本發(fā)明涉及一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，屬于電動汽車及直流充電設施領域。

背景技術：

隨著電動汽車的增多，充電樁已在一定程度上得到了普及。然而，由于前期缺乏統(tǒng)一的規(guī)范，充電樁的數(shù)量雖然多，但是規(guī)格卻不盡相同，制約了電動汽車的進一步發(fā)展。因此，研究出一種充電槍轉換裝置，使得電動汽車可以與更多規(guī)格的充電樁相匹配具有重要的實際意義。

現(xiàn)有市面上主要是500V、37.5kW的家用型電動汽車直流充電樁，提供的低壓輔助電壓為12v，然而對于小型及中型電動巴士的所需要的低壓輔助電壓為24v，充電電壓為750v，因此家用型電動汽車充電樁不能用于小型及中型電動巴士的充電需求。同樣，對于小型及中型電動巴士的充電樁，家用型電動汽車也不能用于充電。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決家用型電動汽車與商用型電動巴士充電樁不兼容的問題，提出一種支持多類型電動汽車直流充電的充電槍的自動切換裝置和方法，在現(xiàn)有的充電樁的基礎上，不需要改動原有充電設施的情況下實現(xiàn)充電樁與不同類型電動汽車的兼容。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了如下技術方案：

一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置，一端安裝在充電槍接口處，另一端接入電動汽車充電接口，包括：微處理器控制電路、BMS電壓識別電路、CAN總線光電耦合電路、DC-DC轉換電路和邏輯切換電路：

BMS工作電壓識別電路，用于檢測電動汽車BMS的額定工作電壓；

CAN總線光電耦合電路，用于當充電樁所提供的低壓輔助電壓與電動汽車的BMS工作電壓不匹配時實現(xiàn)正常的通信；

DC-DC轉換電路，用于當充電樁所提供的低壓輔助電壓與電動汽車的BMS工作電壓不匹配時實現(xiàn)電壓的轉換，從而為BMS提供合適的工作電壓(A+，A-)；

邏輯切換電路，用于為不同類型電動汽車提供合適的鏈接通道，所提供的通道包括：12v/24vCAN通信通道(S+，S-)、12v/24v低壓輔助電壓通道；

微處理器控制電路連接外圍電路，并根據(jù)切換邏輯控制外圍電路正常工作；

BMS電壓識別電路、邏輯控制電路分別與微處理器相連接，CAN總線光電耦合電路和DC-DC轉換電路分別與邏輯控制電路相連接。

進一步的，所述BMS工作電壓識別電路包括CAN總線光電耦合電路、DC-DC轉換電路以及邏輯控制電路，其中，DC-DC轉換電路以及邏輯控制電路是BMS工作電壓識別電路與自動檢測及切換單元的共用電路：

DC-DC轉換電路，用于當充電樁所提供的低壓輔助電壓與電動汽車的BMS工作電壓不匹配時實現(xiàn)電壓的轉換，從而為BMS提供合適的工作電壓；

邏輯控制電路，用于為不同類型電動汽車提供合適的鏈接通道，所提供的通道包括：12v/24vCAN通信通道(S+，S-)、12v/24v低壓輔助電壓通道(A+，A-)；

