CN108819779B - 一种充电***及电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充电***及电动汽车，涉及汽车充电技术领域，充电***包括：充电接口，用于通过充电枪与直流充电桩或交流充电桩连接；动力电池，通过交流充电线路和直流充电线路分别连接至充电接口，交流充电线路上设置有第一控制开关，直流充电线路上设置有第二控制开关；连接状态确认单元，与充电接口连接，用于检测充电接口与直流充电桩和所述交流充电桩的连接状态；控制器，分别与连接状态确认单元、第一控制开关和第二控制开关连接，用于在充电接口与交流充电桩连接时，控制第一控制开关闭合，第二控制开关断开；在充电接口与直流充电桩连接时，控制第一控制开关断开，第二控制开关闭合。本发明的方案简化了***结构，节约了布置空间。

Description

一种充电***及电动汽车
技术领域
本发明属于汽车充电技术领域，尤其是涉及一种充电***及电动汽车。
背景技术
随着经济技术的发展，汽车越来越普及，为了满足节能减排的需求，电动汽车作为一种新型的绿色环保交通工具，逐渐成为汽车市场中的主导产品。
现有技术中，为了实现用户采用不同的充电方式为所述电动汽车充电，在所述电动汽车上设置有两种充电接口以及分别与这两种充电接口配合的两种充电***，一种是在用户时间充裕的情况下，利用交流电为所述电动汽车的动力电池进行慢充电，另一种是在用户时间紧张的情况下，利用直流电为所述电动汽车的动力电池进行快充电；这样，就使得充电***复杂，占用整车的空间多且成本高。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种充电***及电动汽车，从而解决现有技术中电动汽车的充电***复杂，占用的整车布置空间多且成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种充电***，应用于电动汽车，包括：
充电接口，用于通过充电枪与直流充电桩或交流充电桩连接；
动力电池，通过交流充电线路和直流充电线路分别连接至所述充电接口，其中，所述交流充电线路上设置有第一控制开关，所述直流充电线路上设置有第二控制开关；
连接状态确认单元，与所述充电接口连接，用于检测所述充电接口与所述直流充电桩和所述交流充电桩的连接状态；
控制器，分别与所述连接状态确认单元、所述第一控制开关和所述第二控制开关连接，用于在所述连接状态确认单元检测到所述充电接口与所述交流充电桩连接时，控制所述第一控制开关呈闭合状态，所述第二控制开关呈断开状态；在所述连接状态确认单元检测到所述充电接口与所述直流充电桩连接时，控制所述第一控制开关呈断开状态，控制所述第二控制开关呈闭合状态。
其中，所述连接状态确认单元用于在检测所述充电接口的电阻值为第一预设电阻值时，确定所述充电接口与所述直流充电桩连接；在检测所述充电接口的电阻值为第二预设电阻值时，确定所述充电接口与所述交流充电桩连接，其中，所述第一预设电阻值小于所述第二预设电阻值。
其中，所述控制器还用于在所述连接状态确认单元检测到所述充电接口与所述交流充电桩和所述直流充电桩均未连接时，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关均呈断开状态。
其中，所述控制器用于在所述连接状态确认单元检测到所述充电接口与所述交流充电桩连接时，所述控制器的第一输出端输出第一信号，使所述第一控制开关闭合；在所述连接状态确认单元检测到所述充电接口与所述直流充电桩连接时，所述控制器的第二输出端输出第二信号，使所述第二控制开关闭合。
其中，所述充电***还包括连接在所述控制器的第一输出端和第一输入端之间的第一信号采集电路，连接在所述控制器的第二输出端和第二输入端之间的第二信号采集电路；
所述第一信号采集电路用于采集所述第一信号，并将所述第一信号反馈至所述控制器；所述控制器用于在所述第一信号与第一预设信号不同时，输出第一故障信号至电动汽车的仪表台；
所述第二信号采集电路用于采集所述第二信号，并将所述第二信号反馈至所述控制器；所述控制器用于在所述第二信号与第二预设信号不同时，输出第二故障信号至所述仪表台。
其中，所述第一输出端与所述第一控制开关之间连接有第一电压变换电路，所述第二输出端与所述第二控制开关之间连接有第二电压变换电路；
