专利名称：电动汽车便携式充电器及其设计方法
技术领域：
本发明涉及一种针对家用纯电动汽车或插入式混合动力汽车的充电控制装置及 其设计方法，尤其涉及一种轻便小巧、操作简单、性能安全的电动汽车便携式充电器及其设 计方法。
背景技术：
随着能源危机和环境污染的加剧，电动汽车的兴起越来越适应时代的需求。在电 动汽车兴起的同时，关于其充电问题也越来越受到广泛关注。虽然目前很多的电动汽车专 用充电站中的充电装置，如电动汽车充电桩、电动汽车充电柜等能解决大部分的充电问题。 但是车主需要到达指定的充电地点才能充电。电动汽车一旦在行驶路途中快没电了，很难 保证此时附近就有一家电动汽车充电站，这样车主将会浪费很多宝贵的时间用在寻找充电 站的路上。此外，当车主将电动汽车停在自家车库或是小区时，这段十分适合充电的空闲时 间却难以充分利用。所以目前车主在电动汽车充电的场合选择上，很难自主控制，时间的利 用效率不高。这也会制约纯电动汽车的普及。
发明内容
为了使车主能有更宽裕的充电场合、解决时间利用率不高的问题，本发明提供了一种 电动汽车便携式充电器及其设计方法。该充电器轻便小巧，可随车携带。通过标准的家庭 电源接口，能使车主在任意场合下方便地给纯电动汽车或插入式混合动力汽车充电。此外， 提供了严格的安全保护功能，能有效处理过流、漏电、短路等安全问题。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下。一种电动汽车便携式充电器，它包括智能控制单元、电源端插头、电缆、汽车端充 电插头；所述智能控制单元由中央控制模块(CCU)连接相关外围电路，主要完成对外围电 路模拟及数字信号高速采样、算法、充电逻辑的实现以及故障保护；所述中央控制模块，用 于控制引导电路的实现、外围电路的管理、各部件状态的监测以及控制指令的发出；所述外 围电路包括整流滤波电路，用于为整个智能控制单元提供适合的电源；继电器驱动电路， 通过控制继电器吸合来实现是否将电源端插头连接到汽车端充电插头；继电器吸合检测电 路，用于检测继电器是否吸合上，将检测结果传给中央控制模块；脉冲信号输出电路，用于 将中央控制模块发出的方波信号经变换输出为连接到电动汽车CP端子的信号。上述装置中，所述外围电路进一步包括漏电保护电路，用于检测电气外壳是否和 火线由意外直接连通导致与地之间产生一定电位差；电流检测电路，用于判断充电时是否 过流，以及确定充电是否完成。所述脉冲信号输出电路中，将所述中央控制模块中单片机或芯片的一个I/O端口 连接到该电路的第一三极管的基极；将该电路熔断器和瞬态抑制二极管之间连接到所述中 央控制模块的CP输出端子。该电路是由一系列二极管、三极管、电容和电阻，熔断器以及瞬 态抑制二极管有序连接而成。所述继电器驱动电路中，将电源端插头侧输入的三相交流电(如220V或110V)中的火线和零线分别各串联一个熔断器，然后之间再并联一个稳压电容，连接到继电器的二 个常闭触点，此外该火线还连接到继电器一个吸合线圈的引脚，所述继电器吸合线圈的另 一个引脚连接到双向可控硅的第一阳极，所述双向可控硅的第二阳极与所述的零线相连 接，其控制极连接到光电耦合器的输出端；所述光电耦合器的发光二极管一端接+ 5V电 平，另一端与中央控制模块中单片机或芯片的I/O端口连接。这样即可通过所述I/O的信 号控制继电器吸合。所述继电器吸合检测电路中，继电器的二个常开触点连接到交流光电耦合器的2 个输入端；所述交流光电耦合器的输出端连接到中央控制模块中单片机或芯片的一个外部 中断。当继电器吸合时，两个常开触点间带有(220V或110V)交流电压，所述光电耦合器会 产生一定频率(如100Hz)的脉冲信号，将由所述单片机或芯片来检测是否有此脉冲来判断 继电器是否吸合上。所述整流滤波电路中，所述继电器驱动电路中串联了熔断器的火线和零线分别连 接到变压器的一次侧，所述变压器的二次侧连接到桥式整流电路。桥式整流电路将整流好 的信号连接到模拟滤波电路中，然后再通过二个稳压器将输出的电压稳定为+12V和-12V， 在+12V的输出端连接第三个稳压器，将其电压输出稳定在+5V。