CN203942309U

CN203942309U - 电动汽车充电***

Info

Publication number: CN203942309U
Application number: CN201420281972.8U
Authority: CN
Inventors: 孟伟; 朱永利; 郭书钦
Original assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Current assignee: Great Wall Motor Co Ltd
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2014-11-12
Anticipated expiration: 2024-05-29

Abstract

本实用新型公开一种电动汽车充电***，涉及电动汽车技术领域，解决了现有技术中的家庭电源充电装置的充电模式(额定电流)单一的问题。本实用新型实施例中，所述电动汽车充电***，包括线缆控制盒，所述线缆控制盒上连接有插头，且设有第一连接端；所述充电***还包括设在电动汽车中的充电设备，所述充电设备上设有与所述第一连接端相匹配的第二连接端；所述第一连接端与第二连接端匹配连接后，所述线缆控制盒控制所述充电设备的充电功率与所述插头连接的电源工作功率相匹配。本实用新型主要用于电动汽车中。

Description

电动汽车充电***

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车充电***。

背景技术

当今社会，环境污染问题愈发受到人们的重视。由于电动汽车依靠电能提供动力，对环境的污染远小于燃油汽车，因此世界各国都在致力于电动汽车的开发。

其中，电动汽车的电能来源于蓄电池，因此需要在电池的电量消耗后，不时地为其进行充电。具体地，可以选择交、直流电桩或家庭电源为电动汽车的电池充电。现有技术中的家庭电源充电装置，通常包括供电插头、缆上控制盒、电缆及车辆插头。当进行充电时，将供电插头与家庭电源相连，车辆插头与充电设备上的车辆插座相连；因此电源中的电流将依次通过供电插头、缆上控制盒、电缆、车辆插头和车辆插座进入到汽车的充电设备中。

在使用上述家庭电源充电装置时，由于需保证充电设备的输入电流与充电装置的输出电流、以及充电装置的输入电流与家庭电源的输出电流保持一致，否则可能发生电源烧毁或者起火等现象(例如使用额定输入16A规格的充电装置在10A电源中充电，会造成10A电源烧毁甚至起火)，因此用于家庭电源充电装置的充电模式(额定电流)单一。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种电动汽车充电***，解决了现有技术中的家庭电源充电装置的充电模式(额定电流)单一的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种电动汽车充电***，包括线缆控制盒，所述线缆控制盒上连接有插头，且设有第一连接端；所述充电***还包括设在电动汽车中的充电设备，所述充电设备上设有与所述第一连接端相匹配的第二连接端；所述第一连接端与第二连接端匹配连接后，所述线缆控制盒控制所述充电设备的充电功率与所述插头连接的电源工作功率相匹配。

其中，所述线缆控制盒包括供电控制装置，所述供电控制装置上设有直流端口以及PWM端口；所述供电控制装置还连接有电流选择盒，所述电流选择盒上设有4个对应不同电流大小的选择按钮，且所述电流选择盒与PWM端口相匹配连接。

具体地，所述第一连接端包括与插头连接的主火线端、主零线端以及主接地端，还包括主恒流端以及主射频端；所述主恒流端与所述插头的地线之间连接有第一开关以及第一电阻，且所述第一开关和第一电阻串联连接。

进一步地，所述主射频端与所述供电控制装置之间连接有第二开关以及第二电阻，且所述第二开关和第二电阻串联连接；所述第二开关临近所述供电控制装置设置，且与所述供电控制装置的直流端口和PWM端口选择性连接。

优选地，所述供电控制装置与所述第二电阻末端相连接；所述直流端口的电压为12V直流电压；所述电流选择盒上的按钮对应的电流大小分别为8A、10A、13A以及16A。

实际应用时，所述充电设备包括车辆控制装置以及与所述车辆控制装置通信连接的车载充电机；所述第二连接端包括副火线端、副零线端、副接地端、副恒流端以及副射频端，所述副火线端和副零线端与所述车载充电机连接；所述副恒流端与所述车辆控制装置连接；所述副射频端与所述车辆控制装置连接，且所述副射频端与所述车辆控制装置之间连接有二极管；所述二极管的输出端与所述车辆控制装置连接，且所述二极管的输出端与所述副地线端之间连接有第三电阻。

其中，所述二极管的输出端依次通过串联连接的第四电阻和第三开关同时与所述副地线端、车载充电机连接；所述车辆控制装置控制所述第三开关的闭合，以使第四电阻串入。

具体地，所述线缆控制盒中与所述插头连接的火线上设有第四开关、零线上设有第五开关；所述第四开关与所述第五开关均受所述车辆控制装置控制。

进一步地，所述第一连接端和第二连接端相连接，且所述供电控制装置控制所述第二开关与所述直流端口连接后，所述供电控制装置能够检测所述第三电阻上的电压值、所述车辆控制装置能够检测所述第一电阻上的电压值。