所述第一电压变换电路用于响应所述第一信号，输出具有第一电压值的第一电压信号至所述第一控制开关，使所述第一控制开关闭合；所述第二电压变换电路用于响应所述第二信号，输出具有第二电压值的第二电压信号至所述第二控制开关，使所述第二控制开关闭合。
其中，所述充电***还包括：第三信号采集电路和第四信号采集电路；其中，所述第三信号采集电路连接在所述第一电压变换电路的输出端与所述控制器的第三输入端之间；所述第四信号采集电路连接在所述第二电压变换电路的输出端与所述控制器的第四输入端之间；
所述第三信号采集电路用于采集所述第一电压变换电路输出的第一电压信号，并将所述第一电压信号反馈至所述控制器；所述控制器用于在所述第一电压信号与第一预设电压信号不同时，输出第三故障信号至电动汽车的仪表台；
所述第四信号采集电路用于采集所述第二电压变换电路输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号反馈至所述控制器；所述控制器用于在所述第二电压信号与第二预设电压不同时，输出第四故障信号至所述仪表台。
其中，所述充电***还包括设置在所述第一控制开关和所述动力电池之间的车载充电机，用于将所述交流充电桩输出的交流电流转换为直流电流。
其中，所述控制器还用于在控制所述第一控制开关闭合后，控制所述车载充电机启动。
本发明还提供了一种电动汽车，包括如上所述的充电***。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例在电动汽车上仅设置一个充电接口，并通过交流充电线路和直流充电线路分别与动力电池连接，实现了在为电动汽车的动力电池充电时，通过采用同一充电接口实现交流充电或直流充电，减少了电动汽车的充电线束的数量，节约了成本；节约了充电***的布置空间，便于整车布置；同时，还使得用户充电过程更加简便。
附图说明
图1为本发明实施例的充电***的第一示意图；
图2为本发明实施例的充电***的第二示意图。
附图标记说明：
1-充电接口，2-动力电池，3-交流充电线路，4-直流充电线路，5-连接状态确认单元，6-控制器，31-第一控制开关，32-车载充电机，41-第二控制开关，71-第一电压变换电路，72-第二电压变换电路，81-第一信号采集电路，82-第二信号采集电路，83-第三信号采集电路，84-第四信号采集电路。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中电动汽车上用于快充的直流充电***和用于慢充的交流充电***为两套独立的***，导致占用的空间多，成本高，提供一种充电***及电动汽车，实现了直流充电***和交流充电***的集成，使用户通过一个充电接口既能实现直流快充又能实现交流慢充，简化了充电过程，节约了布置空间，降低了成本。
如图1所示，本发明的一实施例提供了一种充电***，应用于电动汽车，所述充电***包括：充电接口1，用于通过充电枪与直流充电桩或交流充电桩连接；动力电池2，通过交流充电线路3和直流充电线路4分别连接至所述充电接口1，其中，所述交流充电线路3上设置有第一控制开关31，所述直流充电线路4上设置有第二控制开关41；连接状态确认单元5，与所述充电接口1连接，用于检测所述充电接口1与所述直流充电桩和所述交流充电桩的连接状态；控制器6，分别与所述连接状态确认单元5、所述第一控制开关31和所述第二控制开关41连接，用于在所述连接状态确认单元5检测到所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，控制所述第一控制开关31呈闭合状态，所述第二控制开关41呈断开状态；在所述连接状态确认单元5检测到所述充电接口1与所述直流充电桩连接时，控制所述第一控制开关31呈断开状态，控制所述第二控制开关41呈闭合状态。
本发明实施例中的所述充电接口1为设置在电动汽车的车身上的接口，优选的，所述充电接口1可以为所述电动汽车上原有的直流充电接口，在进行交流充电时，可以在所述充电接口1与所述充电枪之间设置交流/直流转接接口，从而实现根据用户需求，利用所述充电接口1与交流充电桩连接，实现交流慢充电，或者，利用所述充电接口1与直流充电桩连接，实现直流快充电。在所述电动汽车上设置一个充电接口，实现快充电和慢充电，节约了慢充线束总成，简化了整车布置。
本发明实施例通过控制所述第一控制开关31呈闭合状态，实现所述充电接口1通过所述交流充电线路3与所述动力电池2连接，完成交流慢充电；通过控制所述第二控制开关41呈闭合状态，实现所述充电接口1与所述动力电池2通过所述直流充电线路4连通，完成直流快充电，简化了充电过程。
