CN208006760U - 一种充电接口状态检测电路及可充电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电接口状态检测电路及可充电设备。其中，充电接口状态检测电路包括：充电接口唤醒模块、电源模块、充电接口状态采集模块以及处理器模块；充电接口唤醒模块分别与充电接口和电源模块的输入端电连接，用于向电源模块输出唤醒信号；电源模块与处理器模块电连接，用于向处理器模块输出供电信号；处理器模块与充电接口状态采集模块电连接，用于向充电接口状态采集模块输出第一开启信号或第一关闭信号；充电接口状态采集模块分别与充电接口和处理器模块电连接，用于向处理器模块输出充电插头与充电接口的连接状态信号。本实用新型提供的技术方案，可解决现有充电接口状态检测电路静电流过大，导致功耗过大的问题。

Description

一种充电接口状态检测电路及可充电设备

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种充电接口状态检测电路及可充电设备。

背景技术

随着纯电动车的发展，提升电动汽车续航里程一直是业界和用户关注的焦点问题，而续航里程与电池能量、密度正相关，不断增加电池容量是目前提升续航里程的根本途径。但在电池容量不断增加的同时，电池充电速度问题随之而来。目前很多纯电动车都配备了快充和慢充两种充电方式。快充一般为大功率直流充电，可以在半小时之内充满电池的80％容量，为电池组进行快速补电。

在快速充电过程中，当充电桩中的充电枪和车辆充电插座连接后，充电桩进入自检阶段，同时车辆中的电池管理***(Battery Management System，BMS)启动充电接口状态检测电路，对充电接口的连接状态进行确认。经确认后，BMS与充电桩进行数据交互、握手、配置充电相关参数，然后充电桩的充电模块按照指令给电动汽车内的电池组进行充电。当充满电后，用户将充电枪从车辆充电插座上***，放回充电桩的固定座，充电结束。

但是在快速充电过程中，充电枪与车辆充电插座一直处于连接状态，使得BMS的充电接口状态检测电路静电流过大，导致在整个快速充电过程中，功耗较大。同时，若快速充电过程结束后，若长时间不拔出充电枪，上述静电流会一直存在，即功耗一直存在，导致电池组一直处于不饱和状态，严重时，甚至会导致电池组过度放电。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电接口状态检测电路及可充电设备，以解决现有充电接口状态检测电路静电流过大，导致功耗过大的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种充电接口状态检测电路，包括：充电接口唤醒模块、电源模块、充电接口状态采集模块以及处理器模块；

所述充电接口唤醒模块的输入端与充电接口电连接，用于检测充电插头连接状态，输出端与所述电源模块的输入端电连接，用于向所述电源模块输出唤醒信号；

所述电源模块的输出端与所述处理器模块的第一输入端电连接，用于向所述处理器模块输出供电信号；

所述处理器模块的输出端与所述充电接口状态采集模块的第一输入端电连接，用于向所述充电接口状态采集模块输出第一开启信号或第一关闭信号；

所述充电接口状态采集模块的第二输入端与所述充电接口电连接，输出端与所述处理器模块的第二输入端电连接，用于向所述处理器模块输出所述充电插头与所述充电接口的连接状态信号。

可选的，所述充电接口唤醒模块包括：开关触发单元和开关单元；所述开关触发单元的输入端作为所述充电接口唤醒模块的输入端，与所述充电接口电连接，输出端与所述开关单元的输入端电连接，用于向所述开关单元输出第二开启信号；所述开关单元的输出端作为所述充电接口唤醒模块的输出端，与所述电源模块的输入端电连接，用于向所述电源模块输出唤醒信号。

可选的，所述开关触发单元，包括：第一二极管、第一分压电阻和第二分压电阻；所述第一二极管的负极作为所述开关触发单元的输入端，与所述充电接口电连接，正极与所述第一分压电阻的第一端电连接；所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端电连接，并作为所述开关触发单元的输出端，与所述开关单元的输入端电连接；所述第二分压电阻的第二端与第一电平输出端电连接。