实际应用时，所述电流选择盒上按下所述电流按钮，且所述供电控制装置控制所述第二开关与所述PWM端口连接后，所述车辆控制装置能够检测所述二极管输出端的PWM信号占空比，并将信号传送至所述车载充电机中。

本实用新型实施例提供的电动汽车充电***中，包括线缆控制盒，该线缆控制盒上连接有插头，用于使线缆控制盒与家庭电源接口相连，且设有第一连接端；本充电***中还包括设在电动汽车中的充电设备，该充电设备上设有与第一连接端相匹配的第二连接端，用于使线缆控制盒与充电设备相连；第一连接端与第二连接端匹配连接后，线缆控制盒控制充电设备的充电功率与插头连接的电源工作功率相匹配。由此分析可知，当进行充电时，将线缆控制盒上的插头与电源相连，第一连接端与充电设备上的第二连接端相连；并且线缆控制盒可以控制充电设备的充电功率(输入电流)与插头连接的电源工作功率(输出电流)相匹配(例如，电源的输出电流为10A，线缆控制盒便控制充电设备的输入电流为10A；电源的输出电流为16A，线缆控制盒便控制充电设备的输入电流为16A)。因此电源中的电流将依次通过线缆控制盒上的插头、线缆控制盒、第一连接端、第二连接端进入到(已通过线缆控制盒控制改变充电功率，并使充电功率与电源工作功率相一致的)汽车充电设备中，从而实现了家庭电源充电装置的充电模式多样(额定电流可选择调控)，且避免电源工作功率和充电功率不匹配，造成电源的烧损等。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的电动汽车充电***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中电流选择盒的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电动汽车充电***的工作流程图。

图中，a为插头、b为第一连接端、c为第二连接端；1为线缆控制盒、11 为供电控制装置、111为直流端口、112为PWM端口、113为电流选择盒、A为(电流选择)按钮、B为急停开关；2为充电设备、21为车辆控制装置、22为车载充电机；L为主火线端、N为主零线端、PE为主接地端、CC为主恒流端、CP为主射频端、L＇为副火线端、N＇为副零线端、PE＇为副接地端、CC＇为副恒流端、CP＇为副射频端；S为互锁联动开关、S1为第一开关、S2为第二开关、S3为第三开关、S4为第四开关、S5为第五开关；R1为第一电阻、R2为第二电阻、R3为第三电阻、R4为第四电阻；D为二极管；①为火线、②为零线、③为接地线、④为连接确认线、⑤为控制确认线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例一种电动汽车充电***进行详细描述。

本实用新型实施例提供一种电动汽车充电***，如图1所示，包括线缆控制盒1，线缆控制盒1上连接有插头a，且设有第一连接端b；充电***还包括设在电动汽车中的充电设备2，充电设备2上设有与第一连接端b相匹配的第二连接端c；第一连接端b与第二连接端c匹配连接后，线缆控制盒1控制充电设备2的充电功率与插头a连接的电源工作功率相匹配。

其中，如图1所示，线缆控制盒1中可以包括有供电控制装置11，该供电控制装置11上可以设有直流端口111和PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)端口112，当连接直流端口111时，可以用于判断线缆控制盒1上的第一连接端b与充电设备2上的第二连接端c是否已完全匹配连接，继而使供电控制装置11可以进行后续的操作；当连接PWM端口112时，可以用于确定当前充电***中的供电电流。另外，供电控制装置11还可以连接有电流选择盒113，该电流选择盒113上可以设有4个对应不同电流大小的选择按钮A，且电流选择盒113与PWM端口112匹配连接，即选择不同大小的电流对应不同信号的PWM占空比区间。

其中，线缆控制盒1上的第一连接端b包括有与插头a连接的主火线端L、主零线端N以及主接地端PE，并且还可以包括有主恒流端CC以及主射频端CP；主恒流端CC可以用于第一连接端b与第二连接端c充电连接的确认，主射频端CP可以用于判断线缆控制盒1上的第一连接端b与充电设备2上的第二连接端c是否已完全匹配连接以及后续供电控制装置11的控制确认。具体地，如图1所示，主恒流端CC与插头a的地线PE之间可以连接有第一开关S1以及第一电阻R1，且第一开关S1和第一电阻R1串联连接。其中，第一开关S1具体可以为常闭开关，第一电阻R1的阻值具体可以为680Ω或220Ω的限流电阻。

