一种电子锁控制装置的制作方法

本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，尤其涉及一种电子锁控制装置。

背景技术：

随着电动汽车的迅猛发展以及人们对用电安全意识的逐渐强化，对电动汽车安全充电的要求与参数也越来越高。为了防止操作人员在电动汽车的充电阶段随意拔插充电枪而导致安全隐患，在电动汽车的BMS(Battery Management System，电池管理系统)增加电子锁控制装置，在汽车充电过程中，电子锁锁止，充电枪无法随意拔出，可以有效确保操作员的安全。但是，目前的电子锁控制装置存在如下缺点：1、通过BMS中的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)检测插枪信号来控制电子锁锁止，当汽车出现故障而不能充电时，还需要进行解锁操作，造成驱动功率的浪费并影响电子锁使用寿命；2、当检测到充电信号结束后就解开电子锁，未检测母线电流及充电继电器的状态，仍存在安全隐患；3、电子锁超长时间驱动影响使用寿命。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种电子锁控制装置以克服以上缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种安全、有效且使用寿命长的电子锁控制装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种电子锁控制装置，其应用于BMS系统中，所述BMS系统包括电池组和MCU单元；所述电子锁控制装置包括电子锁和控制模块，所述电子锁用于锁止充电枪并与所述控制模块相连，所述控制模块用于控制所述电子锁的锁止和解开；所述控制模块还与所述MCU单元相连，所述MCU单元用于驱动所述控制模块的启动和停止；所述MCU单元还与所述电池组相连，用于检测插枪信号和判断所述电池组是否处于充电状态；当所述电池组开始充电且所述MCU单元检测到插枪信号并判断所述电池组处于充电状态时，所述控制模块启动并控制所述电子锁锁止。

进一步的，所述MCU单元还用于检测并判断所述电池组的母线电流是否安全及判断充电继电器是否断开；当所述电池组充电完成且所述MCU单元检测到所述电池组的母线电流安全并判断充电继电器断开时，所述控制模块启动并控制所述电子锁解开。

进一步的，所述控制模块包括一个主控芯片、第一电阻、第二电阻及保险管，所述主控芯片包括第一输入引脚、第二输入引脚、第一输出引脚及第二输出引脚；所述第一输入引脚通过所述第一电阻与所述MCU单元相连，所述第二输入引脚通过所述第二电阻与所述MCU单元相连；所述第一输出引脚通过保险管与所述电子锁相连，所述第二输出引脚与所述电子锁相连。

进一步的，所述控制模块还包括第三电阻和第一二级管，所述主控芯片还包括第一使能引脚和第二使能引脚；所述第一使能引脚和所述第二使能引脚相连并与所述MCU单元相连，所述第一二极管的阴极接地、阳极通过所述第三电阻与所述第一使能引脚和所述第二使能引脚相连。

进一步的，所述控制模块还包括第四电阻和第一电容器，所述主控芯片还包括第一接地引脚和第二接地引脚及片选引脚；所述第一接地引脚和所述第二接地引脚均接地，所述片选引脚通过所述第四电阻接地，所述第一电容器与所述第四电阻并联。

进一步的，所述主控芯片的第一使能引脚和第二使能引脚均输入高电平时，所述主控芯片启动；当所述第一输入引脚为高电平且所述第二输入引脚为低电平时，所述第一输出引脚为高电平且所述第二输出引脚为低电平，所述电子锁锁止；当所述第一输入引脚为低电平且所述第二输入引脚为高电平时，所述第一输出引脚为低电平且所述第二输出引脚为高电平，所述电子锁解开。

进一步的，所述控制模块还包括第二电容器、第三电容器、第四电容器及第一电源，所述主控芯片还包括电源引脚，所述电源引脚通过所述第二电容器接地；所述第一电源与所述电源引脚相连，所述第一电源还通过所述第二电容器接地；所述第三电容器和第四电容器均与所述第二电容器并联。

进一步的，所述电子锁控制装置还包括监测模块，所述监测模块与所述电子锁及MCU单元相连。

进一步的，所述监测模块包括开关元件、第五电阻、第六电阻及第二电源和第三电源，所述开关元件包括第一引脚、第二引脚、第三引脚及第四引脚；所述第一引脚通过所述第五电阻与所述第二电源相连，所述第二引脚通过所述第六电阻与所述电子锁相连，所述第三引脚与所述MCU单元相连，所述第四引脚与所述第三电源相连。

进一步的，所述检测模块还包括第七电阻和第二二极管；所述第二二极管的阳极与所述第二引脚相连、阴极与所述第一引脚相连；所述第三引脚还通过所述第七电阻接地。

与现有技术相比，本实用新型提供的电子锁控制装置的有益效果在于：在控制电子锁锁止之前分别检测插枪信号和电池组充电状态，避免电子锁的无效锁止；在控制电子锁解开之前除了检测充电完成信号还增加电池组的母线电流的检测及判断充电继电器是否断开，提高了安全性；此外，还增加监测模块，防止电子锁因驱动时间超长而造成损坏，提高了电子锁的使用寿命。