可选的，所述开关单元包括：隔直流电容、第一开关管以及第一下拉电阻；所述隔直流电容的第一端作为所述开关单元的输入端，与所述第一分压电阻的第二端电连接，第二端与所述第一开关管的控制端电连接；所述第一开关管的第一端与所述第一电平输出端电连接，第二端与所述第一下拉电阻的第一端电连接，并作为所述开关单元的输出端，与所述电源模块的输入端电连接；所述第一下拉电阻的第二端接地。

可选的，所述充电接口状态采集模块包括：状态采集启动单元和状态采集单元；所述状态采集启动单元的输入端作为所述充电接口状态采集模块的第一输入端，与所述处理器模块的输出端电连接，输出端与所述状态采集单元的第一输入端电连接，用于向所述状态采集单元输出第三开启信号；所述状态采集单元的第二输入端作为所述充电接口状态采集模块的第二输入端，与所述充电接口电连接，输出端作为所述充电接口状态采集模块的输出端，与所述处理器模块的第二输入端电连接，用于获取所述充电插头与所述充电接口的连接状态信号，并向所述处理器模块输出所述连接状态信号。

可选的，所述状态采集启动单元包括：第二开关管和第三开关管；所述第二开关管的控制端作为所述状态采集启动单元的输入端，与所述处理器模块的输出端电连接，第一端接地，第二端与所述第三开关管的控制端电连接，用于导通所述第三开关管；所述第三开关管的第一端与第一电平输出端电连接，第二端作为所述状态采集启动单元的输出端，与所述状态采集单元的第一输入端电连接。

可选的，所述状态采集单元包括：第一上拉电阻和第二二极管；所述第一上拉电阻的第一端作为所述状态采集单元的第一输入端，与所述第三开关管的第二端电连接，第二端与所述第二二极管的正极电连接，并作为所述状态采集单元的输出端，与所述处理器模块的第二输入端电连接；所述第二二极管的负极作为所述状态采集单元的第二输入端，与所述充电接口电连接。

第二方面，本实用新型提供了一种可充电设备，包括本实用新型任意实施例所述的充电接口连接状态电路。

可选的，所述可充电设备为电动汽车。

本实用新型提供的充电接口状态检测电路及可充电设备，除了电源模块和处理器模块，还包括充电接口唤醒模块和充电接口状态采集模块，充电接口唤醒模块与电源模块电连接，用于在充电插头接入所述充电接口时，输出唤醒信号启动电源模块，电源模块被唤醒后，输出供电信号至处理器模块，以启动处理器模块并为处理器模块供电，处理器模块与充电接口状态采集模块电连接，用于输出第一开启信号启动充电接口状态采集模块，并接收充电接口状态采集模块输出的充电插头与充电接口的连接状态信号，以获知充电插头与充电接口的连接状态信息，并在获知连接状态信息为已连接状态后，输出第一关闭信号至充电接口状态采集模块，关闭充电接口状态采集模块，减少电路静态电流，节省电能，保护电池组，解决了现有充电接口状态检测电路静电流过大，导致功耗过大的问题。

附图说明

图1是现有技术提供的一种车辆充电接口的连接示意图；

图2是现有技术提供的一种充电接口状态检测电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种充电接口状态检测电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种充电接口状态检测电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

现有技术中，往往对电动车等可充电设备配备了快充、慢充等多个充电方式，以供用户使用。参考图1，图1是现有技术提供的一种车辆充电接口的连接示意图，在需要进行充电时，将充电桩的充电插头3***电动汽车的充电接口，为电池管理***4中的电池组15进行充电，如图1所示，当充电插头3***充电接口2，充电插头3或者充电接口2会产生一些触发信号触发处理器模块14，使得处理器14能够发出控制信号控制充电接口的充电端DC+和DC-为电池组15充电。

