充电控制装置及充电控制方法

技术领域

本发明属于充电控制的技术领域，涉及一种充电方法，特别是涉及一种充电控制装置及充电控制方法。

背景技术

目前，随着人们生活水平的提高以及节能与环保意识的不断增强，绿色出行和低碳出行的趋势日益明显明显，由此，在交通工具的选择上新能源汽车被越来越多的用户接受。然而，用户选购电动汽车依然存在较多问题需要解决，其中，电动汽车有限的续航能力，以及充电的便利程度和充电安全性，始终是新能源汽车在推广过程中需要解决的几个重要问题。在现有技术中，电动汽车作为待充电设备，与充电装置之间的通信通常利用通信线圈这一非接触方式进行充电，在通信线圈对位不准、电动汽车的通信线圈与充电装置的通信线圈距离不合理或者通信线圈故障时，会影响通信质量甚至通信中断或通信错误。

因此，如何提供一种充电控制装置及充电控制方法，以解决现有技术无法通过多种方式检测充电前的通信状况进而实现可靠充电等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种充电控制装置及充电控制方法，用于解决现有技术无法通过多种方式检测充电前的通信状况进而实现可靠充电的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种充电控制装置，所述充电控制装置的两侧分别与待充电设备和充电桩连接，所述充电控制装置包括：充电端口，一端与所述待充电设备的设备充电端口连接，另一端与所述充电桩的接触器连接，用于实现所述待充电设备和所述充电控制装置之间充电回路的接触式连通；通信端口，与所述待充电设备的设备通信端口连接，用于实现所述待充电设备与所述充电控制装置之间通信回路的接触式连通；主控单元，用于判断所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述通信端口电导通的情况下生成通信执行指令；执行单元，分别与所述主控单元和所述通信端口连接，用于接收所述主控单元发送的通信执行指令，并根据所述通信执行指令导通所述通信端口与所述充电桩之间的通信回路以使所述充电桩在确认通信正常的情况下开启充电；供电单元，与所述主控单元和所述执行单元连接。

于本发明的一实施例中，所述通信端口为接触式机械端口，以使所述充电控制装置和所述待充电设备以接触方式进行信号传输。

于本发明的一实施例中，所述通信端口包括第一充电连接确认端口和控制确认端口；所述执行单元用于执行所述第一充电连接确认端口与所述充电桩之间的通断操作，以及执行所述控制确认端口与所述充电桩之间的通断操作。

于本发明的一实施例中，所述通信端口包括第二充电连接确认端口、第一通信端口、第二通信端口、辅助电源正极端口和辅助电源负极端口；所述执行单元用于执行所述第二充电连接确认端口、第一通信端口、第二通信端口、辅助电源正极端口和辅助电源负极端口与所述充电桩之间的通断操作。

于本发明的一实施例中，所述充电控制装置还包括：检测单元，与所述主控单元连接，用于在所述设备通信端口接触到所述通信端口时，生成检测信号；所述检测信号用于指示所述通信端口与所述设备通信端口之间电导通正常。

于本发明的一实施例中，所述检测单元包括行程开关和接近开关；所述行程开关用于检测X方向上的接触状态，所述接近开关用于检测Y方向上的接触状态；所述主控单元分别与所述行程开关和所述接近开关连接，用于接收所述行程开关和所述接近开关的检测信号。

于本发明的一实施例中，所述检测单元包括第一检测开关、第二检测开关和第三检测开关；所述第一检测开关用于检测X方向上的接触状态，所述第二检测开关用于检测Y方向上的接触状态，所述第三检测开关用于检测Z方向上的接触状态；所述主控单元分别与所述第一检测开关、第二检测开关和第三检测开关连接，用于接收所述第一检测开关、第二检测开关和第三检测开关的检测信号。