具体的，所述连接状态确认单元5用于在检测所述充电接口1的电阻值为第一预设电阻值时，确定所述充电接口1与所述直流充电桩连接；在检测所述充电接口1的电阻值为第二预设电阻值时，确定所述充电接口1与所述交流充电桩连接，其中，所述第一预设电阻值小于所述第二预设电阻值。
需要说明的是，所述连接状态确认单元5检测的所述充电接口1的电阻值为所述充电枪内的电阻值，所述第一预设电阻值和所述第二预设电阻值为根据电动汽车充电标准确定的阻值。
为了避免所述充电接口1与所述交流充电桩或所述直流充电桩连接时，所述第一控制开关31和所述第二控制开关41中的至少一个处于闭合状态，由于误充电对所述动力电池2造成损伤，本发明实施例的所述控制器6在所述连接状态确认单元5检测到所述充电接口1与所述交流充电桩和所述直流充电桩均未连接时，还用于控制所述第一控制开关31和所述第二控制开关41均呈断开状态。
所述控制器6控制所述第一控制开关31和所述第二控制开关41闭合或断开的具体过程为，在所述连接状态确认单元5检测到所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，所述控制器6的第一输出端输出第一信号，使所述第一控制开关31闭合；在所述连接状态确认单元5检测到所述充电接口1与所述直流充电桩连接时，所述控制器6的第二输出端输出第二信号，使所述第二控制开关41闭合。
为了避免由于所述控制器6的故障导致所述控制器6输出的信号异常，导致充电异常，造成所述动力电池2或所述充电***中的设备损坏，需要对所述控制器6输出的信号进行检测，因此，如图2所示，本发明实施例的所述充电***还包括：连接在所述控制器6的第一输出端和第一输入端之间的第一信号采集电路81，连接在所述控制器6的第二输出端和第二输入端之间的第二信号采集电路82。
具体的，所述第一信号采集电路81用于采集所述第一信号，并将所述第一信号反馈至所述控制器6；所述控制器6用于在所述第一信号与第一预设信号不同时，输出第一故障信号至电动汽车的仪表台，从而提醒用户；同时，使所述控制器6处于故障模式从而停止工作。
具体的，所述第二信号采集电路82用于采集所述第二信号，并将所述第二信号反馈至所述控制器6；所述控制器6用于在所述第二信号与第二预设信号不同时，输出第二故障信号至所述仪表台，从而提醒用户，同时，使所述控制器6处于故障模式从而停止工作。
为了减少在充电过程中，所述电动汽车的能量消耗，优选的，本实施例中的所述控制器6为单片机，所述第一控制开关31和所述第二控制开关41均为继电器。由于单片机输出的信号为3.3V高电平或0V低电平，而继电器闭合时需要的控制电压为12V或24V，因此，在所述控制器6与所述第一控制开关31之间，以及在所述控制器6与所述第二控制开关41之间连接有电压变换电路。
如图2所示，所述第一输出端与所述第一控制开关31之间连接有第一电压变换电路71，所述第二输出端与所述第二控制开关41之间连接有第二电压变换电路72。
具体的，所述第一电压变换电路71用于响应所述第一信号，输出具有第一电压值的第一电压信号至所述第一控制开关31，使所述第一控制开关31闭合；所述第二电压变换电路72用于响应所述第二信号，输出具有第二电压值的第二电压信号至所述第二控制开关41，使所述第二控制开关41闭合。
同样的，为了避免在所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，由于所述第一电压变换电路71故障，导致所述第一控制开关31无法闭合，或者，在所述充电接口1与所述直流充电桩连接时，由于所述第二电压变换电路72故障，导致所述第二控制开关41无法闭合，最终导致不能正常为所述动力电池2充电；或者，在第一控制开关31或所述第二控制开关41需要断开时，无法正常断开，导致所述动力电池2或充电***中的其他元件损坏；还需要对所述第一电压变换电路71和所述第二电压变换电路72输出的电压信号进行检测。
因此，本发明实施例中的所述充电***还包括：第三信号采集电路83和第四信号采集电路84；其中，所述第三信号采集电路83连接在所述第一电压变换电路71的输出端与所述控制器6的第三输入端之间；所述第四信号采集电路84连接在所述第二电压变换电路72的输出端与所述控制器6的第四输入端之间。