所述中央控制模块中，所述汽车端充电插头的连接确认CC端通过电阻分压连接 至单片机或芯片的ADC模拟采样端口 ；其中单片机或芯片的四个I/O端口连接至四个不同 颜色的发光二极管，用以各种状况及故障类型的显示；单片机或芯片将所述的继电器吸合 检测电路、漏电保护电路、电流检测电路的信号以一定的采样频率(如IOKHz)采集；做逻辑 处理判断后输出给继电器驱动电路、脉冲信号输出电路，用以实现相应的功能。所述漏电保护电路中，将所述继电器驱动电路中的火线和零线共同穿过零序电流 互感器的环形铁芯；所述零序电流互感器的二次侧输出端连接一个运算放大器；将输出的 电压值放大到中央控制模块中单片机或芯片能读取的适合大小；所述运算放大器的输出端 连接到所述单片机或芯片的ADC采样端。当充电器正常工作时，由基尔霍夫电流定律得知 各相电流矢量和为零，故此时二次侧无电压。当发生漏电故障时，各相电流矢量和不为零。 所述的零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，在二次侧就产生了感应电压。所述电流检测电路中，将所述继电器驱动电路中的火线穿过电流互感器；该互感 器的二次侧连接一个运算放大器；将输出的电压值放大到中央控制模块中单片机或芯片能 读取的适合大小；所述运算放大器的输出端连接到所述单片机或芯片的ADC采样端。所述智能控制单元上电后，中央控制模块的工作流程如下
1)中央控制模块读取电流检测电路的AD值，判断是否过流，若是则设置为故障1，若否 则继续下一步；
2冲央控制模块读取漏电保护电路的AD值，判断是否有漏电流，若是则设置为故障2， 若否则继续下一步；
3)中央控制模块读取继电器吸合检测电路的值并判断与给出指令是否一致，若否则设 置为故障3，若是则继续下一步；
4)中央控制模块根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工 作状态；若不处于充电状态，则读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连 接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送一定频率(如1kHz，占空比20%)的脉冲；延时几秒，蜂鸣器响几声，向继电器驱动电路发送信号使继电器闭合，开始充电，回 到第1)步；若该充电器处于充电状态，则继续下一步；
5)读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则设置为故障4，若 有连接则继续下一步；
6)根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否充电完成，若充电未完成，则 直接回到第1)步；若充电完成，则继续下一步；
7)指示灯信号示意结束，向继电器驱动电路发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号 输出电路发送脉冲，延时几秒，回到第1)步；
8)上述中出现的各种故障，根据故障的类型，令相应的故障灯亮，蜂鸣器短鸣表示有故 障；停止向脉冲信号输出电路发送脉冲；
9)根据在电流检测电路中读取到的值，寻找电压过零点，向继电器驱动电路发送信号 使继电器断开；
10)判断是否是过流故障；
11)若是，则延时等待，然后回到第1)步。一种电动汽车便携式充电器的设计方法，设置智能控制单元、电源端插头、电缆、 汽车端充电插头；所述智能控制单元设置中央控制模块并连接相关外围电路；所述中央控 制模块用于控制引导电路的实现、外围电路的管理、各部件状态的监测以及控制指令的发 出；所述外围电路设置如下整流滤波电路，用于为整个智能控制单元提供适合的电源；继 电器驱动电路，通过控制继电器吸合来实现是否将电源端插头连接到汽车端充电插头；继 电器吸合检测电路，用于检测继电器是否吸合上，将检测结果传给中央控制模块；脉冲信号 输出电路，用于将中央控制模块发出的方波信号经变换输出为连接到汽车CP端子的信号。上述方法中，所述外围电路进一步设置如下漏电保护电路，用于检测电气外壳是 否和火线由意外直接连通导致与地之间产生一定电位差；电流检测电路，用于判断充电时 是否过流，以及确定充电是否完成。上述方法中，智能控制单元上电后，所述中央控制模块的工作按如下步骤进行