具体地，主射频端CP与供电控制装置11之间可以连接有第二开关S2以及第二电阻R2，且第二开关S2和第二电阻R2串联连接；如图1所示，第二开关S2可以临近供电控制装置11设置，以方便与该供电控制装置11的直流端口111和PWM端口112选择性匹配连接，进而分别进行连接确认和控制确认。其中，第二电阻R2的阻值具体可以为1000Ω。

实际应用时，如图1所示，供电控制装置11与第二电阻R2末端相连接；且直流端口111的电压可以为+12V的直流电压；具体地，该+12V直流电压为电源处的220V交流电压通过线缆控制盒1内部的变压装置(图中未示出)整流而来。结合图2所示，电流选择盒113上的按钮A对应的电流大小具体可以分别为8A、10A、13A以及16A，该4个电流值均为家庭电源常用输出电流值。其中，10A电流的按钮A对应的支路中可以串联有4Ω的电阻；13A电流的按钮A对应的支路中可以串联有8Ω的电阻；16A电流的按钮A对应的支路中可以串联有12Ω的电阻。具体地，4个按钮A分别在其相应的支路中对应有与其匹配的开关S，4个开关S为互锁联动开关；当其中任意一个开关S按下闭合后，其余开关S必须同时为断开状态。通过互锁联动开关S，实现PWM端口112处的不同电压值的变换，以对应不同的电流值及空占比的PWM信号(例如:8A-12V、10A-10V、13A-8V、16A-6V)。

此处需要说明的是，电流选择盒113上的按钮A内部对应的电阻值只是为了举例说明本发明实施例的实现原理及具体实现方法，实际阻值可以根据具体情况作出相应调整。

实际应用时，充电设备2可以包括车辆控制装置21以及与车辆控制装置21通信连接的车载充电机22。其中，如图1所示，充电设备2上的第二连接端c包括副火线端L＇、副零线端N＇、副接地端PE＇、副恒流端CC＇以及副射频端CP＇，且副火线端L＇和副零线端N＇与车载充电机22连接；副恒流端CC＇与车辆控制装置21连接；副射频端CP＇与车辆控制装置21连接，另外，副射频端CP＇与车辆控制装置21之间连接有二极管D。具体地，该二极管D的输出端与车辆控制装置21连接，且二极管D的输出端与副地线端PE＇之间连接有第三电阻R3，该第三电阻R3的阻值具体可以为2740Ω；其中，二极管D和第三电阻R3与第一开关S1选择在直流端口111处匹配连接时的配合，可以用于连接确认。

其中，如图1所示，二极管D的输出端依次通过串联连接的第四电阻R4和第三开关S3同时与副地线端PE＇、车载充电机22连接，具体地，第四电阻R4的阻值为1300Ω，第三开关S3可以为常开开关(初始状态为开启)；且车辆控制装置21可以控制第三开关S3的闭合，以使第四电阻R4串入。当手动按下电流选择按钮A后，车辆控制装置21通过自检确定当前充电电流无故障时，便控制第三开关S3的闭合将第四电阻R4串入，以使第二电阻R2两端的电压发生跳变，从而给车辆控制装置21以信号，为后续充电***的完全启动做准备。

具体地，线缆控制盒1中与插头a连接的火线L上设有第四开关S4、零线N上设有第五开关S5；该第四开关S4与第五开关S5均受车辆控制装置21的控制。当车辆控制装置21控制第四开关S4与第五开关S5闭合后，电源与充电设备2之间的主回路线路接通，充电***完全启动。

实际应用时，供电控制装置11以及车辆控制装置21中分别配有检测装置和接地线路(图中未示出)，用于构成闭合回路等以检测连接确认和控制确认。具体地，如图1所示，当第一连接端b和第二连接端c相连接，且供电控制装置11控制第二开关S2与直流端口111连接后，该供电控制装置11能够检测第三电阻R3上的电压值，以用于检测供电控制装置11的连接确认；车辆控制装置21能够检测第一电阻上R1的电压值，以用于检测车辆控制装置21的连接确认以及流过线缆控制盒1的最大电流，防止线缆控制盒1烧毁。其中，通过检测第三电阻R3和第一电阻R1上的电压值，能够充分保证整个充电***的完全连接。