具体的，所述第三信号采集电路83用于采集所述第一电压变换电路71输出的第一电压信号，并将所述第一电压信号反馈至所述控制器6；所述控制器6用于在所述第一电压信号与第一预设电压信号不同时，输出第三故障信号至电动汽车的仪表台，从而提醒用户；并使自身处于故障模式，停止为所述动力电池2充电。
具体的，所述第四信号采集电路84用于采集所述第二电压变换电路72输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号反馈至所述控制器6；所述控制器6用于在所述第二电压信号与第二预设电压不同时，输出第四故障信号至所述仪表台，从而提醒用户，并使自身处于故障模式，停止为所述动力电池2充电。
这里，需要说明的是，当所述控制器6检测自身输出的信号，第一电压变换电路71输出的第一电压信号或所述第二电压变换电路72输出的第二电压信号是否异常时，所述控制器6还需要结合接收到的所述充电接口1与所述直流充电桩和所述交流充电桩的连接状态；如：当所述充电接口1与所述直流充电桩连接时，若检测所述控制器6输出的第一信号不是3.3V电压时，则确定控制器本身故障，若是3.3V，则确定控制器功能正常；若检测所述第一电压变换电路71输出的第一电压信号不是所述第一控制开关31闭合时需要的电压(如12V或24V)，则确定所述第一电压变换电路71故障，若是所述第一控制开关31闭合时需要的电压，则确定所述第一电压变换电路71功能正常。同样的，当所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，所述控制器6依次检测其自身的故障情况和所述第二电压变换电路72的故障情况。
当然，为了避免在所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，所述第二控制开关41闭合，在检测所述控制器6的第一输出端输出的信号和所述第一电压变换电路71输出的第一电压信号时，所述控制器6还可以同时检测器第二输出端输出的信号和所述第二电压变换电路72输出的电压信号是否满足所述第二控制开关41断开的条件，若不满足，所述控制器6也需要输出故障信号至所述仪表台，并使自身处于故障模式，停止为所述动力电池2充电。
另外，由于所述交流充电线路3和所述直流充电线路4上均设置有两根电缆，因此，所述第一控制开关31和所述第二控制开关41可以均为具有两路的继电器；每一路控制一根电缆连通或断开；或者，为了安全起见，本发明实施例的所述充电***可以在每一根电缆上设置一个控制开关，这样，就需要在每一控制开关与所述控制器6的输出端之间设置一个电压变换电路，具体工作过程与本发明实施例的上述工作过程类似，在此不再赘述。
由于所述交流充电桩输出的为交流电流，而所述动力电池2输出的电流为直流电流，因此，在所述交流充电线路3中还设置有车载充电机32，所述车载充电机32用于将所述交流充电桩输出的交流电流转换为直流电流。所述控制器6还用于在控制所述第一控制开关31闭合后，控制所述车载充电机32启动。优选的，所述车载充电机32连接在所述第一控制开关31与所述动力电池2之间，从而避免在所述充电接口1与所述交流充电桩连接时，直流电流流入所述车载充电机32，导致所述车载充电机32损坏。
另外，本发明实施例的所述控制器6、所述第一信号采集电路81、所述第二信号采集电路82、所述第三信号采集电路83、所述第四信号采集电路84、所述第一电压变换电路71和所述第二电压变换电路72还可与所述连接状态确认单元5集成为充电管理单元，或集成在所述车载充电机32中，从而进一步减少所述充电***占用的空间。
本发明实施例还提供给一种电动汽车，包括如上所述的充电***。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种充电***，应用于电动汽车，其特征在于，包括：
充电接口(1)，用于通过充电枪与直流充电桩或交流充电桩连接；
动力电池(2)，通过交流充电线路(3)和直流充电线路(4)分别连接至所述充电接口(1)，其中，所述交流充电线路(3)上设置有第一控制开关(31)，所述直流充电线路(4)上设置有第二控制开关(41)；
连接状态确认单元(5)，与所述充电接口(1)连接，用于检测所述充电接口(1)与所述直流充电桩和所述交流充电桩的连接状态；
