充电桩识别电路和方法，充电控制导引电路和车载充电机

技术领域

本发明属于电动汽车充电控制技术领域，具体涉及一种充电桩识别电路和方法，充电控制导引电路和车载充电机。

背景技术

充电桩可以将电网的交流能量转换成直流能量供给至电动汽车的动力电池充电。然而，在正常充电之前，需要确认电动汽车(EV)与充电桩(EVSE)之间的连接是否正常，并识别连接的充电桩的类型。具体的，通过CC1信号和CC2信号来实现，CC1信号的作用是检测充电桩的充电枪和车辆的充电插座连接状态的信号；CC2信号的作用是识别车辆连接的充电桩的类型。例如是GB/T(中国电动汽车充电推荐性质的国家规范)直流充电桩，还是CHAdeMO(日本电动汽车充电的国际标准)充电桩，或是超级充电桩。

由于，在实际应用中，直流充电可以是150kw以内功率充电，也可以是超级快充350kw及以上功率充电。因此，用户在选择直流充电时，可以选择正常快充桩，也可以选择超级快充桩，这就需要在充电前识别充电桩的类型，才可以正常充电。一旦充电桩类型识别错误，就会导致整个充电逻辑错误，不能正常充电，引起客户投诉和抱怨，带来额外的故障排查和维修成本。

如图1所示的兼容中国和日本的直流充电的控制导引电路，目前仅通过DP3的采样电压判断CC2的情况。但GB/T直流充电桩、CHAdeMO充电桩、和超级充电桩之间的电压范围会有重合，当DP3处于重叠的电压范围之内时，这就可能会导致错位地识别充电桩类型。此外，电路中还未包含对Sv开关的相关诊断，有时由于Sv的故障也会对车辆的充电进程造成影响。

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桩识别电路，可以根据电路中的电压信号排除Sv开关故障的问题。同时，也规避了不同充电桩之间识别电压范围相重合的问题，有效提高了充电桩识别的准确性，可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种充电桩识别电路，包括：辅助电源，检测模块，第一端与车辆的充电插座上的CC2端子相连接，第二端与所述辅助电源的正极连接；所述辅助电源的负极接地设置，且当充电桩的充电枪与车辆的充电插座连接后所述辅助电源和所述检测模块之间形成闭合回路；开关模块，串联在所述闭合回路上，用于控制所述闭合回路的状态；分压模块，连接在所述检测模块的第一端或第二端上，用于对所述检测模块分压；控制模块，用于在充电桩的充电枪与车辆的充电插座连接后控制所述开关模块闭合或断开，并依据采集的所述检测模块第一端和第二端的电压信号对所述开关模块进行诊断，以及对连接的充电桩的类型进行识别。

根据本发明一具体实施例，所述控制模块依据采集的所述检测模块第一端和第二端的电压信号的比值，分别与每个充电桩所对应的电压比例系数相比较，识别充电桩的类型；其中，所述电压比例系数根据所述辅助电源、所述检测模块、所述分压模块、以及充电桩配置的电阻的额定参数计算获得的。

根据本发明一具体实施例，在所述控制模块控制所述开关模块闭合后，若所述检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值小于等于预设的第一阈值，则所述控制模块诊断所述开关模块发生故障；和/或在所述控制模块控制所述开关模块断开后，若所述检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值大于等于预设的第二阈值，则所述控制模块诊断所述开关模块发生故障。

根据本发明一具体实施例，所述开关模块一端与所述检测模块的第二端连接，另一端与所述辅助电源的正极连接。

根据本发明一具体实施例，所述分压模块一端分别与所述检测模块的第二端，以及所述开关模块的一端连接，另一端接地设置。

根据本发明一具体实施例，所述检测模块和所述分压模块均由一个电阻或多个电阻串并联组成。

一种充电控制导引电路，其特征在于，包括上述所述的充电桩识别电路，以及插枪检测电路。

一种车载充电机，包括上述所述的控制导引电路。

一种充电桩识别方法，包括：控制模块控制开关模块闭合或断开，并通过采集检测模块第一端和第二端的电压信号对所述开关模块进行诊断：若诊断所述开关模块故障，则所述控制模块终止识别；否则所述控制模块依据所述开关模块闭合后的所述检测模块第一端和第二端的电压信号识别充电桩的类型。