其中，当按下电流选择盒113上电流按钮A，且供电控制装置11控制第二开关S2与PWM端口112连接后，车辆控制装置21能够检测二极管D输出端的PWM信号占空比，并将信号传送至车载充电机22中，以完成供电控制装置11与车载充电机22的通讯，从而改变充电功率使其与电源工作功率相一致，即使充电设备2的输入电流与电源的输出电流保持一致。

此处需要说明的是，线缆控制盒1上还可以设置有急停开关B，如图1所示，用以出现危险情况时，例如短路、过载等，可以人为迅速断开电源连接，停止充电***的工作，避免造成人员伤亡及财产损失。另外，线缆控制盒1中还设有单片机或芯片(图1中未示出)，该单片机或芯片可对充电***的过压、欠压及接地错误、漏电过流等情况进行逻辑判断及检测，从而避免充电***发生不必要的安全隐患。

下面借助图1和图3对上述实施例描述的电动汽车充电***的工作流程进行详细的说明；图3为本实用新型实施例提供的电动汽车充电***的工作流程图。

当进行充电时，将线缆控制盒1上的插头a与电源相连，第一连接端b与充电设备2上的第二连接端c相连。充电***，首先进行连接确认，具体为：车辆控制装置21的连接确认和供电控制装置11的连接确认。如图1所示，当进行车辆控制装置21的连接确认时，电流依次从车辆控制装置21中的+12V高电平处，通过连接确认线④、第一电阻R1、第一开关S1、接地线③，流回至车辆控制装置21中的接地线路处，从而车辆控制装置21中的检测装置通过测量第一电阻R1两端的电压和/或流过第一电阻R1的电流，以判断第一接线端b与第二连接端c是否完全接通(例如第一电阻R1两端的电压和/或流过第一电阻R1的电流无显示和/或为零，则证明第一接线端b与第二连接端c之间没有连通)；当进行供电控制装置11的连接确认时，电流依次从供电控制装置11中的直流端口111的+12V高电平处，通过第二开关S2、第二电阻R2、控制确认线⑤、二极管D、第三电阻R3、接地线③，流回至供电控制装置11中的接地线路处，从而供电控制装置11中的检测装置通过测量第三电阻R3两端的电压和/或流过第三电阻R3的电流，以判断第一接线端b与第二连接端c是否完全接通(例如第三电阻R3两端的电压和/或流过第三电阻R3的电流无显示和/或为零，则证明第一接线端b与第二连接端c之间没有连通)。当第一接线端b与第二连接端c确认完全连通后，供电控制装置11控制第二开关S2从连接直流端口111的+12V状态切换至连接PWM端口112的PWM信号状态。

其次，进行充电***载流能力识别。当进行充电***载流能力识别时，电流依次从车辆控制装置21中的+12V高电平处，通过连接确认线④、第一电阻R1、第一开关S1、接地线③，流回至车辆控制装置21中的接地线路处，从而车辆控制装置21中的检测装置通过测量第一电阻R1的额定容量，以确定当前充电***的额定容量，进而确定流过线缆控制盒1的最大电流，以防止其烧毁。

而后，进行充电***供电功率识别。当进行充电***供电功率识别时，电流依次从供电控制装置11中的PWM端口112处，通过第二开关S2、第二电阻R2、控制确认线⑤、二极管D、第三电阻R3、接地线③，流回至供电控制装置11中的接地线路处，从而车辆控制装置21中的检测装置通过测量二极管D输出端的PWM信号占空比，以判断当前充电***的供电电流，进而确定线缆控制盒1以及充电***的供电功率(例如PWM占空比区间为5％-15％，则对应的供电电流为8A；PWM占空比区间为20％-30％，则对应的供电电流为10A；PWM占空比区间为35％-45％，则对应的供电电流为13A；PWM占空比区间为50％-60％，则对应的供电电流为16A)。

此时，人为手动按下电流选择盒113上电流按钮A，且充电***的供电功率识别已确认完毕。然后，进行车载充电机22及充电***的充电准备。当按下电流选择按钮A时，车辆控制装置21通过自检确定当前供电电流无故障后，便控制第三开关S3的闭合将第四电阻R4串入，以使第二电阻R2两端的电压发生跳变，为后续充电***的完全启动做准备。

最后，充电***完全启动。当第二电阻R2两端的电压发生跳变后，车辆控制装置21控制火线L上的第四开关S4与零线N上的第五开关S5闭合，使家庭电源环境下的交流供电回路导通，从而对电动汽车进行充电。

另外，本充电***在充电过程中的供电能力也可以发生变化。即在充电过程中，如果人为切换线缆控制盒1上电流选择盒113的电流选择按钮A，则供电控制装置11便切换成与电流对应占空比的PWM信号，车辆控制装置21接收到信号后，改变车载充电机22的功率。

