CN208026817U - 一种电动汽车直流充电接口检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车直流充电接口检测装置，包括：通知装置；操作装置；充电连接信号模拟电路，用于检测充电连接信号检测回路连接是否正常；CC1检测电路，用于检测充电连接确认信号是否正常；CAN网络检测电路，用于检测充电通讯CAN网络连接是否正常；控制器，用于接收操作装置的指令，控制充电连接信号模拟电路、CC1检测电路和CAN网络检测电路执行检测和/或接收检测结果，及由通知装置展示；低压辅助供电电源，分别为控制器、CC1检测电路、CAN网络检测电路供电。通过本实用新型，可实现快速检测电动汽车直流充电接口及控制导引电路以及车辆控制装置的工作状态，自动诊断直流充电接口故障。

Description

一种电动汽车直流充电接口检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车充电接口检测装置，尤其是一种电动汽车直流充电接口检测装置。

背景技术

目前电动汽车常见的充电方式为传导充电，其又分为直流充电和交流充电两种，直流充电的电流相对较大，充电速度快。传统的电动汽车充电接口中并没有对电动汽车和充电桩充电连接的检测判断功能，所有对充电连接的接合、分断均是直接通过高压完成，存在极大安全风险。既有可能导致在充电过程中因电压过高、电流过大等因素造成对电动汽车电器设备的损害，也有可能导致因充电接口连接不充分而无法给电池充电，直流充电接口包括低压供电线，连接确认信号和CAN通讯线等，当直流充电接口或控制导引电路损坏或存在故障，在维修时需要快速准确的对故障进行定位，目前常见的排查方式需要检修人员对各个信号逐一进行手工测量确认，既浪费时间，又无法快速准确的对故障进行定位。

国标GB/T-20234.3-2015《电动汽车传导充电用连接装置第三部分：直流充电接口》中对电动汽车的充电插头和车辆插座的相关标准皆做出了解释。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种电动汽车直流充电接口检测装置，可以实现利用机器检测电动汽车直流充电接口及控制导引电路的工作状态，节省检测时间。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种电动汽车直流充电接口检测装置，所述充电接口包括：

第一充电连接确认端(CC1)；

第二充电连接确认端(CC2)；

低压辅助电源正负端(A+、A-)；

充电通讯CAN网络收发端(S+、S-)；

车身地端(PE)；

其特征在于，该检测装置包括：

通知装置100；

操作装置200；

充电连接信号模拟电路500，包括用于与所述CC2端与PE端连接构成回路的第一、二连接端，以检测该CC2端与PE端通过充电连接信号模拟电路500构成的所述回路是否正常；

CC1检测电路600，包括用于与所述CC1端连接的第三连接端，以向其供电检测该CC1端所连车身内电路是否正常；

CAN网络检测电路700，包括用于与所述S+、S-端连接的第四、五连接端，以检测该S+、S-所连车身内CAN网络是否正常；

控制器300，分别与通知装置100、操作装置200、CC1检测电路600和CAN网络检测电路700连接，用于接收操作装置200的指令，控制充电连接信号模拟电路500、CC1检测电路600和CAN网络检测电路700执行检测和/或接收检测结果，及由通知装置100展示；

低压辅助供电电源400，分别为控制器300、CC1检测电路600、CAN网络检测电路700供电，及与所述A+、A-端连接。

由上，可通过操作装置向控制器发送命令，控制器通过控制CC1检测电路检测车身内电路连接情况，控制CAN网络检测电路检测车辆CAN网络连接情况，并控制通知装置直观的显示出故障类型，从而实现对直流充电接口工作状态的判定。

进一步改进，所述充电连接信号模拟电路500包括：在所述第一、二连接端之间串联的电阻和一被控开关。

由上，可用于模拟电动汽车充电插头中的CC2电阻，检测车身地端PE与充电连接CC2端通过充电连接信号模拟电路构成的回路是否正常。

进一步改进，所述CC1检测电路600包括：

与控制器300连接的第一检测点；

与所述第三连接端依次串联的所述第一检测点、电阻和供电端；

该供电端由低压辅助供电电源400供电。

由上，可检测该CC1连接端所连的车身内电路是否正常，因电动汽车车辆插座上也串联一电阻，且阻值与该CC1检测电路中串联的电阻阻值相同，当控制器接收到的所述第一检测点的电压信号为所述供电端提供电压的一半时，判定该CC1端所连车身内电路正常。