CAN總線光電耦合電路，提供BMS與微處理器之間進行CAN通信的通道；

CAN總線耦合電路一端與BMS的CAN總線相連，另一端與邏輯控制電路相連；邏輯控制電路與微處理器的CAN總線接口相連。

進一步的，所述CAN總線光電耦合電路包含12v直連通道、24v直連通道、12/24v光電耦合通道和24/12v光電耦合通道；

各通道均與邏輯切換電路相連接；

DC-DC轉換電路包含12v電壓通道、24v電壓通道、12v/24v電壓通道和24v/12v電壓通道；

各通道均與邏輯控制電路相連接；

邏輯切換電路的輸入端與微處理器的CAN通信接口、微處理器的控制接口、充電槍的CAN通信接口和充電槍的輔助接口相連接。

本發(fā)明還公開一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：CC1連接確認并上電；

步驟S2：充電樁為充電槍自動切換裝置供電，充電槍自動切換裝置檢測充電樁所提供的低壓輔助電壓的大?。?/p>

充電槍自動切換裝置控制邏輯切換電路為電動汽車的BMS提供12v工作電壓并選擇對應的CAN通信通道；

步驟S3：充電槍自動切換裝置通過CAN總線向BMS發(fā)送偽充電握手報文；

步驟S4：檢測是否接收到BMS的應答報文BRM，如果自動檢測及切換裝置在一段時間內(nèi)接收到BMS返回的應答報文,則認為BMS的工作電壓為12v，電動汽車的類型為家用型電動汽車，執(zhí)行步驟S9；如果一段時間內(nèi)，沒有接收到BMS返回的應答報文，自動檢測及切換裝置控制邏輯執(zhí)行步驟S5；

步驟S5：檢測及轉換裝置通過邏輯選擇電路為BMS提供24v的輔助電壓，并選擇相應的CAN通信通道；

步驟S6：充電槍自動切換裝置通過CAN總線向BMS發(fā)送偽充電握手報文；

步驟S7：檢測是否接收到BMS的應答報文BRM，如果自動檢測及切換裝置在一段時間內(nèi)接收到BMS返回的應答報文,則認為BMS的工作電壓為24v，電動汽車的類型為電動巴士，執(zhí)行步驟S9，如果一段時間內(nèi)，沒有接收到BMS返回的應答報文，自動檢測及切換裝置控制邏輯執(zhí)行步驟S8；

步驟S8：提示錯誤信息，未識別車輛類型并退出；

步驟S9：CC2連接確認，執(zhí)行后續(xù)充電流程。

進一步的，步驟S2中，充電樁所提供的低壓輔助電壓類型有兩種：一種為適用于家用型電動汽車的12v低壓輔助電壓，另一種為適用于商用巴士的24v低壓輔助電壓；

進一步的，步驟S2中，當充電樁的低壓輔助電壓為12v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的12v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的12v直連通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；當充電樁的低壓輔助電壓為24v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的24/12v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的24/12v光電耦合通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路。

進一步的，步驟S3中，充電槍自動切換裝置與BMS之間的偽握手報文與充電機和BMS之間的握手報文相同。

進一步的，步驟S3中，充電槍自動切換裝置所發(fā)送的握手報文的周期為250ms，連續(xù)發(fā)送3次，在一個發(fā)送周期內(nèi)至少一次接收到BMS返回的應答報文，則認為通信成功，否則通信連接失敗，通信鏈路不匹配。

進一步的，步驟S5中，在為BMS提供24v的輔助電壓時，當充電樁的低壓輔助電壓為12v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的12/24v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的12/24v光電耦合通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；當充電樁的低壓輔助電壓為24v時，邏輯切換電路選擇24v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的24v直連通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路。

進一步的，步驟S9中，在CC2連接確認后執(zhí)行后續(xù)充電流程與直流充電機的充電流程相同，包括充電握手階段、充電參數(shù)配置階段、充電階段、充電結束階段。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車直流充電的充電槍自動切換裝置和方法可在現(xiàn)有的充電樁的基礎上，不需要改動原有充電設施的情況下實現(xiàn)充電樁與不同類型電動汽車的兼容。

附圖說明

圖1為本發(fā)明支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置安裝連接示意圖。

圖2為本發(fā)明充電槍自動切換裝置的連接示意圖。

圖3為本發(fā)明充電槍自動切換裝置的結構框圖。

圖4為本發(fā)明BMS工作電壓識別電路的結構框圖。

圖5為本發(fā)明CAN總線光電耦合電路的通道示意圖。

圖6為本發(fā)明DC-DC轉換電路的電壓通道示意圖。

圖7為本發(fā)明邏輯切換電路示意圖。

圖8為本發(fā)明充電槍自動切換裝置的工作流程圖。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，主要應用于電動汽車直流充電領域。

實施例1：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，充電槍自動切換裝置的安裝連線示意圖如圖1所示。充電槍自動切換裝置2的一側通過9孔接口21插入到電動汽車直流充電樁1的充電槍12接口處，另一側通過9孔接口22接入到電動汽車或電動巴士3的充電插座。

