CN111976487A - 一种车载放电装置、新能源汽车及车辆控制方法 - Google Patents

一种车载放电装置、新能源汽车及车辆控制方法 Download PDF

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杨志
张雪冰
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Abstract

本发明提供一种车载放电装置,其中:高压储能模块提供直流电能;功率变换模块将来直流电能转换为交流电能对插座供电;电阻模块与参考电源模块串联,多个开关之间串联后再与第一部分电阻并联,且插座的多个电极与多个开关之间通过机械传动方式一一对应连接;电极在有物体***该电极时,通过机械传动的方式关闭对应连接的开关,当物体被拔出该电极时,断开对应连接的开关;电压采样模块采样第二部分电阻两端电压,并将第二部分电阻两端的电压采样信号发送至控制器模块;控制器模块判断是否有电器插头***插座,若有,则控制功率变换模块进行供电,若没有,则控制功率变换模块断电。本发明可以避免生活中的一些异常触电情形,提高安全性。

Description

一种车载放电装置、新能源汽车及车辆控制方法
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种车载放电装置、新能源汽车及车辆控制方法。
背景技术
传统的充电机,是将电网的交流电转换为直流电后为动力电池充电,能量转换为单向传递。相对于传统的能量单向传递,双向充放电机可以实现能量转换的双向传递,使得电动汽车可以成为一个实现对插座放电的能量供应装置,将电器负载插到插座上,即可实现车对电器负载的放电。
目前各大厂家关于对外放电的开发,仅仅只关注功能实现,即能实现对外输出220V电压给用电电器供电即可,忽视了对外放电安全,未考虑用户使用对外放电功能可能带来的触电风险问题:如果客户将车开到野外郊游,将插座放置在湿润的草丛中有可能出现触电的情形;如果用户误将手指***插座也有可能出现触电的情形。
目前,在充电机对外放电的安全功能研究尚属空白,现有的充电机对外放电方案,着眼于对充电机电路自身的保护,缺乏实现对人员的放电保护功能,存在触电风险。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种车载放电装置、新能源汽车及车辆控制方法,可以避免生活中的一些异常触电情形,提高安全性。
本发明提供的一种车载放电装置,其包括:高压储能模块、功率变换模块、具有多个电极的插座、参考电源模块、与所述插座的电极数量相匹配的多个开关、至少两个电阻、电压采样模块以及控制器模块;
所述高压储能模块,与所述功率变换模块电气连接,用于提供直流电能;
所述功率变换模块,与所述插座上的不同电极电气连接,用于将来自所述高压储能模块的直流电能转换为交流电能,并利用所述交流电能对所述插座供电;
所述电阻模块与所述参考电源模块串联,所述多个开关之间串联后再与所述至少两个电阻中的第一部分电阻并联,且所述插座的多个电极与所述多个开关之间通过机械传动方式一一对应连接;
所述插座的每一个电极,均用于在有物体***该电极时,通过机械传动的方式,关闭该电极对应连接的开关,当物体被拔出该电极时,通过机械传动的方式,断开该电极对应连接的开关;
所述电压采样模块,用于采样所述至少两个电阻中的第二部分电阻两端电压,并将所述第二部分电阻两端的电压采样信号发送至所述控制器模块;
所述控制器模块,用于根据所述电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,若有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块进行供电,若没有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块断电。
优选地,所述控制器模块,进一步地用于通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,从而判断所述多个开关是否均闭合,当所述多个开关均闭合,则判断有电器插头***所述插座,反之则没有电器插头***所述插座。
优选地,所述控制器模块,进一步地用于根据所述至少两个电阻的阻值,以及所述参考电源模块两端的电压值,计算所述第二部分电阻的电压阈值,并根据所述电压采样信号的电压值与所述电压阈值之间的差值,判断所述第一部分电阻两端是否短路。
优选地,所述插座包含有L电极和N电极,所述多个开关包括第一开关和第二开关;
所述L电极通过一根连杆与所述第一开关的刀闸机械连接,所述N电极通过一根连杆与所述第二开关的刀闸机械连接。
本发明还提供一种新能源汽车,其包括上述的车载放电装置。
本发明还提供一种车辆控制方法,其应用于上述的车载放电装置中,包括下述步骤:
控制器模块根据来自电压采样模块的电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,若有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块进行供电,若没有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块断电。