进一步改进，所述CAN网络检测电路700包括：

与控制器300连接的CAN高位端(CAN-H)、CAN低位端(CAN-L)、第二、三、四检测点；

该CAN-H、第二检测点通过一单刀双掷开关可择一的与所述第四连接端连接；

该CAN-L、第三检测点通过一单刀双掷开关可择一的与所述第五连接端连接；

该CAN-H、CAN-L之间串联一电阻；

该第二、三检测点分别串联一被控开关、一电阻、和供电端；该供电端由低压辅助供电电源400供电；

该第二、三检测点分别串联一电阻、被控开关和接地端；

该第二、三检测点之间串联一被控开关、电压源、电流传感器、一被控开关；该电流传感器输出端连接该第四检测点；该电压源由低压辅助供电电源400供电。

由上，通过与控制器进行通讯，可对车身内的CAN网络的物理层连接和车辆控制装置的内部工作情况进行检测。

进一步改进，所述操作装置200包括若干数量的开关控制部，根据不同的操作需求，控制各所述开关的开合，各所述开关的控制端与控制器300连接。

由上，可根据不同的操作需求通过操作装置进行控制，便于完成各种故障类型的检测。

进一步改进，所述电动汽车直流充电接口检测装置还包括与控制器300连接的一开关阵列芯片，各所述开关由该芯片实现。

由上，控制器接收到的操作装置的所有操作命令，皆可由该开关阵列芯片实现。

进一步改进，所述通知装置100包括状态指示灯。

由上，可通过控制点亮不同的指示灯，直观显示不同的故障类型，便于检测人员快速确认检测结果。

进一步改进，所述操作装置200包括操作按钮。

由上，便于检测人员操作，完成不同的操作需求。

进一步改进，所述低压辅助供电电源400包括可充电电池。

由上，该检测装置还可离开供电电源，作为一个独立的电动汽车检修设备使用。

附图说明

图1为本实用新型电动汽车直流充电接口检测装置的原理示意图。

图2为充电连接信号模拟电路原理示意图。

图3为CC1检测电路原理示意图。

图4为CAN网络检测电路原理示意图。

图5为电动汽车直流充电接口检测装置的检测流程图。

图6为电动汽车直流充电接口示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。其中，本实用新型中，所述电动汽车上的充电接口可参见图6所示，包括：

第一充电连接确认端CC1；第二充电连接确认端CC2；低压辅助电源正负端A+、A-；充电通讯CAN网络收发端S+、S-；车身地端PE。

本实用新型提供的电动汽车直流充电接口检测装置，可以实现快速检测电动汽车上的直流充电接口及控制导引电路以及车辆控制装置的工作状态，自动诊断直流充电接口故障，帮助检修人员快速定位故障类型。其中，对支持的该充电接口的故障类型包括：

充电连接确认信号异常；

低压辅助供电回路连接异常；

充电通讯CAN网络连接异常；

充电连接信号检测回路连接异常。

下面，参见如图1所示的检测装置的原理图，对本实用新型进行详细介绍，该检测装置包括：

通知装置100，其可为LED阵列构成的状态指示灯，通过不同灯的组合通知故障类型，也可为发声装置，如扬声器，通过不同声音或语音通知故障类型；

操作装置200，其可为进行物理按压的操作按钮，通过按压不同的按钮实现不同的操作需求，也可为触控装置，如触摸屏，或者拨动装置，如拨动开关等；

充电连接信号模拟电路500，包括用于与所述CC2端与PE端连接构成回路的第一、二连接端，以检测该CC2端与PE端通过充电连接信号模拟电路500构成的所述回路是否正常；

CC1检测电路600，包括用于与所述CC1端连接的第三连接端，以向其供电检测该CC1端所连车身内电路是否正常；

CAN网络检测电路700，包括用于与所述S+、S-端连接的第四、五连接端，以检测该S+、S-所连车身内CAN网络是否正常；

控制器300，分别与通知装置100、操作装置200、CC1检测电路600和CAN网络检测电路700连接，用于接收操作装置200的指令，控制充电连接信号模拟电路500、CC1检测电路600和CAN网络检测电路700执行检测和/或接收检测结果，及由通知装置100展示；