【附图说明】

图1为本实用新型电子锁控制装置的控制模块的电路原理图。

图2为本实用新型电子锁控制装置的电子锁锁止的流程图。

图3为本实用新型电子锁控制装置的电子锁解开的流程图

图4为本实用新型电子锁控制装置的监测模块的电路原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。

如图1所示，图1为本实用新型电子锁控制装置的控制模块的电路原理图。所述电子锁控制装置应用于BMS系统中，所述BMS系统包括电池组10和MCU单元20。所述电子锁控制装置包括电子锁30和控制模块40。所述电子锁30用于锁止充电枪并与所述控制模块40相连，所述控制模块40用于控制所述电子锁30的锁止和解开。所述控制模块40还与所述MCU单元20相连，所述MCU单元20用于驱动所述控制模块40的启动和停止。所述MCU单元20还与所述电池组10相连。

具体的，如图2和图3所示，所述MCU单元20用于检测插枪信号和判断所述电池组10是否处于充电状态。当所述电池组10开始充电且所述MCU单元20检测到插枪信号并判断所述电池组10处于充电状态时，所述控制模块40启动并控制所述电子锁30锁止。所述MCU单元20还用于检测并判断所述电池组10的母线电流是否安全及判断充电继电器是否断开。当所述电池组10充电完成且所述MCU单元20检测到所述电池组10的母线电流安全并判断充电继电器断开时，所述控制模块40启动并控制所述电子锁30解开。所述电子锁30锁止的具体步骤如下：

步骤S01，开始充电。

步骤S02，所述MCU单元20是否检测到插枪信号，如果是，则执行步骤S03，如果否，则继续执行步骤S02。

步骤S03，所述MCU单元20判断所述电池组10是否处于可充电状态，如果是，则执行步骤S04，如果否，则执行步骤S02。

步骤S04，所述电子锁30锁止。

步骤S05，充电完成。

步骤S06，所述MCU单元20检测所述电池组10的母线电流是否安全，如果是，则执行步骤S07，如果否，则继续执行步骤S06。

步骤S07，所述MCU单元20判断充电继电器是否断开，如果是，则执行步骤S08，如果否，则执行步骤S06。

步骤S08，所述电子锁30解开。

进一步的，请再次参阅图1，所述控制模块40包括一个主控芯片U1、第一电阻R1、第二电阻R2及保险管F，所述主控芯片U1包括第一输入引脚INA、第二输入引脚INB、第一输出引脚OUTA及第二输出引脚OUTB。所述第一输入引脚INA通过所述第一电阻R1与所述MCU单元20相连，所述第二输入引脚INB通过所述第二电阻R2与所述MCU单元20相连。所述第一输出引脚OUTA通过保险管F与所述电子锁30相连，所述第二输出引脚OUTB与所述电子锁30相连。本实施方式中，当所述主控芯片U1为全桥驱动芯片，所述电子锁30为电机驱动型且内部设有驱动电机(图未示)，当所述主控芯片U1启动且所述第一输入引脚INA输入高电平，所述第二输入引脚INB输入低电平时，所述第一输出引脚OUTA输出高电平，所述第二输出引脚OUTB输出低电平，此时，所述电子锁30内的驱动电机正转，所述电子锁30锁止；当所述第一输入引脚INA输入低电平，所述第二输入引脚INB输入高电平时，所述第一输出引脚OUTA输出低电平，所述第二输出引脚OUTB输出高电平，此时，所述电子锁30内的驱动电机反转，所述电子锁30解开。

进一步的，所述控制模块40还包括第三电阻R3和第一二级管D1，所述主控芯片U1还包括第一使能引脚ENA和第二使能引脚ENB。所述第一使能引脚ENA和所述第二使能引脚ENB相连并与所述MCU单元20相连。具体的，当所述MCU单元40输出高电平至所述第一使能引脚ENA和所述第二使能引脚ENB时，所述主控芯片U1启动；反之，当所述MCU单元20输出低电平至所述第一使能引脚ENA和第二使能引脚ENB时，所述主控芯片U1停止。所述第一二极管D1的阴极接地、阳极通过所述第三电阻R3与所述第一使能引脚ENA和所述第二使能引脚ENB相连。本实施方式中，所述第一二极管D1为发光二级管，当所述主控芯片U1启动时，所述第一二极管D1导通发光，方便使用者了解所述主控芯片U1的工作状态。

