CN204376470U - 一种电动汽车交流充电接口自动识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车交流充电接口自动识别装置，涉及电动汽车领域，所述装置包括：用来对接入的来自充电桩充电接口的交流电进行检测的三路检测电路，其三个输入端分别连接交流充电接口的三个交流电接线端；用来根据检测结果识别交流电充电接口的判断电路，其输入端连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。本实用新型能够自动识别交流电充电接口是三相还是单相交流电充电接口，以便按照三相或单相交流电充电模式对电池进行充电，从而提高充电效率。

Description

一种电动汽车交流充电接口自动识别装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车领域，特别涉及一种电动汽车交流充电接口自动识别装置。

背景技术

《GB/T20234.2-2011电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》规定了电动汽车传导充电用的交流充电接口，其额定电压不超过440V(AC)，频率50Hz，额定电流不超过32A(AC)，在其充电接口定义中L和N分别代表交流电，属于两相交流电，同时预留备用1(NC1)和备用2(NC2)。

目前使用的充电桩以单相交流电为主，为了提高充电功率和效率，越来越多使用380V的三相电给电动汽车充电，《GB/T20234.2-2011电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》充电接口有了更加丰富的定义，启用备用1(NC1)和备用2(NC2)作为三相交流电的另外两项输入。

因此，电动汽车车载充电机必须同时适应这两种充电方式并能够自动识别，或者由车主根据需要自主选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动汽车交流充电接口自动识别装置，能更好地解决交流电充电接口的自动识别问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电动汽车交流充电接口自动识别装置，包括：

用来对接入的来自充电桩充电接口的交流电进行检测的三路检测电路，其三个输入端分别连接交流充电接口的三个交流电接线端；

用来根据检测结果识别交流电充电接口的判断电路，其输入端连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。

优选地，所述三路检测电路中，每路检测电路包括：

第一分压电阻和第二分压电阻；

第一输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；

第一光电耦合器，其一个输入端连接所述第一输入电阻的另一端，另一个输入端接地；

第一比较器，其正相输入端连接所述第一光电耦合器的输出端，其负向输入端经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。

优选地，所述判断电路包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容；

第一三极管，其基极连接所述三路检测电路的三个输出端，发射极接地，集电极连接第一电阻的一端；

第二三极管，其基极连接所述第一电阻的另一端，发射极经由第二电阻连接第一工作电源；

第三比较器，其正相经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，反相输入端连接所述第二三极管的集电极，并经由第三电阻和第一电容形成的并联电路接地；

第三光电耦合器，其第一输入端通过第四电阻连接第一工作电源，第二输入端连接所述第三比较器的输出端，并通过第五电阻连接第一工作电源，第一输出端连接第二工作电源，第二输出端连接车载充电机。

优选地，所述三路检测电路中，每路检测电路包括：

第三分压电阻和第四分压电阻；

第二输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；

第二光电耦合器，其一个输入端连接所述第二输入电阻的另一端，另一个输入端接地；

第二比较器，其负相输入端连接所述第二光电耦合器的输出端，其正向输入端经由第三分压电阻连接第二工作电源，并经由第四分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。

优选地，所述判断电路包括：

处理器，其三个输入端分别连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端 连接车载充电机。

优选地，所述处理器是单片机或可编程逻辑阵列。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型能够自动识别交流电充电接口是三相还是单相交流电充电接口，以便按照三相或单相交流电充电模式对电池进行充电，从而提高充电效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电动汽车交流充电接口自动识别装置结构框图；

图2是本实用新型实施例提供的充电桩三相/单相交流电充电接口定义示意图；

图3是本实用新型实施例提供的供电接口电气连接界面示意图；

图4是本实用新型实施例提供的第一自动识别电路图；

图5是本实用新型实施例提供的三相交流电正常工作时的电压波形图；

图6是本实用新型实施例提供的单相交流电正常工作时的电压波形图；

图7是本实用新型实施例提供的第二自动识别电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型实施例提供的电动汽车交流充电接口自动识别装置结构框图，如图1所示，包括：用来对接入的来自充电桩充电接口的交流电进行检测的三路检测电路，用来根据检测结果识别交流电充电接口的判断电路。

