通时，完全连接。CC信号线还用于充电确认，充电时要保持CC信号线的硬连接，如果CC信号线断开了，在硬件控制上会让充电停止。

在CP信号线上传输的信号是PWM波信号，电动汽车通过检测PWM波信号的状态实现充电开始、充电结束、以及通过调整PWM波信号的占空比来调整充电电流。在供电车辆与充放电连接装置确认连接后，CP信号产生单元发送12V的PWM波信号。通过CC信号线和PE线导通，确认受电车辆与充放电连接装置连接后，CP信号产生单元发送的12V的PWM波信号变为9V的PWM波信号。受电车辆与充放电连接装置连接后，受电车辆进行自检，准备就绪后，CP信号产生单元发送的9V的PWM波信号变为6V的PWM波信号，供电车辆可以开始给受电车辆充电。

在供电车辆发送12V的CP信号的时候，充电电流就已经随着CP信号的发送而发出。但是在控制盒上的交流控制开关未闭合，因此充电电流无法传输到受电车辆的一侧，消除了操作人员触电的风险，使得操作更加简便安全。

PWM波信号的幅值通过CP检测电路来进行检测，所述CP检测电路连接导线的地方为检测点，CP检测电路检测PWM波信号当前的电压幅值，从而判断供电车辆和受电车辆的状态。

实施例2：

本发明实施例提出了一种车对车充电的方法，如图3所示，所述方法包括：

S1.供电车辆的第一车载双向充电机接入充放电连接装置，向受电车辆的第二车载双向充电机发送CP信号和CC信号，所述CC信号用于连接确认，所述CP信号用于控制确认

S2.受电车辆的第二车载双向充电机与充放电连接装置相连，获得充放电连接装置传来的CP信号和CC信号，CC信号传输成功则连接确认，受电车辆开始自检；

S3.供电车辆在CC信号线导通后，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值，确认受电车辆已经与充放电连接装置连接；

S4.受电车辆自检完毕后，受电车辆进入可充电状态，闭合供电车辆的第一车载双向充电机中的控制开关，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值，确认受电车辆准备就绪；

S5.闭合控制盒上的交流控制开关，供电车辆输出的交流电传输到受电车辆一侧，充电开始，供电车辆为受电车辆提供电能。

进一步地，所述充放电连接装置上设有控制盒，所述受电车辆自检完毕，闭合受电车辆的第二车载双向充电机开关后，控制盒上的交流控制开关闭合，电路连通。所述供电车辆的第一车载双向充电机发送的CP信号送入控制盒中，由控制盒发送CP信号到受电车辆的第二车载双向充电机。在供电车辆发送CP信号的时候，充电电流就已经随着CP信号的发送而发出。但是在控制盒上的交流控制开关未闭合，因此充电电流无法传输到受电车辆的一侧，消除了操作人员触电的风险，使得操作更加简便安全。

所述控制盒具有供电车接口和受电车接口。所述供电车接口和受电车接口都具有三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口。供电车辆通过充放电连接装置连接供电车接口，受电车辆通过充放电连接装置连接受电车接口。因此，从供电车辆发出的信号都通过控制盒来进行控制引导，通过控制盒进入受电车辆。在放电口已经连接的情况下，操作人员再将充放电连接装置连接到充电口的时候，连接装置上没有充电电流，操作人员不会触电。

进一步地，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送CP信号前，判断供电车辆与充放电连接装置是否连接良好，确认连接良好后，所述供电车辆的第一车载双向充电机产生并发送CP信号。

实施例3：

本发明实施例提出了一种控制盒，所述控制盒设置在车对车的充放电连接装置上，所述控制盒用于接入并控制供电车辆发送的信号，并将信号传输到受电车辆。

如图4所示，A车为供电车，B车为受电车。所述控制盒上设有供电车接口和受电车接口，所述控制盒上还设有CP信号检测单元和CP信号发送单元，所述CP信号检测单元连接供电车的一侧，所述CP信号发送单元连接受电车的一侧。

所述供电车接口和受电车接口都设有都具有三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口。控制盒内部对应设有三相交流电导线L1、L2和L3，N线以及PE线。其中CC信号通过PE线传输，供电车发送的CP信号连接CP信号检测单元，受电车接收的CP信号通过CP信号发送单元发送到受电车。