具体的，在对电动汽车进行快速充电时，充电接口状态检测电路如图2所示，图2是现有技术提供的一种充电接口状态检测电路的结构示意图，参考图1和图2，当充电插头3接入充电接口2时，充电接口2通过外接电阻R1接地，并且外接电阻R1的非接地端分别与充电接口状态检测电路的处理器模块14和电源模块12电连接，并通过内部电阻R2接第一电平输出端VCC，则外接电阻R1和内部电阻R2将第一电平分压，产生一个电压信号Signal 1唤醒电源模块12，当电源模块12被唤醒后，处理器模块14开始工作，并采集电压信号Signal1的电压值，从而判断对应充电接口2的类型及连接状态，例如，充电接口2是否为快速充电接口，连接状态是否为已连接状态，而后处理器模块14控制电池组15进行充电。在快速充电过程中，充电插头3和充电接口2一直处于已连接状态，外接电阻R1一直接入充电接口状态检测电路1，则会产生静态电流。静态电流是指没信号状态或待机状态下的电流，例如，电动汽车的充电插头3接入充电插头2，无论电动汽车是否处于充电状态，充电接口状态检测电路1都会产生的电流。

例如，第一电平输出端输出的第一电平的电压值一般为12V，外接电阻R1为1KΩ，内部电阻R2为1KΩ，则此时该电路的静态电流为12V/(R1+R2)KΩ＝6mA，而整个电池管理***4的静态电流要求小于1mA，过大的静态电流将导致电池管理***4功耗较大，电池组15一直处于放电状态。同时，若充电结束后，长时间不拔出充电插头3，上述消耗将一直存在，导致电池组15一直处于不饱和状态，严重时甚至会导致电池组15过度放电。

为解决电池组15过度放电的问题，本实用新型实施例提供一种充电接口状态检测电路，参考图3，图3是本实用新型实施例提供的一种充电接口状态检测电路的结构示意图，该充电接口状态检测电路包括：充电接口唤醒模块11、电源模块12、充电接口状态采集模块13以及处理器模块14；

充电接口唤醒模块11的输入端与充电接口2电连接，用于检测充电插头连接状态，输出端与电源模块12的输入端电连接，用于向电源模块12输出唤醒信号；

电源模块12的输出端与处理器模块14的第一输入端电连接，用于向处理器模块14输出供电信号；

处理器模块14的输出端与充电接口状态采集模块13的第一输入端电连接，用于向充电接口状态采集模块13输出第一开启信号或第一关闭信号；

充电接口状态采集模块13的第二输入端与充电接口2电连接，输出端与处理器模块14的第二输入端电连接，用于向处理器模块14输出充电插头与充电接口2的连接状态信号。

本实用新型实施例在电源模块12和处理模块14的基础上，还设置了充电接口唤醒模块11和充电接口状态采集模块13。充电接口唤醒模块11与充电接口2电连接，能够检测到充电插头是否接入充电接口2，因为在充电插头接入充电接口2时，充电接口2会输出信号至充电接口唤醒模块11，使得充电接口唤醒模块11输出唤醒信号至电源模块12，以启动电源模块12。

电源模块12被启动后，会输出供电信号至处理模块14，以启动处理模块14，并为处理模块14提供工作电源。处理模块14进入工作状态，通过输出端输出第一开启信号至充电接口状态采集模块13，以开启充电接口状态采集模块13。

充电接口状态采集模块13被开启后，通过第二输入端获取充电接口2输入的信号，并通过该输入信号获取充电插头与充电接口2的连接状态信号，通过该连接状态信号，用户可获取充电插头与充电接口2的连接状态，例如，获取充电插头的型号信息，以及获取充电插头和充电接口2为已连接状态还是断开状态。充电接口状态采集模块13获取连接状态信号后，将连接状态信号传输至处理器模块14，则处理器模块14接收到连接状态信号时，若获知充电插头与充电接口2为已连接状态，则输出第一关闭信号至充电接口状态采集模块13，以使充电接口状态采集模块13停止对连接状态信号的获取。