三路检测电路，包括第一路检测电路、第二路检测电路和第三路检测电路，三路检测电路的输入端分别连接交流充电接口的三个交流电接线端。

判断电路，其输入端连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。

具体地，每路检测电路包括：第一分压电阻和第二分压电阻；第一输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；第一光电耦合器，其一个输入 端连接所述第一输入电阻的另一端，另一个输入端接地；第一比较器，其正相输入端连接所述第一光电耦合器的输出端，其负向输入端经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。此时，所述判断电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容；第一三极管，其基极连接所述三路检测电路的三个输出端，发射极接地，集电极连接第一电阻的一端；第二三极管，其基极连接所述第一电阻的另一端，发射极经由第二电阻连接第一工作电源；第三比较器，其正相经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，反相输入端连接所述第二三极管的集电极，并经由第三电阻和第一电容形成的并联电路接地；第三光电耦合器，其第一输入端通过第四电阻连接第一工作电源，第二输入端连接所述第三比较器的输出端，并通过第五电阻连接第一工作电源，第一输出端连接第二工作电源，第二输出端连接车载充电机。或者，所述判断电路包括处理器，该处理器分别接入三路检测电路输出的三路检测信号，并将判断处理结果输出至车载充电机。

或者，所述三路检测电路中，每路检测电路包括：第三分压电阻和第四分压电阻；第二输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；第二光电耦合器，其一个输入端连接所述第二输入电阻的另一端，另一个输入端接地；第二比较器，其负相输入端连接所述第二光电耦合器的输出端，其正向输入端经由第三分压电阻连接第二工作电源，并经由第四分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。此时，所述判断电路包括处理器，其三个输入端分别连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。所述处理器是单片机或可编程逻辑阵列。

本发明中根据《GB/T20234.2-2011电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》对充电接口定义进行明确定义，从而不改变充电接口的机械结构的情况下就能够完全兼容以上两个标准对充电接口的规定。图2是本发明实施例提供的充电桩三相/单相交流电接口定义示意图，图3是本发明实施例提供的供电接口电气连接界面示意图，充电桩统一接口定义如图2和图3所示，根据充电桩接口定义，如果使用单相交流电进行充电，使用接口1-交流电源(L)，4-中线(N)，5-设备地(PE)，6-充电线连接确认(CC)，7-控制确认(CP)；如果使用三相交流电充电，使用接口1-交流电源L1，2-交流电源L2，3-交流电源L3，5-设 备地(PE)，6-充电线连接确认(CC)，7-控制确认(CP)。根据以上接口定义，本实施例为第一自动识别电路，如图4所示，包括三路检测电路和判断电路。

三路检测电路包括第一路检测电路、第二路检测电路和第三路检测电路。其中，第一路检测电路包括：分压电阻R7和R8；输入电阻R1，其一端连接充电桩充电接口的第一个交流电接线端；光电耦合器D1，其输入端连接R1的另一端；比较器U1A，其正相输入端连接D1的输出端，并通过电阻R4连接+12V工作电源，其反相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud1。第二路检测电路包括：R7和R8；输入电阻R2，其一端连接充电桩充电接口的第二个交流电接线端；光电耦合器D2，其输入端连接R2的另一端；比较器U1B，其正相输入端连接D2的输出端，并通过电阻R5连接+12V工作电源，其反相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud2。第三路检测电路包括：R7和R8；R3，其一端连接充电桩充电接口的第三个交流电接线端；光电耦合器D3，其输入端连接R3的另一端；比较器U1C，其正相输入端连接D3的输出端，并通过电阻R5连接+12V工作电源，其反相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud3。

判断电路包括：三极管Q2，其基极连接U1A、U1B、U1C的输出，集电极连接电阻R13的一端，发射极接地；三极管Q1，其基极连接R13的另一端，发射极经由电阻R10连接+12V工作电源；比较器U1D，其正相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其反相输入端连接Q1的集电极，并通过由电容C3和电阻R14形成的并联电路接地；光电耦合器D7，其第一输入端经由电阻R12连接+12V工作电源，其第二输入端连接U1D的输出端，并经由电阻R11连接+12V工作电源，其第一输出端连接+5V电源，第二输出端(FLAG)连接车载充电机；串连的二极管D4和D5，D4的阳极连接+12V工作电源，D5的阴极连接Q1的基极；二极管D6，其阴极连接+12V工作电源，其阳极连接Q1的集电极。