优选地,所述控制器模块根据来自电压采样模块的电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,具体为:
所述控制器模块通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,从而判断所述多个开关是否均闭合,当所述多个开关均闭合,则判断有电器插头***所述插座,反之则没有电器插头***所述插座。
优选地,所述控制器模块通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,具体为:
所述控制器模块根据所述至少两个电阻的阻值,以及所述参考电源模块两端的电压值,计算所述第二部分电阻的电压阈值,并根据所述电压采样信号的电压值与所述电压阈值之间的差值,判断所述第一部分电阻两端是否短路。
实施本发明,具有如下有益效果:当有用电器的插头***插座时,可以通过插座电极与开关之间的机械连接关系,带动开关合上,当所有的开关都合上,则可以判断插座中每一个电极都有物体***,即插座有用电器的插头***,此时,可以通过控制器模块控制功率变换模块进行放电,如果没有用电器插头***插座,则控制器模块控制功率变换模块停止放电。因此,本发明可以避免插座在湿润环境下,无人使用、却仍然放电所导致的触电问题,还可以避免小孩单根手指误***插座导致的触电问题,从而减少触电的概率,提高插座放电的安全性,增加产品的卖点,并最终增加产品的竞争力。
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是本发明提供的车载放电装置的原理框图。
图2是本发明提供的一实施例中车载放电装置的控制方法流程图。
具体实施方式
本发明提供一种车载放电装置,如图1所示,其包括:高压储能模块1、功率变换模块2、具有多个电极的插座3、参考电源模块4、与插座3的电极数量相匹配的多个开关、至少两个电阻、电压采样模块7以及控制器模块8。
高压储能模块1与功率变换模块2电气连接,用于提供直流电能。
功率变换模块2与插座3上的不同电极电气连接,用于将来自高压储能模块1的直流电能转换为交流电能,并利用交流电能对插座3供电。
电阻模块与参考电源模块4串联,多个开关之间串联后再与至少两个电阻中的第一部分电阻5并联,且插座3的多个电极与多个开关之间通过机械传动方式一一对应连接。
插座3的每一个电极均用于在有物体***该电极时,通过机械传动的方式,关闭该电极对应连接的开关,当物体被拔出该电极时,通过机械传动的方式,断开该电极对应连接的开关。具体地,当有插头插进插座3时,插座3中的金属弹片会弹开,金属弹片弹开后会推动连杆,通过连杆推动开关的闸刀合上。
电压采样模块7用于采样至少两个电阻中的第二部分电阻6两端电压,并将第二部分电阻6两端的电压采样信号发送至控制器模块8。
控制器模块8用于根据电压采样信号,判断是否有电器插头***插座3,若有电器插头***插座3,则控制功率变换模块2进行供电,若没有电器插头***插座3,则控制功率变换模块2断电。
当有人的手指***插座3时,例如一根手指***其中一个电极,那么该插座3的其他电极没有物体***时,则只有与***手指的电极对应的一个开关闭合,而其他的开关则断开,此时第一部分电阻5没有短接,则第二部分电阻6两端的电压可以根据第一部分电阻5以及第二部分电阻6的阻值,还有参考电源模块4的电压,计算第二部分电阻6两端的电压,当第二部分电阻6两端的电压计算值与电压采样模块7采样得到的电压采样信号对应的电压值相同或接近,则可以判断出没有插头***插座3需要充电,此时,可以通过控制器模块8对功率变换模块2进行控制,控制功率变换模块2停止供电。
控制器模块8进一步地用于通过电压采样信号,判断第一部分电阻5两端是否短路,从而判断多个开关是否均闭合,当多个开关均闭合,则判断有电器插头***插座3,反之则没有电器插头***插座3。
控制器模块8进一步地用于根据至少两个电阻的阻值,以及参考电源模块4两端的电压值,计算第二部分电阻6的电压阈值,并根据电压采样信号的电压值与电压阈值之间的差值,判断第一部分电阻5两端是否短路。
具体的,在第一种情况下,开关没有完全闭合,此时,第一部分电阻5没有短接,可以根据参考电源模块4提供的电压、第一部分电阻5的阻值、第二部分电阻6的阻值,计算出第二部分电阻6两端的电压作为一个电压阈值A,将电压采样模块7的电压采样信号对应的电压采样值V与该电压阈值A进行比较,如果电压采样值V大于该电压阈值A,则判断所有的开关均闭合,有用电器的插头***插座3中,控制器模块8控制功率变换模块2进行供电,如果电压采样值V小于等于该电压阈值A,则由控制器模块8控制功率变换模块2停止供电,如图2所示。
还可以将参考电源模块4的电压值作为电压阈值,当电压采样值与电压阈值接近或相同,则判断所有的开关均闭合,有用电器插头***插座3,控制器模块8控制功率变换模块2进行供电。
进一步地,插座3包含有L电极和N电极,多个开关包括第一开关9和第二开关10。
L电极通过一根连杆与第一开关9的刀闸机械连接,N电极通过一根连杆与第二开关10的刀闸机械连接。
当然,在其他实施例中,插座3还可以包含有三个电极:L电极、N电极和接地电极,与之对应的有三个开关,当这三个开关都闭合时,则该插座3有用电器插头***。