1)中央控制模块读取电流检测电路的AD值，判断是否过流，若是则设置为故障1，若否 则继续下一步；
2冲央控制模块读取漏电保护电路的AD值，判断是否有漏电流，若是则设置为故障2， 若否则继续下一步；
3)中央控制模块读取继电器吸合检测电路的值并判断与给出指令是否一致，若否则设 置为故障3，若是则继续下一步；
4)中央控制模块根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工 作状态；若不处于充电状态，则读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连 接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送一定频率的脉冲；延时几秒，蜂 鸣器响几声，向继电器驱动电路发送信号使继电器闭合，开始充电，回到第1)步；若该充电 器处于充电状态，则继续下一步；
5)读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则设置为故障4，若 有连接则继续下一步；
6)根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否充电完成，若充电未完成，则直接回到第1)步；若充电完成，则继续下一步；
7)指示灯信号示意结束，向继电器驱动电路发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号 输出电路发送脉冲，延时几秒，回到第1)步；
8)在上述中出现的各种故障，根据故障的类型，令相应的故障灯亮，蜂鸣器短鸣表示有 故障；停止向脉冲信号输出电路发送脉冲；
9)根据在电流检测电路中读取到的值，寻找电压过零点，向继电器驱动电路发送信号 使继电器断开；
10)判断是否是过流故障；
11)若是，则延时等待，然后回到第1)步。上述方法中，所述步骤4)中央控制模块根据在电流检测电路中读取到的值判断 该充电器是否处在充电的工作状态；若不处于充电状态，则读取汽车充电端的CC线电压 值，判断插头是否连接，若无连接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送 IkHz,占空比20%脉冲；延时2-5秒，蜂鸣器响1-5声，向继电器驱动电路发送信号使继电器 闭合，开始充电，回到第1)步；若该充电器处于充电状态，则继续下一步。上述方法中，所述步骤7)指示灯信号示意结束，向继电器驱动电路发送信号使继 电器断开，停止向脉冲信号输出电路发送脉冲，延时2-8秒，回到第1)步。本发明电动汽车便携式充电器及其设计方法的有益效果是该充电器轻便小巧， 能随车携带；只要有家用的标准三相电源接口如220V或110V，即可充电；因此不受时间和 位置的限制，可方便充电。安全保护功能齐全，能有效处理由各种意外造成的短路、过流、漏 电等故障，且在故障时能在电压过零点时断开继电器，防止大电流的断开导致触电拉弧；因 而充电过程安全可靠，充电完成自动断电。设计方法符合标准，考虑了各种情况的保护措 施，及故障恢复功能等。
图1是本发明的电路结构框架图。
图2是本发明实施例的继电器驱动电路原理图。
图3是本发明实施例的整流滤波电路结构图。
图4是本发明实施例的电流检测电路原理图。
图5是本发明实施例的漏电保护电路原理图。
图6是本发明实施例的中央控制模块原理图。
图7是本发明实施例的继电器吸合检测电路原理图。
图8是本发明实施例的脉冲信号输出电路原理图。