此后，充电接口状态采集模块13将不会产生静态电流，仅有充电接口唤醒模块11存在静态电流，在一定程度上减少了整个充电接口状态检测电路的静态电流，减少功耗，并能够避免电池组15过度放电的问题，对电池组15进行保护，增长电池组15的寿命。

在充电插头3接入充电接口2时，充电接口2可以通过外接电阻R1接地。在充电插头3接入充电接口2时，充电接口2为充电接口唤醒模块11和充电接口状态采集模块13提供一个低电平信号，使得充电接口唤醒模块11导通，并且充电接口状态采集模块13能够进行连接状态信号的采集。

可选的，参考图4，图4是本实用新型实施例提供的另一种充电接口状态检测电路的结构示意图，充电接口唤醒模块11可以包括：开关触发单元111和开关单元112；开关触发单元111的输入端作为充电接口唤醒模块11的输入端，与充电接口2电连接，输出端与开关单元112的输入端电连接，用于向开关单元112输出第二开启信号；开关单元112的输出端作为充电接口唤醒模块11的输出端，与电源模块12的输入端电连接，用于向电源模块12输出唤醒信号。

可选的，开关触发单元111，可以包括：第一二极管VD1、第一分压电阻R3和第二分压电阻R4；第一二极管VD1的负极作为开关触发单元111的输入端，与充电接口2电连接，正极与第一分压电阻R3的第一端电连接；第一分压电阻R3的第二端与第二分压电阻R4的第一端电连接，并作为开关触发单元111的输出端，与开关单元112的输入端电连接；第二分压电阻R4的第二端与第一电平输出端VCC电连接。

在充电插头接入充电接口2的瞬间，开关触发单元111通过第一二极管VD1与充电接口2电连接，第一二极管VD1在一定程度上能够防止电源反接，对充电接口状态检测电路进行保护。

外接电阻R1、第一分压电阻R3和第二分压电阻R4在第一电平输出端VCC的地端GND之间形成串联电路，开关触发单元111被导通，将第一分压电阻R3和第二分压电阻R4之间的电压拉高，产生第二开启信号，第二开启信号用于开启开关单元112。

可选的，开关单元112可以包括：隔直流电容C1、第一开关管Q1以及第一下拉电阻R5；隔直流电容C1的第一端作为开关单元112的输入端，与第一分压电阻R3的第二端电连接，第二端与第一开关管Q1的控制端电连接；第一开关管Q1的第一端与第一电平输出端VCC电连接，第二端与第一下拉电阻R5的第一端电连接，并作为开关单元112的输出端，与电源模块12的输入端电连接；第一下拉电阻R5的第二端接地。

在第一分压电阻R3和第二分压电阻R4之间的电压被拉高后产生第二开启信号，第二开启信号能够触发第一开关管Q1的控制端，使第一开关管Q1导通，第一下拉电阻R5的第一端的电压被拉高，输出高电平信号，即输出唤醒信号Signal 4，启动电源模块12。

其中，开关触发单元111的输出端通过隔直流电容C1与第一开关管Q1的控制端电连接，因为隔直流电容C1具有隔直流、通交流的特性，第一开关管Q1只在隔直流电容C1导通的第一个上升沿的瞬态导通，使得开关单元112能够唤醒电源模块12。开关单元112仅需唤醒电源模块12，后续过程电源模块12可独立工作，不需要开关单元112持续输出唤醒信号Signal 4，第一开关管Q1关闭，进一步减少能耗。

可选的，充电接口状态采集模块13可以包括：状态采集启动单元131和状态采集单元132；状态采集启动单元131的输入端作为充电接口状态采集模块13的第一输入端，与处理器模块14的输出端电连接，输出端与状态采集单元132的第一输入端电连接，用于向状态采集单元132输出第三开启信号；状态采集单元132第二输入端作为充电接口状态采集模块13的第二输入端，与充电接口2电连接，输出端作为充电接口状态采集模块13的输出端，与处理器模块14的第二输入端电连接，用于获取充电插头与充电接口2的连接状态信号，并向处理器模块14输出连接状态信号。