低压辅助供电电源400，分别为控制器300、CC1检测电路600、CAN网络检测电路700供电，及与所述A+、A-端连接。

如图2所示，所述充电连接信号模拟电路包括：在所述PE连接端和CC2连接端之间串联的电阻R1和一被控开关S1。

如图3所示，所述CC1检测电路包括：

与控制器连接的第一检测点；

与所述CC1连接端依次串联的所述第一检测点、电阻R2和供电端；

该供电端由低压辅助供电电源提供电压。

因电动汽车车辆插座也串联一电阻，且阻值与该CC1检测电路中串联的电阻阻值相同，当所述第一检测点的电压值为所述供电端提供电压的一半时，判定该CC1端所连车身内电路正常。

如图4所示，所述CAN网络检测电路，包括:

用于与所述S+、S-端连接的第四、五连接端；

与控制器300连接的CAN高位端(CAN-H)、CAN低位端(CAN-L)、第二、三、四检测点；

该CAN-H、第二检测点通过一单刀双掷开关S8可择一的与所述第四连接端连接；

该CAN-L、第三检测点通过一单刀双掷开关S9可择一的与所述第五连接端连接；

该CAN-H、CAN-L之间串联一电阻R7；

该第二、三检测点分别串联一被控开关S2和S4、一电阻R3和R5、和供电端；该供电端由低压辅助供电电源400提供5V电压；

该第二、三检测点分别串联一电阻R4和R6、被控开关S3和S5、和接地端；

该第二、三检测点之间串联一被控开关S6、电压源、电流传感器、一被控开关S7；该电流传感器输出端连接该第四检测点；该电压源由低压辅助供电电源400供电。

且R3＝R4＝R5＝R6,开关S2到S9受控制器控制，所述电流传感器类型不限，常用霍尔类型传感器，阻止默认为120Ω。第二检测点，第三检测点用于电压测量，第四检测点为电流传感器输出信号，如选用霍尔类型传感器则为电压信号，在控制器内将其换算到电流值。

当开关S8，S9处于上路，接入的CAN信号线S+和S-绕过检测电路，直接与控制器中的CAN收发芯片的CAN H和CAN L连接，此时可进行正常的CAN通信。

当开关S8，S9处于下路，接入的CAN信号线S+和S-被引入到检测电路，此时可分别对S+，S-执行对地短路，对电源短路检测，S+，S-之间短路和断路诊断。具体检测执行条件及判断依据如下：

S2，S3闭合，S6断开，如第二检测点的电压为0V，则S+对地短路；如第二检测点电压为5V，则S+对电源短路；如第二检测点的电压为2.5V，则S+连接正常。

S4，S5闭合，S7断开，如第三检测点的电压为0V，则S-对地短路；如第三检测点电压为5V，则S-对电源短路；如第三检测点的电压为2.5V，则S-连接正常。

S2，S3，S4，S5断开，S6，S7闭合，通过对第四检测点信号进行处理后(电流传感器型号不同，电压到电流转换关系不同)，可得到电流值I，又因为已知直流电压源电压U为5V，通过欧姆定律，可计算得到回路的阻抗R＝U/I，如计算得出R＝120Ω，因按照CAN网络要求，外部节点也需要有120Ω电阻，计算值与预期相符，可判定S+，S-连接正常；如电流值I为0A，则说明外部回路断线，可判定S+，S-之间断线；如电流值I>1A，则说明外部回路电阻明显偏小，可判定S+，S-之间出现短路。

下面，对本实用新型上述装置的工作原理进行详细说明，包括以下步骤，如图5所示：

S101：该电动汽车直流充电接口检测装置与车辆插座完全连接后，通过控制操作按钮向控制器发送控制命令，启动检测动作。

S102～S103：控制器由CC1检测电路中的第一检测点获取检测信号，该检测信号为电压值，以检测该CC1连接端所连的车身内电路是否正常，若车辆插座CC1端串联的电阻阻值不在合理范围，则由第一检测点获取的电压值与预定值不符，控制器控制点亮故障指示灯1，表示充电连接确认信号异常。

S104～S106：若车辆插座CC1端串联的电阻阻值在合理范围内，即由第一检测点获取的电压值与预定值匹配，控制器控制启动低压辅助供电电源对外供电，并由用户检查汽车的车辆仪表上的充电指示灯，若车辆低压辅助供电回路(A+,A-)不导通，则车辆仪表上的充电指示灯不亮，且控制器控制点亮故障指示灯2，表示低压辅助供电回路连接异常。