图5是本发明实施例提供的三相交流电正常工作时的电压波形图，如图5所示，在任意一个电源周期内，三相输入相电压中至少有一相输入相电压保证三路检测电路中的一个光电耦合器导通，使三路检测电路的输出至少有一路检测信号输出为低电平信号，因此，三路检测信号线与后输入判断电路的信号为低电平 信号，使得判断电路的输出始终为低电平信号。具体地说，当充电桩是三相交流电输入电压时，由图5所示三相输入相电压波形，假设L1对应U_A，L2对应U_B，L3对应U_C，为便于分析，将一个电源周期分为6等份，如图5所示的T1、T2、T3、T4、T5、T6。在这六个区间，三相电源之间的关系如表1所示。在区间T1内，U_A>U_C>U_B，A相电压最大且一直为正，因此，在图4中的光电耦合器D1导通，Ua为低电平，LM339(U1A)_5＝Ua为低电平，LM339(U1A)_4＝12*2.4/(2.4+5.6)＝3.6V，因此比较器LM339(U1A)_2输出为逻辑低电平，即Ud1为低电平；在T1区间内，B相电压最小且一直为负，图4中的光电耦合器D2一直处于不导通状态，Ub为高电平，LM339(U1B)_7＝Ub为高电平，LM339(U1B)_6＝LM339(U1A)_4＝3.6V，LM339(U1B)_1输出为逻辑高电平，即Ud2为高电平；在T1区间内，C相电压有正有负，具体分析过程与A相和B相类似，可见Uc在T1区间内输出有高电平也有低电平，进而得出LM339(U1C)_14输出既有高电平也有低电平，即Ud3输出既有高电平也有低电平。Ud点是线与连接方式，即Ud＝Ud1&Ud2&Ud3，因此在T1区间内，控制信号Ud一直是低电平，由此Q2截止，又导致Q1截止，Uf＝LM339(U1D)_10为低电平输入，Ue＝LM339(U1D)_11＝3.6V，Ue＝LM339(U1D)_13输出为高电平，即Ug输出为高电平，光电耦合器D7不导通，输出为低电平，即FLAG＝0。也就是说，在整个T1区间内，FLAG＝0(低电平)。以此类推，在T2，T3，T4，T5，T6区间内，FLAG＝0。因此，在一个电源周期内，当三相输入电压正常工作时，U_d一直为低电平，FLAG信号一直为低电平，表示充电桩由三相交流电供电，交流充电接口为三相交流电充电接口。

表1三相电源之间的关系

图6是本发明实施例提供的单相交流电正常工作时的电压波形图，如图6所示，当充电桩是单相输入电压时，相电压只有U_A一相，当U_A为正时，图4中的光电耦合器D1导通，其余两相电输入为0，因此其余二个光电耦合器D2和D3不导通，此时，Ud1为低电平，Ud2和Ud3为高电平，按照线与计算，Ud 为低电平，由此Q2截止，又导致Q1截止，Uf＝LM339(U1D)_10为低电平输入，Ue＝LM339(U1A)_11＝3.6V，Ug输出为高电平，光电耦合器D7不导通，FLAG＝0。当U_A为负时，光电耦合器D1不导通，其余两相电输入为0，因此其余二个光电耦合器D2和D3不导通，此时Ud1、Ud2和Ud3均为高电平，按照线与计算，Ud为高电平，由此Q2导通，又导致Q1导通，Uf＝LM339(U1D)_10为高电平输入，Ue＝LM339(U1D)_11＝3.6V，Ug＝LM339(U1D)_13输出为低电平，光电耦合器D7导通，FLAG＝5V(高电平)。在整个电源周期内，FLAG波形如图6所示，FLAG信号表现为具有一定占空比的PWM波。由此可以判断充电桩是由单相交流电供电，交流充电接口为单相交流电充电接口。