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，充電槍自動切換裝置的連接示意圖如圖2所示。充電槍自動切換裝置2的一端與充電樁1相連，另一端與電動汽車相連3相連。充電槍自動切換裝置2的一端的接口211(PE)、212(DC+)、213(DC-)、214(CC1)和215(CC2)與另一端接口221(PE)、222(DC+)、223(DC-)、224(CC1)和225(CC2)直接相連，接口216(S+)、217(S-)、218(A+)和219(A-)連接到自動檢測與切換單元23的輸入側，接口226(S+)、227(S-)、228(A+)和229(A-)連接到自動檢測與切換單元23的輸出側。

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，充電槍自動切換裝置的結構框圖如圖3所示。自動檢測與切換單元23包括微處理器控制電路231、邏輯切換電路232、BMS電壓檢測電路233、CAN光電耦合電路234和DC/DC轉換電路235。

微處理器控制電路231：連接外圍電路，并根據(jù)切換邏輯控制外圍電路正常工作；

邏輯切換電路232：用于為不同類型電動汽車提供合適的鏈接通道。

BMS電壓檢測電路233：用于檢測電動汽車BMS的額定工作電壓。

CAN光電耦合電路234：用于當充電樁所提供的低壓輔助電壓與電動汽車的BMS工作電壓不匹配時實現(xiàn)正常的通信；

DC/DC轉換電路235：當充電樁所提供的低壓輔助電壓與電動汽車的BMS工作電壓不匹配時實現(xiàn)電壓的轉換，從而為BMS提供的合適的工作電壓。

實施例2：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，BMS工作電壓識別電路的結構框圖如圖4所示。BMS電壓檢測電路233包含邏輯切換電路232、CAN光電耦合電路234和DC/DC轉換電路235。邏輯切換電路232、CAN總線光電耦合電路234和DC/DC轉換電路235的功能與實施例3中所描述的電路功能相同，且可以共用同一電路。邏輯切換電路232的輸入端通過CAN總線連接到微處理器控制電路231。本實施例的其余技術方案與實施例1相同，且本實施例所采用的技術方案同樣適用于其他實施例。

實施例3：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，CAN總線光電耦合電路的通道示意圖如圖5所示。CAN總線光電耦合電路234包含12/24v光電耦合通道2341、24/12v光電耦合通道2342、24vCAN總線直連通道2343和12vCAN總線直連通道2344。CAN總線光電耦合電路234輸入側與邏輯切換電路232相連，輸出側與接口226(S+)、227(S-)。

12/24v光電耦合通道2341：用于當充電樁的輔助電壓為12v而BMS的工作電壓為24v時提供CAN通信鏈路。

24/12v光電耦合通道2342：用于當充電樁的輔助電壓為24v而BMS的工作電壓為12v時提供CAN通信鏈路。

24vCAN總線直連通道2343：用于當充電樁的輔助電壓為24v且BMS的工作電壓為24v時提供CAN通信鏈路。

12vCAN總線直連通道2344：用于當充電樁的輔助電壓為12v且BMS的工作電壓為12v時提供CAN通信鏈路。

本實施例的其余技術方案與實施例1相同，且本實施例所采用的技術方案同樣適用于其他實施例。

實施例4：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，DC-DC轉換電路的電壓通道示意圖如圖6所示。DC-DC轉換電路235包含12/24vDC-DC電壓通道2351、24/12vDC-DC電壓通道2352、24v直連電壓通道2353和12v直連電壓通道2354。DC-DC轉換電路235的輸入側與邏輯切換電路232相連，輸出側與接口228(A+)、229(A-)。

12/24vDC-DC電壓通道2351：用于當充電樁的輔助電壓為12v而BMS的工作電壓為24v時提供12v轉24v的升壓通道。

24/12vDC-DC電壓通道2352：用于當充電樁的輔助電壓為24v而BMS的工作電壓為12v時提供124v轉12v的降壓通道。

24v直連電壓通道2353：用于當充電樁的輔助電壓為24v且BMS的工作電壓為24v時提供24v的電壓通道。

12v直連電壓通道2354：用于當充電樁的輔助電壓為12v且BMS的工作電壓為12v時提供12v的電壓通道。

本實施例的其余技術方案與實施例1相同，且本實施例所采用的技術方案同樣適用于其他實施例。

實施例5：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，邏輯切換電路示意圖如圖7所示。邏輯切換電路232包含CAN總線通道選擇電路2321和DC/DC電壓通道選擇電路2322。CAN總線通道選擇電路2321的輸入側與微處理器控制電路231和接口216(S+)、217(S-)相連，輸出側與CAN總線光電耦合電路234相連。DC/DC通道選擇電路2322的輸入側與接口218(A+)、219(A-)相連，輸出側與DC/DC轉換電路235相連。