于本发明的一实施例中，所述供电单元包括第一供电单元和第二供电单元；所述第一供电单元与所述检测单元连接，并向所述检测单元供电；所述第二供电单元与所述主控单元和所述执行单元连接，并向所述主控单元和所述执行单元供电。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明另一方面提供一种充电控制方法，所述充电控制方法包括：检测通信端口的接触状态；判断所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述通信端口电导通的情况下生成通信执行指令；根据所述通信执行指令导通所述通信端口与充电桩之间的通信回路，以使所述充电桩在确认通信正常的情况下开启充电。

于本发明的一实施例中，通过检测单元执行检测通信端口的接触状态的步骤，所述检测单元包括第一检测开关、第二检测开关和第三检测开关；所述第一检测开关用于检测X方向上的接触状态，所述第二检测开关用于检测Y方向上的接触状态，所述第三检测开关用于检测Z方向上的接触状态；所述判断所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述通信端口电导通的情况下生成通信执行指令的步骤包括：当同时获取到所述第一检测开关、所述第二检测开关和所述第三检测开关的检测信号时，生成所述通信执行指令。

如上所述，本发明所述的充电控制装置及充电控制方法，具有以下有益效果：

本发明通过主控单元检测通信端口的接触状态，并在接触状态为电导通的情况下，控制执行单元将通信端口与充电桩之间的通信回路导通，进而实现通信状态的检测，以在通信状态正常的情况下开启充电，由此，在充电控制过程的通信回路检测上实现了接触状态和通信状态检测的双重保险，可以最大程度地保证充电的可靠性与安全性。进一步地，本发明的通信端口与待充电设备的设备通信端口之间为接触式机械端口进行对接，与现有的通信线圈的非接触式通信相比，通信可靠性更高。

附图说明

图1显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的结构原理图。

图2显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的检测原理示意图。

图3显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的交流充电控制原理图。

图4显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的直流充电控制原理图。

图5显示为本发明的充电控制方法于一实施例中的原理流程图。

元件标号说明

1 充电控制装置

11 充电端口

12 通信端口

13 主控单元

14 执行单元

15 供电单元

16 检测单元

2 待充电设备

3 充电桩

S51～S53 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明所述的充电控制装置及充电控制方法在充电控制过程的通信回路检测上实现了双重保险，可以最大程度地保证充电的可靠性与安全性。

以下将结合图1至图5详细阐述本实施例的一种充电控制装置及充电控制方法的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的充电控制装置及充电控制方法。

以下将结合图示对本实施例所提供的充电控制装置进行详细描述。需要说明的是，应理解以下充电控制装置的各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些单元可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，还可以部分单元通过处理元件调用软件的形式实现，部分单元通过硬件的形式实现。例如：某一单元可以为单独设立的处理元件，也可以集成在下述充电控制装置的某一个芯片中实现。此外，某一单元也可以以程序代码的形式存储于下述充电控制装置的存储器中，由下述充电控制装置的某一个处理元件调用并执行以下某一单元的功能。其它单元的实现与之类似。这些单元全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，以下各个单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

请参阅图1，显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的结构原理图。如图1所示，本发明所述的充电控制装置1的两侧分别与待充电设备2和充电桩3连接，所述充电控制装置1包括：充电端口11、通信端口12、主控单元13、执行单元14和供电单元15。

所述充电端口11的一端与所述待充电设备2的设备充电端口连接，另一端与所述充电桩3的接触器连接，用于实现所述待充电设备2和所述充电控制装置1之间充电回路的接触式连通。

所述通信端口12与所述待充电设备2的设备通信端口连接，用于实现所述待充电设备2与所述充电控制装置1之间通信回路的接触式连通。

所述主控单元13用于判断所述通信端口12的接触状态是否正常，以在所述通信端口12电导通的情况下生成通信执行指令。

所述执行单元14分别与所述主控单元13和所述通信端口12连接，用于接收所述主控单元13发送的通信执行指令，并根据所述通信执行指令导通所述通信端口12与所述充电桩3之间的通信回路以使所述充电桩3在确认通信正常的情况下开启充电。

所述供电单元15与所述主控单元13和所述执行单元14连接。

于一实施例中，所述通信端口为接触式机械端口，以使所述充电控制装置和所述待充电设备以接触方式进行信号传输。优选的，接触式机械端口可以是铜排，由此，待充电设备的设备通信端口也采用铜排，通过待充电设备的铜排与充电控制装置的铜排接触后实现通信。

