國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)檢測(cè)及車(chē)輛充電插座電子鎖控制裝置的制作方法

本實(shí)用新型涉及國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)檢測(cè)及車(chē)輛充電插座電子鎖控制裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，隨著國(guó)家對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)政策的支持，新能源汽車(chē)的市場(chǎng)占有率大幅提高，為解決其續(xù)航問(wèn)題需對(duì)其使用的電池補(bǔ)充電量，進(jìn)行充電，為安全可靠充電，需實(shí)時(shí)檢測(cè)供電設(shè)備的最大允許容量以及充電連接狀態(tài)，防止充電過(guò)程中意外中斷，確保充電安全。電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 18487.4-2015 電動(dòng)汽車(chē)傳導(dǎo)充電系統(tǒng) 第1部分：通用要求》已于2015年12月28日正式頒布，并于2016年1月1日正式實(shí)施，該標(biāo)準(zhǔn)是保證電動(dòng)汽車(chē)與充電基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)檢測(cè)及車(chē)輛充電插座電子鎖控制裝置，它不但電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，工作穩(wěn)定可靠，裝置抗干擾能力強(qiáng)，誤動(dòng)作率低。

本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)檢測(cè)及車(chē)輛充電插座電子鎖控制裝置，它包括充電連接裝置容量檢測(cè)電路、供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路、車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路和車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路、中央處理器和電池管理系統(tǒng)，充電連接裝置容量檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅰ連接，供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路的輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅱ連接，車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路的輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅲ連接，中央處理器的輸出端口與車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路連接，所述充電連接裝置容量檢測(cè)電路用于對(duì)供電設(shè)備的連接電纜最大允許容量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)輸入到中央處理器進(jìn)行處理；所述供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路用于對(duì)供電設(shè)備使用PWM波占空比來(lái)表示其所能提供的最大供電容量而進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)輸入到中央處理器進(jìn)行處理；所述車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路，用于對(duì)車(chē)輛充電插座的L和N極柱溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將采集到的信號(hào)輸入到中央處理器中進(jìn)行處理，所述車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路用于根據(jù)充電連接檢測(cè)信號(hào)和用戶使用狀態(tài)由中央處理器控制電子鎖的鎖止和解鎖；電池管理系統(tǒng)用于根據(jù)上述處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息發(fā)送給電池管理系統(tǒng)來(lái)控制電池的充電。

所述的充電連接裝置容量檢測(cè)電路包括分壓電阻R29、防反擊二極管D2、限流電阻R22、運(yùn)放電壓跟隨器U11:A、分壓電阻R17和R15，分壓電阻R29經(jīng)過(guò)防反擊二級(jí)管D2，限流電阻R22后與電壓跟隨器U11:B同相輸入端連接，電壓跟隨器U11:B同相輸出端與電阻R17和R15組成的分壓電路串聯(lián)后所得的ADC1信號(hào)輸入到中央處理器引腳，交流充電槍的充電連接裝置容量電阻信號(hào)CC輸入時(shí)，與電阻R29串聯(lián)分壓，經(jīng)防反擊二級(jí)管D2，限流電阻R22后輸入到電壓跟隨器U11:B同相輸入端，電壓跟隨器U11:B同相輸出端與電阻R17和R15組成的分壓電路串聯(lián)后所得的ADC1信號(hào)輸入單片機(jī)引腳由單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，根據(jù)轉(zhuǎn)換的值可以辨別充電電纜容量是10A、16A、32A還是63A，同時(shí)也可以辨別出充電槍與充電插座連接狀態(tài)。

所述供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路包括防反擊二極管D14、限流電阻R21、運(yùn)放電壓跟隨器U6:A、分壓電阻R16和R14、濾波電容C4、C9；運(yùn)放電壓跟隨器U6:B、限流電阻R6、三極管Q8、上拉電阻R2、限流電阻R5，防反擊二極管D14與限流電阻R21串聯(lián)連接，限流電阻R21分別與輸入電壓跟隨器U6:A的同相輸入端和輸入電壓跟隨器U6:B的同相輸入端連接，輸入電壓跟隨器U6:A輸出端與電阻R16串聯(lián)，R14與R16串聯(lián)分壓后依次與電容C4和電容C9連接后與中央處理器引腳連接，輸入電壓跟隨器U6:B的同相輸出端經(jīng)限流電阻R6，輸入Q8基極，基極接下拉電阻R5接地，集電極限流電阻R2接+5V，經(jīng)共基極三級(jí)管與中央處理器的引腳連接，供電設(shè)備最大容量信號(hào)，也就是控制引導(dǎo)信號(hào)CP，經(jīng)防反擊二極管D2與限流電阻R21串聯(lián)，輸入電壓跟隨器U6:A和U6:B的同相輸入端，其中，U6:A輸出端與電阻R16串聯(lián)，R14與R16串聯(lián)分壓，經(jīng)電容C4和C9濾波形成直流信號(hào)ADC0輸入到單片機(jī)引腳進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，從而對(duì)供電設(shè)備最大容量信號(hào)輸出的三種電壓狀態(tài)12V，9V，6V實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視，輸入到U6:B的信號(hào)經(jīng)限流電阻R6，輸入Q8基極，基極接下拉電阻R5接地，集電極限流電阻R2接+5V，經(jīng)共基極三級(jí)管放大后的PWM信號(hào)ICP1輸入到單片機(jī)的引腳，對(duì)PWM的占空比進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而得到供電設(shè)備的最大輸出容量。