控制器(6)，分别与所述连接状态确认单元(5)、所述第一控制开关(31)和所述第二控制开关(41)连接，用于在所述连接状态确认单元(5)检测到所述充电接口(1)与所述交流充电桩连接时，控制所述第一控制开关(31)呈闭合状态，控制所述第二控制开关(41)呈断开状态；在所述连接状态确认单元(5)检测到所述充电接口(1)与所述直流充电桩连接时，控制所述第一控制开关(31)呈断开状态，控制所述第二控制开关(41)呈闭合状态；
其中，所述控制器(6)用于在所述连接状态确认单元(5)检测到所述充电接口(1)与所述交流充电桩连接时，所述控制器(6)的第一输出端输出第一信号，使所述第一控制开关(31)闭合；在所述连接状态确认单元(5)检测到所述充电接口(1)与所述直流充电桩连接时，所述控制器(6)的第二输出端输出第二信号，使所述第二控制开关(41)闭合；
其中，所述充电***还包括连接在所述控制器(6)的第一输出端和第一输入端之间的第一信号采集电路(81)，连接在所述控制器(6)的第二输出端和第二输入端之间的第二信号采集电路(82)；
所述第一信号采集电路(81)用于采集所述第一信号，并将所述第一信号反馈至所述控制器(6)；所述控制器(6)用于在所述第一信号与第一预设信号不同时，输出第一故障信号至电动汽车的仪表台，并切换至故障模式；
所述第二信号采集电路(82)用于采集所述第二信号，并将所述第二信号反馈至所述控制器(6)；所述控制器(6)用于在所述第二信号与第二预设信号不同时，输出第二故障信号至所述仪表台，并切换至故障模式。
2.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，所述连接状态确认单元(5)用于在检测所述充电接口(1)的电阻值为第一预设电阻值时，确定所述充电接口(1)与所述直流充电桩连接；在检测所述充电接口(1)的电阻值为第二预设电阻值时，确定所述充电接口(1)与所述交流充电桩连接，其中，所述第一预设电阻值小于所述第二预设电阻值。
3.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，所述控制器(6)还用于在所述连接状态确认单元(5)检测到所述充电接口(1)与所述交流充电桩和所述直流充电桩均未连接时，控制所述第一控制开关(31)和所述第二控制开关(41)均呈断开状态。
4.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，所述第一输出端与所述第一控制开关(31)之间连接有第一电压变换电路(71)，所述第二输出端与所述第二控制开关(41)之间连接有第二电压变换电路(72)；
所述第一电压变换电路(71)用于响应所述第一信号，输出具有第一电压值的第一电压信号至所述第一控制开关(31)，使所述第一控制开关(31)闭合；所述第二电压变换电路(72)用于响应所述第二信号，输出具有第二电压值的第二电压信号至所述第二控制开关(41)，使所述第二控制开关(41)闭合。
5.根据权利要求4所述的充电***，其特征在于，所述充电***还包括：第三信号采集电路(83)和第四信号采集电路(84)；其中，所述第三信号采集电路(83)连接在所述第一电压变换电路(71)的输出端与所述控制器(6)的第三输入端之间；所述第四信号采集电路(84)连接在所述第二电压变换电路(72)的输出端与所述控制器(6)的第四输入端之间；
所述第三信号采集电路(83)用于采集所述第一电压变换电路(71)输出的第一电压信号，并将所述第一电压信号反馈至所述控制器(6)；所述控制器(6)用于在所述第一电压信号与第一预设电压信号不同时，输出第三故障信号至电动汽车的仪表台；
所述第四信号采集电路(84)用于采集所述第二电压变换电路(72)输出的第二电压信号，并将所述第二电压信号反馈至所述控制器(6)；所述控制器(6)用于在所述第二电压信号与第二预设电压不同时，输出第四故障信号至所述仪表台。
6.根据权利要求1所述的充电***，其特征在于，所述充电***还包括设置在所述第一控制开关(31)和所述动力电池(2)之间的车载充电机(32)，用于将所述交流充电桩输出的交流电流转换为直流电流。
7.根据权利要求6所述的充电***，其特征在于，所述控制器(6)还用于在控制所述第一控制开关(31)闭合后，控制所述车载充电机(32)启动。
8.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的充电***。
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