进一步地，所述铜排采用与充电端口和设备充电端口相同型号的铜排，以使在充电铜排对齐接触正常的同时，用于通信的铜排也正好对齐并接触正常。

请参阅图2，显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的检测原理示意图。如图2所示，所述充电控制装置还包括：检测单元16。

所述检测单元16与所述主控单元13连接，用于在所述设备通信端口接触到所述通信端口12时，生成检测信号；所述检测信号用于指示所述通信端口与所述设备通信端口之间电导通正常。

于一实施例中，所述供电单元包括第一供电单元和第二供电单元。

所述第一供电单元与所述检测单元连接，并向所述检测单元供电。

所述第二供电单元与所述主控单元和所述执行单元连接，并向所述主控单元和所述执行单元供电。

请参阅图3，显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的交流充电控制原理图。如图3所示，柔性充电装置固定侧上固定有充电控制装置的充电端口(L3端口、N3端口和PE3端口)、通信端口(第一充电连接确认端口、控制确认端口)，待充电设备的柔性充电装置移动侧靠近并接触柔性充电装置固定侧，从而分别与充电控制装置的充电端口和通信端口对齐，实现正常接触。

于一实施例中，所述通信端口包括第一充电连接确认端口和控制确认端口。

所述执行单元用于执行所述第一充电连接确认端口与所述充电桩之间的通断操作，以及执行所述控制确认端口与所述充电桩之间的通断操作。

于一实施例中，所述检测单元包括行程开关和接近开关。

具体地，所述行程开关用于检测X方向上的接触状态，所述接近开关用于检测Y方向上的接触状态。

所述主控单元分别与所述行程开关和所述接近开关连接，用于接收所述行程开关和所述接近开关的检测信号，即检测信号1和检测信号2。

如图3所示，本发明所述的充电控制装置在交流充电中的实现原理具体为：当待充电设备接触所述充电控制装置时，设备充电端口(L4端口、N4端口和PE4端口)与充电端口(L3端口、N3端口和PE3端口)接触并对齐，第一充电连接确认端口和控制确认端口接触并对齐，从而获知待充电设备靠近充电控制装置，并已达到预设的充电距离，满足充电要求，由此，在X方向上，待充电设备碰触行程开关，行程开关生成检测信号1，并将检测信号1传送至主控单元中；在Y方向上，待充电设备被接近开关感应到，接近开关生成检测信号2，并将检测信号2传送至主控单元中，主控单元在同时检测到检测信号1和检测信号2时，向执行单元发送通信执行指令，执行单元根据通信执行指令执行闭合操作，以此，充电连接确认信号和控制确认信号由柔性充电装置固定侧传送至充电桩一侧，充电桩与待充电设备之间的通信回路接通，并根据充电连接确认信号和控制确认信号判定通信状态是否正常，在通信正常时，闭合充电桩内的交流接触器，从而使得L2、N2、PE2与L、N、PE对应连通，L3、N3、PE3与L2、N2、PE2对应连通，该交流接触器作为充电开关，将待充电设备和充电桩之间的充电回路接通，以开启充电。

进一步地，所述执行单元为包含有2路开关的继电器，执行单元根据通信执行指令执行继电器的闭合操作，以此，充电连接确认信号和控制确认信号均由柔性充电装置固定侧传送至充电桩一侧，充电桩与待充电设备之间的通信回路接通。

进一步地，交流充电桩中的L1、N1电源线由交流输入(L、N)处引出，通过第一供电单元(即交流转直流控制电源)向检测单元供电，将第一供电单元的输出电压引出，并通过第二供电单元(即直流转直流控制电源)向主控单元和执行单元供电。