本實施例的其余技術方案與實施例1相同，且本實施例所采用的技術方案同樣適用于其他實施例。

實施例6：

根據(jù)本發(fā)明所提供的一種支持多類型電動汽車充電槍的自動切換裝置和方法，充電槍自動切換裝置的工作流程圖如圖8所示，包含以下步驟：

步驟S1：CC1連接確認并上電；

步驟S2：充電樁為充電槍自動切換裝置供電，充電槍自動切換裝置檢測充電樁所提供的低壓輔助電壓的大小；充電槍自動切換裝置控制邏輯切換電路為電動汽車的BMS提供12v工作電壓并選擇對應的CAN通信通道，充電樁所提供的低壓輔助電壓類型有兩種：一種為適用于家用型電動汽車的12v低壓輔助電壓，另一種為適用于商用巴士的24v低壓輔助電壓；

當充電樁的低壓輔助電壓為12v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的12v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的12v直連通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；當充電樁的低壓輔助電壓為24v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的24/12v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的24/12v光電耦合通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；

步驟S3：充電槍自動切換裝置通過CAN總線向BMS發(fā)送偽充電握手報文；

充電槍自動切換裝置與BMS之間的偽握手報文與充電機和BMS之間的握手報文相同，報文格式如下所示：

表1偽握手報文格式

充電槍自動切換裝置所發(fā)送的握手報文的周期為250ms，連續(xù)發(fā)送3次，在一個發(fā)送周期內(nèi)至少一次接收到BMS返回的應答報文，則認為通信成功，否則通信連接失敗，通信鏈路不匹配；

步驟S4：檢測是否接收到BMS的應答報文BRM，如果自動檢測及切換裝置在一段時間內(nèi)接收到BMS返回的應答報文,則認為BMS的工作電壓為12v，電動汽車的類型為家用型電動汽車，執(zhí)行步驟S9；如果一段時間內(nèi)，沒有接收到BMS返回的應答報文，自動檢測及切換裝置控制邏輯執(zhí)行步驟S5；

步驟S5：檢測及轉換裝置通過邏輯選擇電路為BMS提供24v的輔助電壓，并選擇相應的CAN通信通道；

在為BMS提供24v的輔助電壓時，當充電樁的低壓輔助電壓為12v時，邏輯切換電路選擇DC-DC電路的12/24v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的12/24v光電耦合通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；當充電樁的低壓輔助電壓為24v時，邏輯切換電路選擇24v電壓通道為BMS供電并選擇CAN總線光電耦合電路的24v直連通道為微處理器和BMS之間提供CAN總線通信鏈路；

步驟S6：充電槍自動切換裝置通過CAN總線向BMS發(fā)送偽充電握手報文；

步驟S7：檢測是否接收到BMS的應答報文BRM，如果自動檢測及切換裝置在一段時間內(nèi)接收到BMS返回的應答報文,則認為BMS的工作電壓為24v，電動汽車的類型為電動巴士，執(zhí)行步驟S9，如果一段時間內(nèi)，沒有接收到BMS返回的應答報文，自動檢測及切換裝置控制邏輯執(zhí)行步驟S8；

步驟S8：提示錯誤信息，未識別車輛類型并退出；

步驟S9：CC2連接確認，執(zhí)行后續(xù)充電流程；

在CC2連接確認后執(zhí)行后續(xù)充電流程與直流充電機的充電流程相同，包括充電握手階段、充電參數(shù)配置階段、充電階段、充電結束階段。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，而非對其限制；應當指出，盡管參照上述各實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，其依然可以對上述各實施例所記載的技術方案進行修改，或對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改和替換，并不使相應的技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。