电源模块12被唤醒后，会输出供电信号至处理器模块14，处理器模块14输出第一开启信号Signal 2触发状态采集启动单元131，状态采集启动单元131输出第三开启信号开启状态采集单元132，状态采集单元132将获取的连接状态信号Signal 3输送至处理器模块14，使处理器模块14获取充电插头与充电接口2的连接状态信息，并在充电插头与充电接口2为已连接状态时，控制电池组进行充电。

可选的，状态采集启动单元131可以包括：第二开关管Q2和第三开关管Q3；第二开关管Q2的控制端作为状态采集启动单元131的输入端，与处理器模块14的输出端电连接，第一端接地，第二端与第三开关管Q3的控制端电连接，用于导通第三开关管Q3；第三开关管Q3的第一端与第一电平输出端VCC电连接，第二端作为状态采集启动单元131的输出端，与状态采集单元132的第一输入端电连接。

第二开关管Q2的控制端接收到了开启信号Signal 2被导通，进而第二开关管Q2的第二端输出低电平信号导通第三开关管Q3，则第三开关管Q3通过第二端输出高电平信号，即第三开启信号开启状态采集单元132。第二开关管Q2与第三开关管Q3相叠加，增强了状态采集启动单元131的开关性能。当然，状态采集启动单元131可仅通过第二开关管Q2开启状态采集单元132，也可仅通过第三开关管Q3开启状态采集单元132，以上开启方法都能够实现本实施例中通过状态采集启动单元131开启状态采集单元132的方案。

可选的，状态采集单元132可以包括：第一上拉电阻R6和第二二极管VD2；第一上拉电阻R6的第一端作为状态采集单元132的第一输入端，与第三开关管Q3的第二端电连接，第二端与第二二极管VD2的正极电连接，并作为状态采集单元132的输出端，与处理器模块14的第二输入端电连接；第二二极管VD2的负极作为状态采集单元132的第二输入端，与充电接口2电连接。。

当状态采集启动单元131输出高电平至状态采集单元132时，第一上拉电阻R6第二端的电压值被拉高，生成连接状态信号Signal 3，并将连接状态信号Signal 3输送至处理器模块14，处理器模块14输出关闭信号关闭充电接口状态采集模块13，充电接口状态采集模块13中不再有电流。

综上，充电接口状态检测电路的整个状态检测过程结束后，仅有开关触发单元111中存在电流，即由第一电平输出端VCC出发，流经第一分压电阻R3、第二分压电阻R4以及外接电阻R1的电流，因为第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的分压作用，静态电流非常小，例如，第一电平输出端VCC输出电压仍为12V，外接电阻R1为1KΩ，设置第一分压电阻R3为50KΩ，第二分压电阻R4为500KΩ，则此时充电接口状态检测电路的静电流为12V/(R1+R3+R4)KΩ＝0.02mA，远低于1mA，对电池放电影响较小。

本实施例技术方案可以保证充电插头与充电接口连接后，能够唤醒电池管理***，对电池组进行充电。同时，充电接口连接状态检测完成后，充电接口状态检测电路进入休眠模式，降低静态电流。处理器模块判断充电完成后，电池管理***整体进入休眠模式。

本实用新型实施例还提供了一种可充电设备，本实施提供的可充电设备，包括本实用新型任意实施例所述的充电接口状态检测电路1。

可选的，可充电设备可以为电动汽车，则充电接口为电动汽车的充电接口，充电接口状态检测电路为电动汽车的充电接口状态检测电路，相应的，充电插头为充电桩的充电枪。当然，可充电设备也可以为笔记本电脑、手机等其他可充电设备，本实施例对此不进行限定。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种充电接口状态检测电路，其特征在于，包括：充电接口唤醒模块、电源模块、充电接口状态采集模块以及处理器模块；