需要说明的是，行程开关与接近开关均可实现检测通信端口接触状态的功能。行程开关又称限位开关，当待充电设备接近并碰触行程开关后，行程开关的连杆驱动开关的接点引起闭合的接点分断或者断开的接点闭合。接近开关又称无触点行程开关，它可以实现行程控制和限位保护功能。在本发明中，行程开关与接近开关可以互换使用，针对接近开关，在实际应用中，接近开关的安装位置可以在合适的距离范围中内嵌于柔性充电装置固定侧，以保证待充电设备的感应位置靠近接近开关时，充电端口与通信端口正好实现稳定接触。

请参阅图4，显示为本发明的充电控制装置于一实施例中的直流充电控制原理图。如图4所示，柔性充电装置固定侧上固定有充电控制装置的充电端口(D+端口、D-端口和PE端口)、通信端口(CC1端口、CAN+端口、CAN-端口、A+端口、A-端口)，待充电设备上设置有柔性充电装置移动侧，该柔性充电装置移动侧上设有与柔性充电装置固定侧对应的端口，即设备充电端口(D+端口、D-端口和PE端口)、设备通信端口(CC1端口、CAN+端口、CAN-端口、A+端口、A-端口)，当待充电设备的柔性充电装置移动侧靠近并接触柔性充电装置固定侧，从而分别与充电控制装置的充电端口和通信端口对齐，实现正常接触。

于一实施例中，所述通信端口包括第二充电连接确认端口(CC1端口)、第一通信端口(CAN+端口)、第二通信端口(CAN-端口)、辅助电源正极端口(A+端口)和辅助电源负极端口(A-端口)。

所述执行单元用于执行所述第二充电连接确认端口(CC1端口)、第一通信端口(CAN+端口)、第二通信端口(CAN-端口)、辅助电源正极端口(A+端口)和辅助电源负极端口(A-端口)与所述充电桩之间的通断操作。

于一实施例中，所述检测单元包括第一检测开关(检测开关1)、第二检测开关(检测开关2)和第三检测开关(检测开关3)；所述第一检测开关(检测开关1)用于检测X方向上的接触状态，所述第二检测开关(检测开关2)用于检测Y方向上的接触状态，所述第三检测开关(检测开关3)用于检测Z方向上的接触状态。

所述主控单元分别与所述第一检测开关(检测开关1)、第二检测开关(检测开关2)和第三检测开关(检测开关3)连接，用于接收第一检测开关(检测开关1)、第二检测开关(检测开关2)和第三检测开关(检测开关3)的检测信号。

如图4所示，本发明所述的充电控制装置在直流充电中的实现原理具体为：当待充电设备接触所述充电控制装置时，充电端口(DC+端口、DC-端口和PE端口)接触并对齐，第二充电连接确认端口(CC1端口)和第一通信端口(CAN+端口)、第二通信端口(CAN-端口)、辅助电源正极端口(A+端口)和辅助电源负极端口(A-端口)接触并对齐，从而获知待充电设备靠近充电控制装置，并已达到预设的充电距离，满足充电要求，由此，在X方向上，待充电设备碰触检测开关1生成检测信号1，并将检测信号1传送至主控单元中；在Y方向上，待充电设备碰触检测开关2生成检测信号2，并将检测信号2传送至主控单元中；在Z方向上，待充电设备碰触检测开关3生成检测信号3，并将检测信号3传送至主控单元中；主控单元在同时检测到检测信号1、检测信号2和检测信号3时，向执行单元发送通信执行指令，执行单元根据通信执行指令执行闭合操作，以此，充电连接确认信号、通信信号及辅助电源信号由柔性充电装置固定侧传送至充电桩一侧，充电桩与待充电设备之间的通信回路接通，并根据充电连接确认信号、通信信号判定通信状态是否正常，在通信正常时，闭合充电桩内的直流接触器，该直流接触器作为充电开关，将待充电设备和充电桩之间的充电回路接通，以开启充电。