所述車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路包括限流電阻R3、下拉電阻R4、三極管Q1、單刀單擲繼電器RL2、續(xù)流二極管D19、熔絲F1；限流電阻R35、下拉電阻R34、三極管Q2、雙刀雙擲繼電器RL1、續(xù)流二極管D20，限流電阻R3依次與下拉電阻R4、三極管Q1和續(xù)流二極管D19連接后組成單刀單擲繼電器RL2的驅(qū)動(dòng)電路，用于控制電子鎖的驅(qū)動(dòng)電源通斷，限流電阻R35依次與下拉電阻R34、三極管Q5和續(xù)流二級(jí)管D20組成雙刀雙擲繼電器RL1的驅(qū)動(dòng)電路，從而控制OUT+、OUT-的輸出電源正負(fù)方向，進(jìn)而達(dá)到控制電子鎖的鎖止和解鎖。

所述車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路包括分壓電阻R27、R41、限流電阻R39、R45、濾波電容C30、C31，溫度探頭RT1和RT2，溫度探頭RT1的輸入信號(hào)與分壓電阻R37串聯(lián)，與濾波電容C30并聯(lián)，經(jīng)限流電阻R39后的ADC4信號(hào)輸入到中央處理器中進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，同理，溫度探頭RT2的輸入信號(hào)與分壓電阻R41串聯(lián)，與濾波電容C31并聯(lián)，經(jīng)限流電阻R45后的ADC5輸入到單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，從而可以監(jiān)測(cè)到充電插座的極柱溫度。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：采用以上技術(shù)方案后，本實(shí)用新型可以對(duì)國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)充電連接裝置的額定容量（CC）、供電設(shè)備最大供電容量（CP）以及其充電插座極柱溫度進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)車(chē)輛充電插座上的電子鎖進(jìn)行控制，完全滿足國(guó)標(biāo)充電監(jiān)測(cè)要求，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，工作穩(wěn)定可靠，裝置抗干擾能力強(qiáng)，誤動(dòng)作率低。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實(shí)用新型的充電連接裝置容量（CC）檢測(cè)電路原理圖。

圖3為本實(shí)用新型的供電設(shè)備最大容量（CP）檢測(cè)電路原理圖。

圖4為本實(shí)用新型的車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路原理圖。

圖5為本實(shí)用新型的車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路原理圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，本實(shí)用新型提供了國(guó)標(biāo)交流充電信號(hào)檢測(cè)及車(chē)輛充電插座電子鎖控制裝置，它包括充電連接裝置容量檢測(cè)電路、供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路、車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路和車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路、中央處理器和電池管理系統(tǒng)，充電連接裝置容量檢測(cè)電路的信號(hào)輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅰ連接，供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路的輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅱ連接，車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路的輸出端與中央處理器的輸入端口Ⅲ連接，中央處理器的輸出端口與車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路連接，所述充電連接裝置容量檢測(cè)電路用于對(duì)供電設(shè)備的連接電纜最大允許容量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)輸入到中央處理器進(jìn)行處理；所述供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路用于對(duì)供電設(shè)備使用PWM波占空比來(lái)表示其所能提供的最大供電容量而進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)輸入到中央處理器進(jìn)行處理；所述車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路，用于對(duì)車(chē)輛充電插座的L和N極柱溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將采集到的信號(hào)輸入到中央處理器中進(jìn)行處理，所述車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路用于根據(jù)充電連接檢測(cè)信號(hào)和用戶使用狀態(tài)由中央處理器控制電子鎖的鎖止和解鎖；電池管理系統(tǒng)用于根據(jù)上述處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后，通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息發(fā)送給電池管理系統(tǒng)來(lái)控制電池的充電。