本发明还提供一种新能源汽车,其包括上述的车载放电装置。
本发明还提供一种车辆控制方法,其应用于上述的车载放电装置中,该方法包括下述步骤:
控制器模块8根据来自电压采样模块7的电压采样信号,判断是否有电器插头***插座3,若有电器插头***插座3,则控制功率变换模块2进行供电,若没有电器插头***插座3,则控制功率变换模块2断电。
进一步地,控制器模块8根据来自电压采样模块7的电压采样信号,判断是否有电器插头***插座3,具体为:
控制器模块8通过电压采样信号,判断第一部分电阻5两端是否短路,从而判断多个开关是否均闭合,当多个开关均闭合,则判断有电器插头***插座3,反之则没有电器插头***插座3。
控制器模块8通过电压采样信号,判断第一部分电阻5两端是否短路,具体为:
控制器模块8根据至少两个电阻的阻值,以及参考电源模块4两端的电压值,计算第二部分电阻6的电压阈值,并根据电压采样信号的电压值与电压阈值之间的差值,判断第一部分电阻5两端是否短路。
综上所述,本发明可以避免插座3在湿润环境下,无人使用、却仍然放电所导致的触电问题,还可以避免小孩单根手指误***插座3导致的触电问题,从而减少触电的概率,提高插座3放电的安全性,增加产品的卖点,并最终增加产品的竞争力。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车载放电装置,其特征在于,包括:高压储能模块、功率变换模块、具有多个电极的插座、参考电源模块、与所述插座的电极数量相匹配的多个开关、至少两个电阻、电压采样模块以及控制器模块;
所述高压储能模块,与所述功率变换模块电气连接,用于提供直流电能;
所述功率变换模块,与所述插座上的不同电极电气连接,用于将来自所述高压储能模块的直流电能转换为交流电能,并利用所述交流电能对所述插座供电;
所述电阻模块与所述参考电源模块串联,所述多个开关之间串联后再与所述至少两个电阻中的第一部分电阻并联,且所述插座的多个电极与所述多个开关之间通过机械传动方式一一对应连接;
所述插座的每一个电极,均用于在有物体***该电极时,通过机械传动的方式,关闭该电极对应连接的开关,当物体被拔出该电极时,通过机械传动的方式,断开该电极对应连接的开关;
所述电压采样模块,用于采样所述至少两个电阻中的第二部分电阻两端电压,并将所述第二部分电阻两端的电压采样信号发送至所述控制器模块;
所述控制器模块,用于根据所述电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,若有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块进行供电,若没有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块断电。
2.根据权利要求1所述的车载放电装置,其特征在于,所述控制器模块,进一步地用于通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,从而判断所述多个开关是否均闭合,当所述多个开关均闭合,则判断有电器插头***所述插座,反之则没有电器插头***所述插座。
3.根据权利要求2所述的车载放电装置,其特征在于,所述控制器模块,进一步地用于根据所述至少两个电阻的阻值,以及所述参考电源模块两端的电压值,计算所述第二部分电阻的电压阈值,并根据所述电压采样信号的电压值与所述电压阈值之间的差值,判断所述第一部分电阻两端是否短路。
4.根据权利要求1所述的车载放电装置,其特征在于,所述插座包含有L电极和N电极,所述多个开关包括第一开关和第二开关;
所述L电极通过一根连杆与所述第一开关的刀闸机械连接,所述N电极通过一根连杆与所述第二开关的刀闸机械连接。
5.一种新能源汽车,其特征在于,包括权利要求1~4任一项所述的车载放电装置。
6.一种车辆控制方法,其特征在于,应用于权利要求1~4任一项所述的车载放电装置中,包括下述步骤:
控制器模块根据来自电压采样模块的电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,若有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块进行供电,若没有电器插头***所述插座,则控制所述功率变换模块断电。
7.根据权利要求6所述的车辆控制方法,其特征在于,所述控制器模块根据来自电压采样模块的电压采样信号,判断是否有电器插头***所述插座,具体为:
所述控制器模块通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,从而判断所述多个开关是否均闭合,当所述多个开关均闭合,则判断有电器插头***所述插座,反之则没有电器插头***所述插座。
8.根据权利要求7所述的车辆控制方法,其特征在于,所述控制器模块通过所述电压采样信号,判断所述第一部分电阻两端是否短路,具体为:
所述控制器模块根据所述至少两个电阻的阻值,以及所述参考电源模块两端的电压值,计算所述第二部分电阻的电压阈值,并根据所述电压采样信号的电压值与所述电压阈值之间的差值,判断所述第一部分电阻两端是否短路。
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