專利名稱：一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，屬于通信控制領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
充電接口是連接充電裝置中活動電纜和電動車輛的設(shè)備，利用電傳導(dǎo)的方式為電動汽車充電。電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)充電裝置插座與電動汽車充電接口的通信連接部分，由控制導(dǎo)引線和保護(hù)性接地線構(gòu)成的回路實(shí)現(xiàn)，不僅可以防止充電接口誤插拔，同時根據(jù)供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值調(diào)整電動汽車充電機(jī)輸出功率?，F(xiàn)有的電動汽車充電導(dǎo)引系統(tǒng)中采用調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率單一的充電模式，未考慮供電設(shè)備供電充足，車載充電機(jī)不具有接收占空比變化的PWM信號功能的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，包括調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率和不調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率兩種充電模式，確保電動汽車整個充電過程的安全、可靠。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，由主控單元、充電控制導(dǎo)引模塊、電壓處理模塊以及以太網(wǎng)接口模塊組成，主控單元分別與充電控制導(dǎo)引模塊、以太網(wǎng)接口模塊雙向連接，與電壓處理模塊單向連接，充電控制導(dǎo)引模塊與電壓處理模塊單向連接，以太網(wǎng)接口模塊與后臺監(jiān)控系統(tǒng)雙向連接。CP、PE端子為電動汽車與充電裝置的連接點(diǎn)。所述主控單元采用的芯片型號為EP9315。所述充電控制導(dǎo)引模塊由信號源模塊、充電導(dǎo)引回路組成。所述信號源模塊米用的光稱型號為TLP521-1。所述充電導(dǎo)引回路由充電裝置側(cè)的監(jiān)測開關(guān)S、電阻R1、檢測點(diǎn)ALJ、電動汽車側(cè)的R2、充電機(jī)連接點(diǎn)⑶J以及充電連接點(diǎn)CP、PE組成。其中Rl、R2為等值電阻，監(jiān)測開關(guān)S連接主控單元的引腳3，充電機(jī)連接點(diǎn)⑶J連接充電機(jī)。所述以太網(wǎng)接口模塊實(shí)現(xiàn)控制導(dǎo)引系統(tǒng)與后臺監(jiān)控系統(tǒng)的通信。所述一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)控制方法，由兩種充電模式構(gòu)成，包括如下步驟:第一種充電模式步驟為:A.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式，若為第一種充電模式，主控單兀的引腳2輸出低電平，B.主控單元繼續(xù)接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的以占空比脈寬值表示的供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值，控制引腳I輸出占空比變化的PWM信號，進(jìn)而控制信號源模塊產(chǎn)生相同占空比的12V/0V的PWM信號，通過充電導(dǎo)引回路發(fā)送到電動汽車側(cè)的充電機(jī)，C.充電導(dǎo)引回路檢測點(diǎn)的電壓信號經(jīng)過電壓處理模塊后輸出主控單元可識別的TTL電平，D.主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出信號類型確定充電連接狀態(tài)，E.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，第二種充電模式步驟為:A.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式，若為第二種充電模式，主控單兀的引腳2輸出高電平，B.主控單元控制引腳I輸出占空比為1:1的PWM信號，信號源模塊產(chǎn)生12V高電平信號，通過充電導(dǎo)引回路發(fā)送到電動汽車側(cè)的充電機(jī)，C.充電導(dǎo)引回路檢測點(diǎn)的電壓信號經(jīng)過電壓處理模塊后輸出主控單元可識別的TTL電平，D.主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出信號類型確定充電連接狀態(tài)，E.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)。所述占空比變化的PWM信號是指供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值所對應(yīng)的占空比變化的PWM信號。在占空比為5% 80% ±2%的區(qū)間內(nèi)電流和占空比成線性比例關(guān)系，5 %對應(yīng)3A的充電電流，80%對應(yīng)48A充電電流，其它占空比變化的PWM信號對應(yīng)的電流值依次類推。所述第一種充電模式是指后臺監(jiān)控系統(tǒng)可調(diào)整車載充電機(jī)的輸出功率。后臺監(jiān)控系統(tǒng)將占空比脈寬值表示的供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值發(fā)送至主控單元，主控單元控制信號源模塊產(chǎn)生占空比變化的PWM信號，通過充電導(dǎo)引回路傳遞到電動汽車側(cè)的充電機(jī)。