图9是本发明实施例的中央控制模块的工作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和标准家庭电源接口 220V为实施例，对本发明作进一步详细说明。如图1所示，本发明的便携式充电器，由电源端插头1、智能控制单元、电缆、汽车 端充电插头9组成。其中电源端插头1是把充电器引出的活动电缆和标准家庭电源接口连 接起来的部件，插头额定电流16A，单相三线接入方式。电缆是用于连接电源端插头与充电器智能控制单元，以及智能控制单元与汽车端充电插头的部件。汽车端充电插头9是把充 电器弓I出的活动电缆和电动汽车充电插座连接起来的部件。智能控制单元包括继电器驱动 电路2、整流滤波电路3、电流检测电路4、漏电保护电路5、中央控制模块6、继电器吸合检测 电路7、脉冲信号输出电路8。如图2所示的继电器驱动电路中，由电源端插头侧输入的220V三相交流电中的火 线和零线分别各串联一个熔断器FU1、FU2，三相直接各并联一个压敏电阻R25、R26。然后火 线和零线之间再并联一个稳压电容C26，连接到继电器10的二个常闭触点，此外该火线还 连接到继电器10 —个吸合线圈的引脚，继电器10吸合线圈的另一个引脚连接到双向可控 硅T3的第一阳极，双向可控硅T3的第二阳极与零线相连接，该零线与碳膜电阻R20串联后 连接到光电耦合器11的引脚16。双向可控硅T3控制极与碳膜电阻R27串联后连接到光电 耦合器11的输出端。光电耦合器11的发光二极管一端接+ 5V电平，另一端与中央控制模 块6的单片机的I/O端连接。这样即可通过单片机I/O的信号控制继电器吸合。如图3所示，整流滤波电路用于为整个智能控制单元提供适合的电源。将继电器 驱动电路2中的220V-L-T和220V-N-T，连接到变压器12的一次侧。由变压器12的二次侧 连接到桥式整流电路13，经整流后连接到模拟滤波电路14。滤波后连接到7812稳压器15， 经此输出士 12伏的电压，再将其+12V电压连接到7805稳压器16，经此输出+5伏电压。如图4所示，电流检测电路中，将继电器驱动电路2中的火线穿过电流互感器Sl ； 该互感器的二次侧连接一个运算放大器U2;将输出的电压值放大到中央控制模块中单片 机能读取的适合大小；运算放大器U2的输出端连接到所述单片机的ADC采样端。如图5所示，漏电保护电路中，将继电器驱动电路2中的火线和零线共同穿过零序 电流互感器的环形铁芯Tl ；零序电流互感器的二次侧输出端连接一个运算放大器U3 ；将输 出的电压值放大到中央控制模块中单片机能读取的适合大小；运算放大器U3的输出端连 接到所述单片机的ADC采样端。如图6所示，中央控制模块中，单片机U4的串行口 RxD和TxD分别与程序调试接 口 Jl的RxD和TxD相连接，用于将程序从PC机烧写入单片机中。单片机U4的外部中断
与继电器吸合检测电路中交流光电耦合器Ull的输出端RelayChk相连接，用于判断 继电器是否吸合。单片机U4的Ρ3. 3 口用作输出端，连接至继电器驱动电路中U7的12引 脚，用于控制继电器吸合。单片机U4的Ρ3.4和Ρ3.5 口分别和开关按钮S2、S3的一端连 接，开关按钮S2、S3的另一端由上拉电阻R28、R29与+5V相连。单片机U4的Pl. 7 口与脉 冲信号输出电路中的PulseCtrl端相连接，用于输出脉冲信号。单片机U4的Pl. 6、Ρ1. 5 口 分别连接至双色LED灯D13的两个阴极，用于显示故障信息。单片机U4的P1.4、P1.3 口分 别连接至LED灯D12、D11的两个阴极，其中D12用于显示继电器吸合信息，Dll用于显示汽 车充电端插头与电动汽车的连接信息。单片机中的Pl. 2与J2中的PP端子连接，通过电阻 分压，用于判断汽车充电端插头是否已和电动汽车相连接。单片机U4的Pl. 1连接至漏电 保护电路中的LK-Protect端，用于检测是否有漏电流。单片机U4的Pl. 0端连接至电流检 测电路的OC-Protect端，用于读取该电路所采集的到ADC采样值。P3. 7连接至三极管Q8 的基极，其集电极连接至蜂鸣器U9的1端，从而控制蜂鸣器的报警。如图7所示，继电器吸合检测电路中，继电器的2个常开触点连接到交流光电耦 合器Ull的二个输入端；交流光电耦合器Ull的输出端连接到中央控制模块中单片机的一个外部中断。当继电器吸合时，两个常开触点间带有220V的交流电压，光电耦合器会产生 IOOHz的脉冲信号，将由所述单片机来检测是否有此脉冲来判断继电器是否吸合上。如图8所示，脉冲信号输出电路中，三极管Ql的基极与中央控制模块6的单片机 的Pl. 7连接，集电极一端与电阻R12串联连接至+12V，另一端与二极管D5的阳极相连。该 二极管的阴极与三极管Q4的发射极相连。该发射极的另一端与电阻R30串联后和Q4的 基极一并接地。