所述充电接口唤醒模块的输入端与充电接口电连接，用于检测充电插头连接状态，输出端与所述电源模块的输入端电连接，用于向所述电源模块输出唤醒信号；

所述电源模块的输出端与所述处理器模块的第一输入端电连接，用于向所述处理器模块输出供电信号；

所述处理器模块的输出端与所述充电接口状态采集模块的第一输入端电连接，用于向所述充电接口状态采集模块输出第一开启信号或第一关闭信号；

所述充电接口状态采集模块的第二输入端与所述充电接口电连接，输出端与所述处理器模块的第二输入端电连接，用于向所述处理器模块输出所述充电插头与所述充电接口的连接状态信号。

2.根据权利要求1所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述充电接口唤醒模块包括：开关触发单元和开关单元；

所述开关触发单元的输入端作为所述充电接口唤醒模块的输入端，与所述充电接口电连接，输出端与所述开关单元的输入端电连接，用于向所述开关单元输出第二开启信号；

所述开关单元的输出端作为所述充电接口唤醒模块的输出端，与所述电源模块的输入端电连接，用于向所述电源模块输出唤醒信号。

3.根据权利要求2所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述开关触发单元，包括：第一二极管、第一分压电阻和第二分压电阻；

所述第一二极管的负极作为所述开关触发单元的输入端，与所述充电接口电连接，正极与所述第一分压电阻的第一端电连接；

所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端电连接，并作为所述开关触发单元的输出端，与所述开关单元的输入端电连接；

所述第二分压电阻的第二端与第一电平输出端电连接。

4.根据权利要求3所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述开关单元包括：隔直流电容、第一开关管以及第一下拉电阻；

所述隔直流电容的第一端作为所述开关单元的输入端，与所述第一分压电阻的第二端电连接，第二端与所述第一开关管的控制端电连接；

所述第一开关管的第一端与所述第一电平输出端电连接，第二端与所述第一下拉电阻的第一端电连接，并作为所述开关单元的输出端，与所述电源模块的输入端电连接；

所述第一下拉电阻的第二端接地。

5.根据权利要求1所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述充电接口状态采集模块包括：状态采集启动单元和状态采集单元；

所述状态采集启动单元的输入端作为所述充电接口状态采集模块的第一输入端，与所述处理器模块的输出端电连接，输出端与所述状态采集单元的第一输入端电连接，用于向所述状态采集单元输出第三开启信号；

所述状态采集单元的第二输入端作为所述充电接口状态采集模块的第二输入端，与所述充电接口电连接，输出端作为所述充电接口状态采集模块的输出端，与所述处理器模块的第二输入端电连接，用于获取所述充电插头与所述充电接口的连接状态信号，并向所述处理器模块输出所述连接状态信号。

6.根据权利要求5所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述状态采集启动单元包括：第二开关管和第三开关管；

所述第二开关管的控制端作为所述状态采集启动单元的输入端，与所述处理器模块的输出端电连接，第一端接地，第二端与所述第三开关管的控制端电连接，用于导通所述第三开关管；

所述第三开关管的第一端与第一电平输出端电连接，第二端作为所述状态采集启动单元的输出端，与所述状态采集单元的第一输入端电连接。

7.根据权利要求6所述的充电接口状态检测电路，其特征在于，所述状态采集单元包括：第一上拉电阻和第二二极管；

所述第一上拉电阻的第一端作为所述状态采集单元的第一输入端，与所述第三开关管的第二端电连接，第二端与所述第二二极管的正极电连接，并作为所述状态采集单元的输出端，与所述处理器模块的第二输入端电连接；

所述第二二极管的负极作为所述状态采集单元的第二输入端，与所述充电接口电连接。

8.一种可充电设备，其特征在于，包括上述权利要求1-7任一项所述的充电接口状态检测电路。

9.根据权利要求8所述的可充电设备，其特征在于，所述可充电设备为电动汽车。