进一步的，所述控制模块40还包括第四电阻R4和第一电容器C1，所述主控芯片U1还包括第一接地引脚GNDA和第二接地引脚GNDB及片选引脚CS，所述第一接地引脚GNDA和所述第二接地引脚GNDB均接地，所述片选引脚CS通过所述第四电阻R4接地，所述第一电容器C1与所述第四电阻R4并联。此外，所述控制模块40还包括第二电容器C2、第三电容器C3、第四电容器C4及第一电源VCC1，所述主控芯片U1还包括电源引脚VCC，所述电源引脚VCC通过所述第二电容器C2接地。所述第一电源VCC1与所述电源引脚VCC相连，所述第一电源VCC1还通过所述第二电容器接地C2；所述第三电容器C3和第四电容器C4均与所述第二电容器C2并联。本实施方式中，所述第二电容器C2和所述第三电容器C3可以减少噪声对所述主控芯片U1的影响；所述第四电容器C4为有极性电容，其正极与所述第一电源VCC1及电源引脚VCC相连、负极接地，用于滤除所述控制模块40自身的干扰。

进一步的，请同时参考图4，所述电子锁控制装置还包括监测模块50，所述检测模块50用于监测所述电子锁30内的驱动电机的工作状态。所述监测模块50与所述电子锁30及MCU单元20相连，所述状态检测模50包括开关元件501、第五电阻R5、第六电阻R6及第二电源VCC2和第三电源VCC3。所述开关元件501包括第一引脚PIN1、第二引脚PIN2、第三引脚PIN3及第四引脚PIN4。所述第一引脚PIN1通过所述第五电阻R5与所述第二电源VCC2相连，所述第二引脚PIN2通过所述第六电阻R6与所述电子锁30相连，所述第三引脚PIN3与所述MCU单元20相连，所述第四引脚PIN4与所述第三电源VCC3相连。本实施方式中，所述开关元件501为光电耦合器，所述第二引脚PIN2用于监测所述电子锁30内的驱动电机的工作状态，当所述驱动电机启动时，所述第二引脚PIN2为低电平，所述开关元件501导通，所述第三引脚PIN3输出高电平至所述MCU单元20。为了防止所述电子锁30内的驱动电机超长时间启动导致损坏，当所述MCU单元20接收到高电平的持续时间大于额定时间参数时，所述MCU单元20输出低电平至所述主控芯片U1的第一使能引脚ENA和第二使能引脚ENB，此时，所述主控芯片U1停止工作，所述电子锁30内的驱动电机暂停，所述电子锁30保持锁止或解开状态。

此外，所述监测模块50还包括第七电阻R7和第二二极管D2。所述第二二极管D2的阳极与所述第二引脚PIN2相连、阴极与所述第一引脚PIN1相连。所述第三引脚PIN3还通过所述第七电阻R7接地。本实施方式中，所述第二二极管D2起到保护所述开关元件501的作用，防止所述开关元件501反向击穿。

所述电子锁控制装置的工作原理如下：

当所述电池组10进行充电时，所述MCU单元20检测到插枪信号并判断所述电池组10处于充电状态，此时，所述MCU单元20输出高电平至所述主控芯片U1的第一输入引脚INA、第一使能引脚ENA及第二使能引脚ENB且所述MCU单元输出低电平至第二输入引脚INB，所述主控芯片U1的第一输出引脚OUTA输出高电平且所述第二输出引脚OUTB输出低电平，所述电子锁30内的驱动电机正转，所述电子锁30锁止。

当所述电池组10充电完成时，所述MCU单元20检测到所述电池组10的母线电流安全并判断充电继电器断开，此时，所述MCU单元20输出低电平至所述主控芯片U1的第一输入引脚INA且所述MCU单元输出高电平至所述主控芯片U1的第二输入引脚INB、第一使能引脚ENA及第二使能引脚ENB，所述主控芯片U1的第一输出引脚OUTA输出低电平且所述第二输出引脚OUTB输出高电平，所述电子锁30内的驱动电机反转，所述电子锁30解开。

此外，因所述电子锁30采用电机驱动方式，如果所述电子锁30内的驱动电机持续启动时间大于额定时间参数，会造成驱动电机的永久损坏。为了防止所述电子锁30内的驱动电机因超长时间驱动而导致损坏，所述监测模块50用于监测所述电子锁30内的驱动电机的工作状态。当所述驱动电机启动时，所述第二引脚PIN2为低电平，所述开关元件501导通，所述第三引脚PIN3输出高电平至所述MCU单元20。当所述MCU单元20接收到高电平的持续时间大于额定时间参数时，所述MCU单元20输出低电平至所述主控芯片U1的第一使能引脚ENA和第二使能引脚ENB，此时，所述主控芯片U1停止工作，所述电子锁30内的驱动电机暂停，所述电子锁30保持锁止或解开状态。

本实用新型提供的电子锁控制装置，在控制所述电子锁30锁止之前分别检测插枪信号和电池组充电状态，避免所述电子锁30的无效锁止；在控制所述电子30锁解开之前除了检测充电完成信号还增加电池组的母线电流的检测及判断充电继电器是否断开，提高了安全性；此外，还增加所述监测模块50，防止所述电子锁30内的驱动电机因启动时间超长而造成损坏，提高了所述电子锁30的使用寿命。

本实用新型并不仅仅限于说明书和实施例中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。