S107：若车辆仪表上的充电指示灯点亮，说明车辆低压辅助供电回路正常导通，此时通过按钮操作继续执行下一步检测。

S108：控制器通过与车辆CAN网络进行通信，向电动汽车发送充电机握手CHM报文。

S109～S111：控制器通过检测电动汽车是否应答车辆握手BHM报文，若无法正常应答，则启动检测CAN网络物理层的连接情况，若CAN网络的充电收发端S+，S-之间出现短路或断路，控制器控制点亮故障指示灯3，表示充电通讯CAN网络连接异常。该检测原理参见前述，此处不再赘述。

S112：若CAN网络物理层连接正常，则继续检测车辆CC2检测回路连接情况，控制器控制充电连接信号模拟电路中的开关S1闭合，并通过CAN网络向车辆发送命令，通过车辆内部的一检测点检测车辆CC2检测回路是否出现短路或断路，若出现短路或短路情况，车辆则通过CAN网络向控制器反馈检测结果，此时控制器控制点亮故障指示灯4，表示充电连接信号检测回路连接异常。

S113：当控制器通过CAN网络可正常接收到电动汽车应答的车辆握手BHM报文，此时直流充电接口正常，状态指示灯正常点亮，完成检测，车辆进入正常充电状态。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动汽车直流充电接口检测装置，所述充电接口包括：

第一充电连接确认端CC1；

第二充电连接确认端CC2；

低压辅助电源正负端A+、A-；

充电通讯CAN网络收发端S+、S-；

车身地端PE；

其特征在于，该检测装置包括：

通知装置(100)；

操作装置(200)；

充电连接信号模拟电路(500)，包括用于与所述CC2端与PE端连接构成回路的第一、二连接端，以检测该CC2端与PE端通过充电连接信号模拟电路(500)构成的所述回路是否正常；

CC1检测电路(600)，包括用于与所述CC1端连接的第三连接端，以向其供电检测该CC1端所连车身内电路是否正常；

CAN网络检测电路(700)，包括用于与所述S+、S-端连接的第四、五连接端，以检测该S+、S-所连车身内CAN网络是否正常；

控制器(300)，分别与通知装置(100)、操作装置(200)、CC1检测电路(600)和CAN网络检测电路(700)连接，用于接收操作装置(200)的指令，控制充电连接信号模拟电路(500)、CC1检测电路(600)和CAN网络检测电路(700)执行检测和/或接收检测结果，及由通知装置(100)展示；

低压辅助供电电源(400)，分别为控制器(300)、CC1检测电路(600)、CAN网络检测电路(700)供电，及与所述A+、A-端连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述充电连接信号模拟电路(500)包括：在所述第一、二连接端之间串联的电阻和一被控开关。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CC1检测电路(600)包括：

与控制器(300)连接的第一检测点；

与所述第三连接端依次串联的所述第一检测点、电阻和供电端；

该供电端由低压辅助供电电源(400)供电。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述CAN网络检测电路(700)包括：

与控制器(300)连接的CAN高位端CAN-H、CAN低位端CAN-L、第二、三、四检测点；

该CAN-H、第二检测点通过一单刀双掷开关可择一的与所述第四连接端连接；

该CAN-L、第三检测点通过一单刀双掷开关可择一的与所述第五连接端连接；

该CAN-H、CAN-L之间串联一电阻；

该第二、三检测点分别串联一被控开关、一电阻、和供电端；该供电端由低压辅助供电电源(400)供电；

该第二、三检测点分别串联一电阻、被控开关和接地端；

该第二、三检测点之间串联一被控开关、电压源、电流传感器、一被控开关；该电流传感器输出端连接该第四检测点；该电压源由低压辅助供电电源(400)供电。

5.根据权利要求1至4任一所述的装置，其特征在于，所述操作装置(200)包括若干数量的开关控制部，控制各所述开关的开合。

6.根据权利要求2或4所述的装置，其特征在于，各所述开关的控制端与控制器连接。

7.根据权利要求1至4任一所述的装置，其特征在于，还包括与控制器(300)连接的一开关阵列芯片，各所述开关由该芯片实现。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通知装置(100)包括状态指示灯。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述操作装置(200) 包括操作按钮。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述低压辅助供电电源(400)包括可充电电池。