车载充电机根据FLAG信号的表现来判断充电桩是三相交流电供电还是单相交流电供电，从而根据判断结果采用相应的充电电路为电池充电。

图7是本发明实施例提供的第二自动识别电路图，如图7所示，包括三路检测电路和判断电路。

三路检测电路包括第一路检测电路、第二路检测电路和第三路检测电路。其中,第一路检测电路包括：分压电阻R7和R8；输入电阻R1，其一端连接充电桩充电接口的第一个交流电接线端；光电耦合器D1，其输入端连接R1的另一端；比较器U1A，其反相输入端连接D1的输出端，并通过电阻R4连接+12V工作电源，其正相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud1。第二路检测电路包括：R7和R8；输入电阻R2，其一端连接充电桩充电接口的第二个交流电接线端；光电耦合器D2，其输入端连接R2的另一端；比较器U1B，其反相输入端连接D2的输出端，并通过电阻R5连接+12V工作电源，其正相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud2。第三路检测电路包括：R7和R8；R3，其一端连接充电桩充电接口的第三个交流电接线端；光电耦合器D3，其输入端连接R3的另一端；比较器U1C，其反相输入端连接D3的输出端，并通过电阻R5连接+12V工作电源，其正相输入端经由R7连接+12V工作电源，并经由R8接地，其输出端输出一路检测信号Ud3。

判断电路包括：包括处理器，该处理器分别接入三路检测电路输出的三路检测信号，并将判断处理结果输出至车载充电机。

如图5所示，在任意一个电源周期内，三相输入相电压中始终有一或二相输入相电压保证图7的三路检测电路中的一个或二个光电耦合器导通，使三路检测电路的输出至少有一路或二路检测信号输出为高电平信号，即三路检测信号不会均为高电平信号或均为低电平信号，此时，处理器判断充电桩采用三相交流电供电，交流充电接口为三相交流电充电接口。

如图6所示，当充电桩是单相输入电压时，相电压只有U_A一相，当U_A为正时，图7所示光电耦合器D1导通，其余两相电输入为0，因此其余二个光电耦合器D2和D3不导通，此时，Ud1为低电平，Ud2和Ud3为高电平。但当U_A为负时，光电耦合器D1不导通，其余两相电输入为0，因此其余二个光电耦合器D2和D3不导通，此时Ud1、Ud2和Ud3均为低电平，即在一个电源周期的前/后半周期内，所述三路检测信号均为低电平信号，此时，处理器判断充电桩采用单相交流电供电，交流充电接口为单相交流电充电接口。

上述处理器可以是单片机，也可以是可编程逻辑阵列等等。

综上所述，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型可以帮助电动车辆自动识别充电桩是使用三相交流电还是单相交流电，从而采用相应的充电电路为电池充电，提高充电效率。

尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本技术领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改，都应当理解为落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车交流充电接口自动识别装置，其特征在于，包括：

用来对接入的来自充电桩充电接口的交流电进行检测的三路检测电路，其三个输入端分别连接交流充电接口的三个交流电接线端；

用来根据检测结果识别交流电充电接口的判断电路，其输入端连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三路检测电路中，每路检测电路包括：

第一分压电阻和第二分压电阻；

第一输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；

第一光电耦合器，其一个输入端连接所述第一输入电阻的另一端，另一个输入端接地；

第一比较器，其正相输入端连接所述第一光电耦合器的输出端，其负向输入端经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述判断电路包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容；

第一三极管，其基极连接所述三路检测电路的三个输出端，发射极接地，集电极连接第一电阻的一端；

第二三极管，其基极连接所述第一电阻的另一端，发射极经由第二电阻连接第一工作电源；

第三比较器，其正相经由第一分压电阻连接第一工作电源，并经由第二分压电阻接地，反相输入端连接所述第二三极管的集电极，并经由第三电阻和第一电容形成的并联电路接地；

第三光电耦合器，其第一输入端通过第四电阻连接第一工作电源，第二输入端连接所述第三比较器的输出端，并通过第五电阻连接第一工作电源，第一输出端连接第二工作电源，第二输出端连接车载充电机。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述三路检测电路中，每路检测电路包括：

第三分压电阻和第四分压电阻；

第二输入电阻，其一端连接充电桩充电接口的一个交流电接线端；

第二光电耦合器，其一个输入端连接所述第二输入电阻的另一端，另一个输入端接地；

第二比较器，其负相输入端连接所述第二光电耦合器的输出端，其正向输入端经由第三分压电阻连接第二工作电源，并经由第四分压电阻接地，其输出端输出一路检测信号。

5.根据权利要求2或4所述的装置，其特征在于，所述判断电路包括：

处理器，其三个输入端分别连接所述三路检测电路的三个输出端，其输出端连接车载充电机。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理器是单片机或可编程逻辑阵列。