所述第二種充電模式是指后臺監(jiān)控系統(tǒng)不調(diào)整車載充電機(jī)的輸出功率。主控單元控制信號源模塊產(chǎn)生高電平信號，通過充電導(dǎo)引回路傳遞到電動汽車側(cè)的充電機(jī)。適用于供電設(shè)備供電充足和車載充電機(jī)不具有接收占空比變化的PWM信號功能的情況。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)在于:(I)通過兩路光耦實(shí)現(xiàn)兩種充電模式下的信號源模塊，簡單可靠，成本低廉。(2)適用于調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率和不調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率兩種充電模式，可有效防止電動汽車充電接口的誤插拔。


圖1為本發(fā)明所述的電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明所述的電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)的充電控制導(dǎo)引模塊原理圖。圖3為本發(fā)明所述的電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)的主控單元工作流程圖。
具體實(shí)施例方式以下通過附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。如圖1所示，本發(fā)明所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，由主控單元、充電控制導(dǎo)引模塊、電壓處理模塊以及以太網(wǎng)接口模塊組成，主控單元分別與充電控制導(dǎo)引模塊、以太網(wǎng)接口模塊雙向連接，與電壓處理模塊單向連接，充電控制導(dǎo)引模塊與電壓處理模塊單向連接，以太網(wǎng)接口模塊與后臺監(jiān)控系統(tǒng)雙向連接。CP、PE端子為電動汽車與充電裝置的連接點(diǎn)。主控單元采用的芯片型號為EP9315。充電控制導(dǎo)引模塊由信號源模塊、充電導(dǎo)引回路組成。信號源模塊采用的光耦型號為TLP521-1。充電導(dǎo)引回路由充電裝置側(cè)的監(jiān)測開關(guān)S、電阻Rl、檢測點(diǎn)ALJ、電動汽車側(cè)的R2、充電機(jī)連接點(diǎn)CDJ以及充電連接點(diǎn)CP、PE組成。其中R1、R2為等值電阻，監(jiān)測開關(guān)S連接主控單元的引腳3，充電機(jī)連接點(diǎn)⑶J連接充電機(jī)。以太網(wǎng)接ロ模塊實(shí)現(xiàn)控制導(dǎo)引系統(tǒng)與后臺監(jiān)控系統(tǒng)的通信。如圖2所示，本發(fā)明所述的ー種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)的充電控制導(dǎo)引模塊，包括信號源模塊和充電導(dǎo)引回路。信號源模塊中兩路光耦TLP521-1的ニ極管正極分別連接5V電源，負(fù)極分別連接主控單元的引腳1、引腳2 ;三極管集電極分別連接12V電源，發(fā)射極并聯(lián)輸出點(diǎn)XH連接充電導(dǎo)引回路的監(jiān)測開關(guān)S。充電導(dǎo)引回路由充電裝置側(cè)的監(jiān)測開關(guān)S、電阻R1、檢測點(diǎn)ALJ、電動汽車側(cè)的R2以及充電連接點(diǎn)CP、PE組成，充電機(jī)連接點(diǎn)CDJ。其中R1、R2為等值電阻，監(jiān)測開關(guān)S連接主控單元的引腳3，充電機(jī)連接點(diǎn)CDJ連接充電機(jī)。充電裝置供電插座與電動汽車充電插頭完成可靠連接后充電控制導(dǎo)弓I模塊閉環(huán)。如圖3所示，本發(fā)明所述的ー種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)中主控單元的工作流程，包括如下步驟:第一種充電模式工作流程為:(I)刷卡以及自檢成功后，主控單元閉合監(jiān)測開關(guān)S，(2)主控單元通過以太網(wǎng)接ロ模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式信號，若為第一種充電模式，引腳2輸出低電平，(3)主控單元繼續(xù)接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的以占空比脈寬值表示的供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值，控制引腳I產(chǎn)生占空比變化的PWM信號，進(jìn)而控制信號源模塊輸出與之相同占空比的12/0V的PWM信號，通過充電導(dǎo)引回路發(fā)送到電動汽車側(cè)的充電機(jī)，調(diào)整電動汽車充電機(jī)的輸出功率，(4)主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出狀態(tài)確定充電連接狀態(tài)，若檢測點(diǎn)電壓為12V/0V，表明充電接ロ斷開或未連接好；若檢測點(diǎn)電壓為6V/0V，表明充電接ロ閉合，(5)主控單元通過以太網(wǎng)接ロ模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，同時根據(jù)充電連接狀態(tài)設(shè)置充電開關(guān)，第二種充電模式工作流程為:(I)刷卡以及上電自檢成功后，主控單元閉合監(jiān)測開關(guān)S，(2)主控單元通過以太網(wǎng)接ロ模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式信號，若為第二種充電模式，引腳2置高電平，(3)主控單元控制引腳I產(chǎn)生占空比為1:1的5V/0V的PWM信號，由于引腳2輸出高電平，信號源模塊輸出12V的高電平信號，(4)主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出狀態(tài)確定充電連接狀態(tài)，若檢測點(diǎn)電壓為12V，表明充電接ロ斷開或未連接好；若檢測點(diǎn)電壓為6V，表明充電接ロ閉合，