根据本发明一具体实施例，所述控制模块控制开关模块闭合或断开，并通过采集检测模块第一端和第二端的电压信号对所述开关模块进行诊断的步骤包括：所述控制模块控制开关模块闭合后，若所述检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值小于等于预设的第一阈值，则所述控制模块诊断所述开关模块发生故障。

根据本发明一具体实施例，所述控制模块控制开关模块闭合或断开，并通过采集检测模块第一端和第二端的电压信号对所述开关模块进行诊断的步骤包括：所述控制模块控制开关模块断开后，若所述检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值大于等于预设的第二阈值，则所述控制模块诊断所述开关模块发生故障。

根据本发明一具体实施例，所述否则所述控制模块依据所述开关模块闭合后的所述检测模块第一端和第二端的电压信号识别充电桩的类型的步骤包括：所述控制模块控制所述开关模块闭合，并采集所述检测模块第一端和第二端的电压信号；所述控制模块将所述检测模块第一端和第二端的电压信号的比值，分别与每个充电桩所对应的电压比例系数相比较，识别充电桩的类型；其中，所述电压比例系数根据辅助电源、检测模块、分压模块、以及充电桩配置的电阻的额定参数计算获得的。

本发明所提供的一种充电桩识别电路，可以在仅增加很少的硬件成本的基础上，配合简单的控制策略，通过检测电路中电压信号诊断Sv开关是否发生故障，以避免对车辆充电造成影响。同时，通过电路中电压的比例关系可以准确地识别车辆所连接的充电桩类型，以适配相应的充电控制逻辑，大大提升了车辆充电的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为现有技术的兼容中国和日本直流充电的控制导引电路的电路拓扑图；

图2为本发明所提供的一种充电桩识别电路一具体实施例的电路拓扑图；

图3为本发明所提供的一种充电控制导引电路一具体实施例的电路拓扑图；

图4为本发明所提供的一种充电桩识别方法一具体实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

可以理解，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“元件的至少部分”是指元件的部分或全部。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

首先需要说明的是，为了使本技术领域的人员能够更好地理解本申请方案，对现有技术进行简单的描述。

车载充电机(On-board charger，OBC)是指固定安装在电动汽车上的充电机，它具有为动力电池安全快速便捷充满电的能力，它依据电池管理系统BMS提供的数据，动态调节充电电流与电压参数，执行相应的充电动作，完成充电过程。

在正常充电之前，OBC需要确认电动汽车与充电桩之间的连接是否正常，并识别连接的充电桩的类型，具体通过OBC内部的充电控制导引电路来实现。如图1所示，CC1detection circuit(CC1检测电路)用来检测充电桩的充电枪和车辆的充电插座连接状态，即插枪检测电路。CC2是用来识别车辆连接的充电桩的类型，即充电桩识别电路。

目前，充电桩类型的识别主要通过DP3来判断使用的是GB/T直流充电桩、CHAdeMO桩、或超级充电桩。正常OBC内部辅助电源所提供的12V电压一般在9～16V范围内波动，因此，识别三种充电桩分别对应有一个电压范围区间。具体的，GB/T直流充电桩的电压范围为6-10.6V，CHAdeMO充电桩的电压范围为4.58-5.54V，超级充电桩的电压范围为4.5-8V，当采集的DP3处于任一个电压范围区间内时，则识别为所对应的充电桩。然而，三种充电桩的电压范围区间存在重叠，当采集的DP3处于重叠的电压范围内时，就会发生误判，进而导致整个充电逻辑错误。

因此，本申请所提出一种充电桩识别电路，可以提高充电桩类型识别的准确性，避免发生误判。同时，还能够进一步排除Sv开关故障的问题。

实施例1

请参见图2所示，一种充电桩识别电路，包括：辅助电源10，用于提供CC2信号检测所需的电流和电压。检测模块20，第一端与车辆的充电插座上的CC2端子相连接，第二端与辅助电源10的正极连接，用于将辅助电源10输出的电流信号转换为电压信号，以后续能够采集相应的电压信号对Sv开关进行故障诊断，以及识别充电桩的类型。其中，辅助电源10的负极接地设置，并且仅当充电桩的充电枪和车辆的充电插座连接后，辅助电源10和检测模块20之间形成闭合回路。

所述充电桩识别电路还包括：开关模块30，即OBC中的充电控制导引电路的Sv开关，串联在辅助电源10和检测模块20形成的闭合回路上，用于控制闭合回路的状态，即控制闭合回路导通或控制闭合回路断开。在一具体实施例中，开关模块30一端与检测模块20的第二端连接，另一端与辅助电源10的正极连接。