在三相交流电导线L1、L2和L3各有一个交流控制开关，所述交流控制开关未闭合时，供电车辆提供的充电电流无法传输到受电车辆一侧。充放电连接装置多为充电枪和放电枪，没有控制盒的话，充电枪枪头在于受电车辆建立连接之前，枪头上会带有电流，使得操作人员有触电的危险。设置了控制盒以及交流控制开关之后，所述控制盒能够控制充电电流的通断，在操作人员进行操作时，中断充电电流，避免操作人员触电。

CP信号检测单元是用于检测CP信号的幅值的。在充电准备的不同阶段，CP信号的幅值是不一样的，CP信号检测单元的设置可以根据CP信号的幅值，获得当前的准备状态，以判断此时连接交流控制开关是否合适。

在CP信号线上传输的信号是PWM波信号，电动汽车通过检测PWM波信号的状态实现充电开始、充电结束、以及通过调整PWM波信号的占空比来调整充电电流。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车对车充电的装置，其特征在于，所述车对车充电的装置包括：车载双向充电机、充放电连接装置和控制盒；

所述车载双向充电机用于向受电车辆充电或者接收供电车辆的放电，所述车载双向充电机包括逆变器、整流器和充放电模式控制单元，所述充放电模式控制单元用于控制充电方向，并切换车载双向充电机的工作模式；

所述充放电连接装置用于连接供电车辆和受电车辆，所述充放电连接装置包括匹配装置、充电端和放电端，所述匹配装置用于匹配供电车辆和受电车辆，所述充电端连接供电车辆，用于接收供电车辆的放电，所述放电端连接受电车辆，用于给受电车辆充电；

所述控制盒用于控制充电电流的通断，所述控制盒包括供电车接口、受电车接口和CP信号控制模块。

2.根据权利要求1所述的一种车对车充电的装置，其特征在于，所述充放电模式切换单元上设有电流方向控制器，所述电流方向控制器用于保证充电电流的方向性。

3.根据权利要求1所述的一种车对车充电的装置，其特征在于，所述控制盒上设有交流控制开关，当交流控制开关闭合时，充电电流传输到受电车辆的一侧。

4.根据权利要求1所述的一种车对车充电的装置，其特征在于，所述控制盒上的供电车接口包括三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口；

所述控制盒上的受电车接口包括三相交流电接口、N线接口、PE线接口、CC信号接口和CP信号接口。

5.根据权利要求4所述的一种车对车充电的装置，其特征在于，所述控制盒上的CP信号控制模块包括：CP信号检测单元和CP信号发送单元，所述供电车接口中的CP信号接口连接CP信号检测单元，所述受电车接口中的CP信号接口连接CP信号发送单元。

6.根据权利要求1所述的一种车对车充电的装置，其特征在于所述车载双向充电机包括CP信号检测电路和CC信号检测电路，所述CP信号检测电路用于检测CP信号的幅值，所述CC信号检测电路用于检测CC信号的幅值。

7.一种车对车充电的方法，其特征在于，所述方法包括：

所述供电车辆的第一车载双向充电机接入充放电连接装置，所述第一车载双向充电机调整为放电模式，向受电车辆的第二车载双向充电机发送CP信号和CC信号，所述CC信号用于连接确认，所述CP信号用于控制确认；

所述受电车辆的第二车载双向充电机与充放电连接装置相连，获得充放电连接装置传来的CP信号和CC信号，受电车辆开始自检；

所述供电车辆在CC信号传输成功后，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值，确认受电车辆已经与充放电连接装置连接；

所述受电车辆自检完毕后，受电车辆进入可充电状态，闭合供电车辆的第一车载双向充电机中的控制开关，调整CP信号的幅值，检测CP信号幅值；

闭合控制盒上的交流控制开关，充电开始，供电车辆为受电车辆提供电能。

8.根据权利要求7所述的一种车对车充电的方法，其特征在于，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送的CP信号送入控制盒中，由控制盒发送CP信号到受电车辆的第二车载双向充电机。

9.根据权利要求7所述的一种车对车充电的方法，其特征在于，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送CP信号前，判断供电车辆与充放电连接装置是否连接良好，确认连接良好后，所述供电车辆的第一车载双向充电机发送CP信号。

10.根据权利要求7所述的一种车对车充电的方法，其特征在于，所述CP信号为至少携带了幅值信息和占空比信息的信号，所述幅值信息为预设的幅值信息。