在圖2中，所述的充電連接裝置容量檢測(cè)電路包括分壓電阻R29、防反擊二極管D2、限流電阻R22、運(yùn)放電壓跟隨器U11:A、分壓電阻R17和R15，分壓電阻R29經(jīng)過(guò)防反擊二級(jí)管D2，限流電阻R22后與電壓跟隨器U11:B同相輸入端連接，電壓跟隨器U11:B同相輸出端與電阻R17和R15組成的分壓電路串聯(lián)后所得的ADC1信號(hào)輸入到中央處理器引腳，交流充電槍的充電連接裝置容量電阻信號(hào)CC輸入時(shí)，與電阻R29串聯(lián)分壓，經(jīng)防反擊二級(jí)管D2，限流電阻R22后輸入到電壓跟隨器U11:B同相輸入端，電壓跟隨器U11:B同相輸出端與電阻R17和R15組成的分壓電路串聯(lián)后所得的ADC1信號(hào)輸入單片機(jī)引腳由單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，根據(jù)轉(zhuǎn)換的值可以辨別充電電纜容量是10A、16A、32A還是63A，同時(shí)也可以辨別出充電槍與充電插座連接狀態(tài)。

在圖3中，所述供電設(shè)備最大容量檢測(cè)電路包括防反擊二極管D14、限流電阻R21、運(yùn)放電壓跟隨器U6:A、分壓電阻R16和R14、濾波電容C4、C9；運(yùn)放電壓跟隨器U6:B、限流電阻R6、三極管Q8、上拉電阻R2、限流電阻R5，防反擊二極管D14與限流電阻R21串聯(lián)連接，限流電阻R21分別與輸入電壓跟隨器U6:A的同相輸入端和輸入電壓跟隨器U6:B的同相輸入端連接，輸入電壓跟隨器U6:A輸出端與電阻R16串聯(lián)，R14與R16串聯(lián)分壓后依次與電容C4和電容C9連接后與中央處理器引腳連接，輸入電壓跟隨器U6:B的同相輸出端經(jīng)限流電阻R6，輸入Q8基極，基極接下拉電阻R5接地，集電極限流電阻R2接+5V，經(jīng)共基極三級(jí)管與中央處理器的引腳連接，供電設(shè)備最大容量信號(hào)，也就是控制引導(dǎo)信號(hào)CP，經(jīng)防反擊二極管D2與限流電阻R21串聯(lián)，輸入電壓跟隨器U6:A和U6:B的同相輸入端，其中，U6:A輸出端與電阻R16串聯(lián)，R14與R16串聯(lián)分壓，經(jīng)電容C4和C9濾波形成直流信號(hào)ADC0輸入到單片機(jī)引腳進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，從而對(duì)供電設(shè)備最大容量信號(hào)輸出的三種電壓狀態(tài)12V，9V，6V實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視，輸入到U6:B的信號(hào)經(jīng)限流電阻R6，輸入Q8基極，基極接下拉電阻R5接地，集電極限流電阻R2接+5V，經(jīng)共基極三級(jí)管放大后的PWM信號(hào)ICP1輸入到單片機(jī)的引腳，對(duì)PWM的占空比進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而得到供電設(shè)備的最大輸出容量。

在圖4中，所述車(chē)輛充電插座電子鎖控制電路包括限流電阻R3、下拉電阻R4、三極管Q1、單刀單擲繼電器RL2、續(xù)流二極管D19、熔絲F1；限流電阻R35、下拉電阻R34、三極管Q2、雙刀雙擲繼電器RL1、續(xù)流二極管D20，限流電阻R3依次與下拉電阻R4、三極管Q1和續(xù)流二極管D19連接后組成單刀單擲繼電器RL2的驅(qū)動(dòng)電路，用于控制電子鎖的驅(qū)動(dòng)電源通斷，限流電阻R35依次與下拉電阻R34、三極管Q5和續(xù)流二級(jí)管D20組成雙刀雙擲繼電器RL1的驅(qū)動(dòng)電路，從而控制OUT+、OUT-的輸出電源正負(fù)方向，進(jìn)而達(dá)到控制電子鎖的鎖止和解鎖。

在圖5中，所述車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路包括分壓電阻R27、R41、限流電阻R39、R45、濾波電容C30、C31，溫度探頭RT1和RT2，溫度探頭RT1的輸入信號(hào)與分壓電阻R37串聯(lián)，與濾波電容C30并聯(lián)，經(jīng)限流電阻R39后的ADC4信號(hào)輸入到中央處理器中進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，同理，溫度探頭RT2的輸入信號(hào)與分壓電阻R41串聯(lián)，與濾波電容C31并聯(lián)，經(jīng)限流電阻R45后的ADC5輸入到單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，從而可以監(jiān)測(cè)到充電插座的極柱溫度。

以上所述僅是本實(shí)用新型的在國(guó)標(biāo)交流充電上的一種應(yīng)用方式，應(yīng)當(dāng)指出：在采用直流國(guó)標(biāo)充電時(shí)，本方案的充電連接裝置容量（CC）檢測(cè)電路和車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)電路也可以作為其充電連接確認(rèn)信號(hào)（CC2）的檢測(cè)和車(chē)輛充電插座溫度監(jiān)測(cè)，這些應(yīng)用也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。