这里需要说明的是，由于不同的充电桩之间的标准和要求，Sv开关的工作状态也会有所不同。通常在充电桩的充电枪和车辆的充电插座还未连接时，Sv开关一直处于断开状态；当需要识别充电桩的类型以进行后续的充电进程时，才会控制Sv开关闭合，使辅助电源10和检测模块20之间的闭合回路导通。然而，Sv开关的闭合时间会根据不同的充电桩标准和要求进行调整。例如，Sv开关会在车辆充电时间内一直处于闭合状态，或是在闭合后的一定时间内断开等。

因此，开关模块30是否发生故障，会影响车辆是否能够正常充电。具体的，在实际应用中，开关模块30，即Sv开关可以采用开关管、继电器等电子器件，通过响应电信号而闭合或断开。然而，当其发生粘合故障时，不能够正确响应电信号闭合或断开，而保持在上一状态。

例如，如图1所示，当前Sv开关处于断开状态，在需要闭合而接收到相应的电信号时，由于发生粘合，无法正常闭合，仍保持在断开状态，采样的DP3电压为0V。因此，OBC内部的控制芯片无法知道是充电枪和充电插座未插接好，还是Sv开关发生故障。同时，由于Sv开关发生故障，辅助电源10和检测模块20之间的闭合回路也无法导通，不能够识别充电桩的类型，从而无法对车辆进行充电，但是车辆的控制终端却未收到任何提示，进而引起客户的投诉和抱怨。

需要说明的是，需要在充电桩的充电枪和车辆的充电插座正常连接时，辅助电源10和检测模块20才会形成闭合回路。在实际应用中，OBC通过对CC1信号的检测，即可检验充电枪和充电插座之间的连接状态，是否正常插接，或是插接不到位等情况。

因此，在本实施例中，如图2所示，所述充电桩识别电路还包括：分压模块40，一端分别与检测模块20的第二端，以及开关模块30的一端连接，另一端接地设置，从而对检测模块20进行分压。

需要说明的是，开关模块30和分压模块40的连接位置不限于本实施例中所提供的，例如开关模块30可以串联在检测模块20的第一端和CC2端子之间，分压模块40也可以连接在检测模块20的第一端上，本领域技术人员在不脱离本发明之精神的情况下，对本发明之实施例所进行的修改与润饰依旧落入本发明之发明申请专利范围。

控制模块(图中未示出)，可以是OBC内部的控制芯片，也可以是额外添加的控制单元，用于控制开关模块30闭合或断开，并且采集检测模块20的第一端和第二端上的电压信号，以诊断开关模块30是否发生故障，以及识别充电桩类型。

具体的，在实际应用中，当充电桩的充电枪和车辆的充电插座连接后，控制模块控制开关模块30闭合，即向开关模块30发送用于其闭合的电信号，并采集检测模块20第一端的电压信号DP3和第二端的电压信号DP4，根据DP3和DP4识别充电桩的类型。

然而，为避免开关模块30对车辆充电造成影响，在开始识别充电桩之前，控制模块可以先控制开关模块尝试性的闭合或断开，以检测开关模块是否发生故障。

例如，在充电桩的充电枪和车辆的充电插座连接时，开关模块30的初始状态为断开。相应的，控制模块控制开关模块闭合，以导通辅助电源10和检测模块20的闭合回路。在控制开关模块30闭合的前提下，若DP3和DP4的电压差的绝对值大于预设的第一阈值，则说明开关模块30是正常的，控制模块诊断开关模块30已成功闭合，可以继续对充电桩的类型进行识别；否则诊断开关模块30发生粘合故障，并终止对充电桩的识别，通过车载终端报警提醒用户车辆可能无法正常充电。

又或者，为进一步确认开关模块30，控制模块可以先控制开关模块30闭合，再控制其断开。在控制开关模块30断开的前提下，若DP3和DP4的电压差的绝对值小于预设的第二阈值，则说明开关模块30是正常的，控制模块诊断开关模块30已成功断开，控制模块可以继续控制开关模块30闭合进行充电桩的识别；否则诊断开关模块30发生粘合故障，并及时通过车载终端报警提醒用户。