具体地，充电连接确认信号CC1、通信信号CAN+和通信信号CAN-传送至直流充电桩控制器中，进行通信状态是否正常的判断，在通信状态正常的情况下，一方面直流充电桩控制器控制直流接触器闭合，实现待充电设备与直流充电桩之间充电回路的接通；另一方面，直流充电桩控制辅助电源继电器闭合，实现开关电源与待充电设备之间的辅助电源回路接通，以此，开关电源生成的辅助电源正极信号A+和辅助电源负极信号A-通过辅助电源继电器传送至待充电设备中。此外，直流充电桩还包括塑壳断路器，用于控制直流充电桩与输入交流电之间的通断，进而，在塑壳断路器导通后，分为三路：第一路通过直流模块将交流电转换为充电回路所用的直流电；第二路通过开关电源，将交流电转换为辅助电源信号；第三路通过交流转直流控制电源生成检测单元、主控单元和执行单元的供电电源，即直流充电桩中的U1、N1电源线引出，通过第一供电单元(即交流转直流控制电源)向检测单元供电，将第一供电单元的输出电压引出，并通过第二供电单元(即直流转直流控制电源)向主控单元和执行单元供电。

进一步地，所述执行单元为包含有5路开关的继电器，执行单元根据通信执行指令执行继电器的闭合操作，以此，充电连接确认信号CC1、通信信号CAN+和通信信号CAN-由柔性充电装置固定侧传送至充电桩一侧，充电桩与待充电设备之间的通信回路接通。辅助电源正极信号A+和辅助电源负极信号A-由充电桩一侧传送至柔性充电装置固定侧，充电桩与待充电设备之间的辅助电源回路接通。

需要说明的是，检测开关1、检测开关2和检测开关3可以是行程开关，也可以是接近开关，还可以是除行程开关和接近开关以外的其他距离感应器件。

请参阅图5，显示为本发明的充电控制方法于一实施例中的原理流程图。如图5所示，所述充电控制方法具体包括以下几个步骤：

S51，检测通信端口的接触状态。

于一实施例中，通过检测单元执行S51步骤，所述检测单元包括第一检测开关、第二检测开关和第三检测开关；所述第一检测开关用于检测X方向上的接触状态，所述第二检测开关用于检测Y方向上的接触状态，所述第三检测开关用于检测Z方向上的接触状态；所述判断所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述通信端口电导通的情况下生成通信执行指令的步骤包括：当同时获取到所述第一检测开关、所述第二检测开关和所述第三检测开关的检测信号时，生成所述通信执行指令。

于另一实施例中，通过检测单元执行S51步骤，所述检测单元包括行程开关和接近开关；所述行程开关用于检测X方向上的接触状态，所述接近开关用于检测Y方向上的接触状态；所述判断所述充电端口和所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述充电端口和所述通信端口的接触状态均正常时生成通信执行指令的步骤包括：当同时获取到所述行程开关和所述接近开关的检测信号时，生成所述通信执行指令。

S52，判断所述通信端口的接触状态是否正常，以在所述通信端口电导通的情况下生成通信执行指令。

S53，根据所述通信执行指令导通所述通信端口与充电桩之间的通信回路，以使所述充电桩在确认通信正常的情况下开启充电。

本发明所述的充电控制方法的保护范围不限于本实施例列举的步骤执行顺序，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的步骤增减、步骤替换所实现的方案都包括在本发明的保护范围内。

本发明所述的充电控制装置的原理与所述的充电控制方法一一对应，本发明所述的充电控制装置可以实现本发明所述的充电控制方法，但本发明所述的充电控制方法的实现装置包括但不限于本实施例列举的充电控制装置的结构，凡是根据本发明的原理所做的现有技术的结构变形和替换，都包括在本发明的保护范围内。

综上所述，本发明所述充电控制装置及充电控制方法通过主控单元检测通信端口的接触状态，并在接触状态为电导通的情况下，控制执行单元将通信端口与充电桩之间的通信回路导通，进而实现通信状态的检测，以在通信状态正常的情况下开启充电，由此，在充电控制过程的通信回路检测上实现了接触状态和通信状态检测的双重保险，可以最大程度地保证充电的可靠性与安全性。进一步地，本发明的通信端口与待充电设备的设备通信端口之间为接触式机械端口进行对接，与现有的通信线圈的非接触式通信相比，通信可靠性更高。本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。