(5)主控單元通過以太網(wǎng)接ロ模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)，同時根據(jù)充電連接狀態(tài)設(shè)置充電開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由主控單元、充電控制導(dǎo)引模塊、電壓處理模塊以及以太網(wǎng)接口模塊組成，主控單元分別與充電控制導(dǎo)引模塊、以太網(wǎng)接口模塊雙向連接，與電壓處理模塊單向連接，充電控制導(dǎo)引模塊與電壓處理模塊單向連接，以太網(wǎng)接口模塊與后臺監(jiān)控系統(tǒng)雙向連接，CP、PE端子為電動汽車與充電裝置的連接點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元采用的芯片型號為EP9315。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，所述充電控制導(dǎo)引模塊由信號源模塊、充電導(dǎo)引回路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，所述信號源模塊采用的光耦型號為TLP521-1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，其特征在于，所述充電導(dǎo)引回路由充電裝置側(cè)的監(jiān)測開關(guān)S、電阻R1、檢測點(diǎn)AU、電動汽車側(cè)的R2、充電機(jī)連接點(diǎn)⑶J以及充電連接點(diǎn)CP、PE組成，其中R1、R2為等值電阻，監(jiān)測開關(guān)S連接主控單元的引腳3，充電機(jī)連接點(diǎn)⑶J連接充電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，由兩種充電模式構(gòu)成，包括如下步驟: 第一種充電模式步驟為: A.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式，若為第一種充電模式，主控單元的引腳2輸出低電平， B.主控單元繼續(xù)接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的以占空比脈寬值表示的供電設(shè)備當(dāng)前可供最大連續(xù)額定電流值，控制引腳I輸出占空比變化的PWM信號，進(jìn)而控制信號源模塊產(chǎn)生相同占空比的12V/0V的PWM信號，通過充電導(dǎo)引回路發(fā)送到電動汽車側(cè)的充電機(jī)， C.充電導(dǎo)引回路檢測點(diǎn)的電壓信號經(jīng)過電壓處理模塊后輸出主控單元可識別的TTL電平， D.主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出信號類型確定充電連接狀態(tài)， E.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)， 第二種充電模式步驟為: A.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊接收后臺監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的充電模式，若為第二種充電模式，主控單元的引腳2輸出高電平， B.主控單元控制引腳I輸出占空比為1:1的PWM信號，信號源模塊產(chǎn)生12V高電平信號，通過充電導(dǎo)引回路發(fā)送到電動汽車側(cè)的充電機(jī)， C.充電導(dǎo)引回路檢測點(diǎn)的電壓信號經(jīng)過電壓處理模塊后輸出主控單元可識別的TTL電平， D.主控單元根據(jù)電壓處理模塊的輸出信號類型確定充電連接狀態(tài)， E.主控單元通過以太網(wǎng)接口模塊上傳充電連接狀態(tài)到后臺監(jiān)控系統(tǒng)。
全文摘要
一種電動汽車充電控制導(dǎo)引系統(tǒng)，由主控單元、充電控制導(dǎo)引模塊、電壓處理模塊以及以太網(wǎng)接口模塊組成，主控單元分別與充電控制導(dǎo)引模塊、以太網(wǎng)接口模塊雙向連接，與電壓處理模塊單向連接，充電控制導(dǎo)引模塊與電壓處理模塊單向連接，以太網(wǎng)接口模塊與后臺監(jiān)控系統(tǒng)雙向連接。CP、PE端子為電動汽車與充電裝置的連接點(diǎn)。本發(fā)明具有后臺監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率與不調(diào)整車載充電機(jī)輸出功率兩種充電模式，為電動汽車及其配套的交流充電裝置提供了一種安全、可靠的通信接口系統(tǒng)。
文檔編號H02J7/00GK103094970SQ20131005630
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者劉路, 曾博, 李剛, 韓帥, 卿柏元, 陳俊, 何藝, 楚洪波, 陳衛(wèi)東, 金慶忍, 秦麗娟 申請人:廣西電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院