在开关模块30未发生故障，且成功闭合后，控制模块可以根据采集的DP3和DP4识别充电桩类型。

由于不同的充电桩的电阻配置是不同的，且充电桩识别电路中添加了分压模块40，当充电桩识别电路连接不同的充电桩时，DP4和DP3之间会呈现不同的比例关系。具体的，可以根据辅助电源10输出的电压，检测模块20和分压模块40的阻值，以及充电桩配置的电阻的阻值相应计算出DP4和DP3的电压比例系数，得到GB/T直流充电桩、CHAdeMO桩、和超级充电桩分别对应的第一电压比例系数、第二电压比例系数、以及第三电压比例系数。并将DP4和DP3的比值分别与第一电压比例系数、第二电压比例系数、和第三电压比例系数相比较：若DP4和DP3的比值符合任意的电压比例系数，则识别为电压比例系数所对应的充电桩类型。

由此可见，通过电压比例关系来识别充电桩类型，有效避免了充电桩的电压范围区间重叠的问题，提高了充电桩识别的准确性和可靠性。

此外，由于不同的充电桩的标准和要求，开关模块30需要在一定时间内断开。相应的，控制模块控制开关模块30断开，即向开关模块30发送用于其断开的电信号。同时，控制模块可以重新采集检测模块20第一端的电压信号DP3和第二端的电压信号DP4，再次检测开关模块30是否发生故障，避免对车辆的下次充电造成影响，以提高电路的可靠性和稳定性。

需要说明的是，在本实施例中，仅提供GB/T直流充电桩、CHAdeMO桩、和超级充电桩作为参考，而不限于只能识别上述的充电桩。通过计算相应的电压比例系数，并进行比较，可以识别任一类型的直流充电桩，本领域技术人员在不脱离本发明之精神的情况下，对本发明之实施例所进行的修改与润饰依旧落入本发明之发明申请专利范围。

在一具体实施例中，检测模块20和分压模块30均可由一个或多个电阻以串并联的形成构成，对此不做限制，可根据实际情况进行调整。同理，对于辅助电源所提供的电压和电流也可根据实际情况和需求调整，本领域技术人员在不脱离本发明之精神的情况下，对本发明之实施例所进行的修改与润饰依旧落入本发明之发明申请专利范围。

综上，本实施例所提供的充电桩识别电路仅增加很少的硬件成本，并结合简单的控制策略即可准确识别充电桩的类型，大大提升了充电识别电路的鲁棒性和车辆充电的可靠性。

实施例2

请参见图3所示，本实施例还提供一种充电控制导引电路，包括实施例1所述的充电桩识别电路，以及插枪检测电路。

此外，对于本实施例中的插枪检测电路，即CC1检测电路，不做限制，可采用任意的检测电路。

实施例3

本实施例还提供一种车载充电机(OBC)，包括实施例2所述的充电控制导引电路。

实施例4

请参见图4所示，本实施例还提供一种充电桩识别方法，包括：

步骤S100，控制模块控制开关模块闭合或断开，并通过采集检测模块第一端和第二端的电压信号对开关模块进行诊断：

若诊断开关模块故障，则控制模块终止识别；

否则控制模块依据开关模块闭合后的检测模块第一端和第二端的电压信号识别充电桩的类型：

控制模块控制开关模块闭合，采集检测模块第一端和第二端的电压信号，并将检测模块第一端和第二端的电压信号的比值，分别与每个充电桩所对应的电压比例系数相比较，识别充电桩的类型；其中，电压比例系数根据辅助电源、检测模块、分压模块、以及充电桩配置的电阻的额定参数计算获得的。

其中，控制模块控制开关模块闭合或断开，并通过采集检测模块第一端和第二端的电压信号对开关模块进行诊断的步骤包括：

控制模块控制开关模块闭合后，若检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值小于等于预设的第一阈值，则控制模块诊断开关模块发生故障。

或者控制模块控制开关模块断开后，若检测模块第一端和第二端的电压信号之差的绝对值大于等于预设的第二阈值，则控制模块诊断开关模块发生故障。

综上所述，本发明所提供的一种充电桩识别电路，可以在仅增加很少的硬件成本的基础上，配合简单的控制策略，通过检测电路中电压信号诊断Sv开关是否发生故障，以避免对车辆充电造成影响。同时，通过电路中电压的比例关系可以准确地识别车辆所连接的充电桩类型，以适配相应的充电控制逻辑，大大提升了车辆充电的可靠性和稳定性。

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。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。