此处需要说明的是，充电***中火线①、零线②、接地线③、连接确认线④、控制确认线⑤的连接状态保持一致，即火线①、零线②以及接地线③ 导通，则连接确认线④和控制确认线⑤也导通，反之亦然。另外，车辆控制装置21中连接有电动汽车自身的+12V直流高电平。

由上述电动汽车充电***的结构及工作流程可知，通过用户在使用过程中按下电流选择盒113的电流选择按钮A，选择不同充电电流(8A、10A、13A、16A)对应不同的电压(例如:8A-12V、10A-10V、13A-8V、16A-6V)发送给供电控制装置11，供电控制装置11在接收到不同电压值后发送对应的占空比的PWM信号(例如：12V-8A-5％到15％的PWM波、10V-10A-20％到30％的PWM波、8V-13A-35％到45％的PWM波、6V-16A-50％到60％的PWM波)给车辆控制装置21，车辆控制装置21接收相应的PWM信号后判断要执行的充电电流数值，发送给车载充电机22，由车载充电机22执行相关操作，即改变充电功率等。因此，本电动汽车充电***可以使充电设备2与家庭环境中的电源电流值相匹配适应，从而实现了家庭电源充电装置的充电模式多样(额定电流可选择调控)。

此处需要说明的是，本实施例中出现的所有电压值、电流值、电阻值以及PWM信号空占比的数据都是想对应匹配的，如若改变其中任意一个的值，则有可能改变实施例中所有的数据值。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种电动汽车充电***，其特征在于，包括线缆控制盒，所述线缆控制盒上连接有插头，且设有第一连接端；所述充电***还包括设在电动汽车中的充电设备，所述充电设备上设有与所述第一连接端相匹配的第二连接端；

所述第一连接端与第二连接端匹配连接后，所述线缆控制盒控制所述充电设备的充电功率与所述插头连接的电源工作功率相匹配。

2.根据权利要求1所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述线缆控制盒包括供电控制装置，所述供电控制装置上设有直流端口以及PWM端口；

所述供电控制装置还连接有电流选择盒，所述电流选择盒上设有4个对应不同电流大小的选择按钮，且所述电流选择盒与PWM端口相匹配连接。

3.根据权利要求2所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述第一连接端包括与插头连接的主火线端、主零线端以及主接地端，还包括主恒流端以及主射频端；

所述主恒流端与所述插头的地线之间连接有第一开关以及第一电阻，且所述第一开关和第一电阻串联连接。

4.根据权利要求3所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述主射频端与所述供电控制装置之间连接有第二开关以及第二电阻，且所述第二开关和第二电阻串联连接；

所述第二开关临近所述供电控制装置设置，且与所述供电控制装置的直流端口和PWM端口选择性连接。

5.根据权利要求4所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述供电控制装置与所述第二电阻末端相连接；所述直流端口的电压为12V直流电压；

所述电流选择盒上的按钮对应的电流大小分别为8A、10A、13A以及16A。

6.根据权利要求5所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述充电设备包括车辆控制装置以及与所述车辆控制装置通信连接的车载充电机；

所述第二连接端包括副火线端、副零线端、副接地端、副恒流端以及副射频端，所述副火线端和副零线端与所述车载充电机连接；所述副恒流端与所述车辆控制装置连接；所述副射频端与所述车辆控制装置连接，且所述副射频端与所述车辆控制装置之间连接有二极管；

所述二极管的输出端与所述车辆控制装置连接，且所述二极管的输出端与副地线端之间连接有第三电阻。

7.根据权利要求6所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述二极管的输出端依次通过串联连接的第四电阻和第三开关同时与所述副地线端、车载充电机连接；

所述车辆控制装置控制所述第三开关的闭合，以使第四电阻串入。

8.根据权利要求7所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述线缆控制盒中与所述插头连接的火线上设有第四开关、零线上设有第五开关；

所述第四开关与所述第五开关均受所述车辆控制装置控制。

9.根据权利要求8所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述第一连接端和第二连接端相连接，且所述供电控制装置控制所述第二开关与所述直流端口连接后，所述供电控制装置能够检测所述第三电阻上的电压值、所述车辆控制装置能够检测所述第一电阻上的电压值。

10.根据权利要求9所述的电动汽车充电***，其特征在于，所述电流选择盒上按下所述电流按钮，且所述供电控制装置控制所述第二开关与所述PWM端口连接后，所述车辆控制装置能够检测所述二极管输出端的PWM信号占空比，并将信号传送至所述车载充电机中。