三极管Q4的集电极与三极管Q5的集电极相连，三极管Q5的发射极连接 至-12V，该三极管的基极一端与三极管Q7的发射极相连，另一端与电阻R33串联后连接 至-12V。三极管Q7的基极一端与电阻R32串联后连接至-12V，另一端和三极管Q6的发射 极相连接。该三极管Q6的基极与电阻R31串联后连接至-12V。三极管Q6的集电极一端 与二极管D7的阳极相连，另一端与电阻R22串联后连接至+12V。二极管D7的阴极与三极 管Q7的集电极相连接。此外该三极管Q7的集电极还与二极管D9的阴极相连接。二极管 D9的阳极与电阻R24串联后连接至三极管Q3的发射极。三极管Q3的基极一端与三极管 Q6的集电极相连，另一端与电阻R22串联后连接至+12V。三极管Q3的集电极一端与+12V 相连接，另一端和二极管D6的阴极相连接。二极管D6的阳极和二极管D8的阴极、二极管 DlO的阴极、熔断器FU3的一端连接至共同的一个节点。其中二极管D8的阳极和二极管D7 的阴极相连接。二极管DlO的阳极与-12V相连接。熔断器FU3的另一端与瞬态抑制二极 管TV3之间的PulseOut端连接至汽车端充电插头9的CP端。所述脉冲信号输出电路可将 单片机U4的引脚Pl. 7控制信号转换成电动汽车内部中车辆控制装置读取的PWM信号。如图9所示，当所述便携式充电器电源插头端1与家用插座连接上时，即给该智能 控制单元上电，中央控制模块6读取电流检测电路4中的AD值，判断是否过流，若是则设置 为故障1 ；若否则读取漏电保护电路5的AD值，判断是否有漏电流，若是则设置为故障2 ；若 否则读取继电器吸合检测电路7的值并判断与给出指令是否一致，若否则设置为故障3 ；若 是则根据在电流检测电路4中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工作状态；若不处 于充电状态，则读取汽车充电端9的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则回到上 电后的第一步，若有连接，则向脉冲信号输出电路8发送1kHz，占空比20%脉冲，延时3秒， 蜂鸣器响三声，向继电器驱动电路2发送信号使继电器闭合，开始充电，回到上电后第一 步。若该充电器处于充电状态，则读取汽车充电端9的CC线电压值，判断插头是否连接，若 无连接，则设置为故障4 (在充电过程中因意外造成充电器与电动汽车连接中断);若有连接 则根据在电流检测电路4中读取到的值判断该充电器是否充电完成，若充电完成，则指示 灯信号示意结束，向继电器驱动电路2发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号输出电路8 发送脉冲，延时5秒，回到上电后第一步；若充电未完成，则直接回到上电后第一步。在上述 中出现的各种故障，根据故障的类型，令相应的故障灯亮，蜂鸣器短鸣表示故障；停止向脉 冲信号输出电路8发送脉冲，再根据在电流检测电路4中读取到的值，寻找电压过零点，向 继电器驱动电路2发送信号使继电器断开，并判断是否是过流故障(可恢复故障)，若是，则 延时10分钟后回到上电后第一步。以上仅为本发明的一个具体实施例，根据本发明设计方法，实践中还会产生类似 技术的产品，均属于本发明保护范围。
权利要求
1.一种电动汽车便携式充电器，它包括智能控制单元、电源端插头、电缆、汽车端充电 插头，其特征在于，所述智能控制单元由中央控制模块连接相关外围电路；所述中央控制模块，用于控制引导电路的实现、外围电路的管理、各部件状态的监测以 及控制指令的发出；所述外围电路包括整流滤波电路，用于为整个智能控制单元提供适合的电源；继电器驱动电路，通过控制继电器吸合来实现是否将电源端插头连接到汽车端充电插头；继电器吸合检测电路，用于检测继电器是否吸合上，将检测结果传给中央控制模块；脉冲信号输出电路，用于将中央控制模块发出的方波信号经变换输出为连接到电动汽 车CP端子的信号。
2.根据权利要求1所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述外围电路进一步 包括漏电保护电路，用于检测电气外壳是否和火线由意外直接连通导致与地之间产生一定 电位差；电流检测电路，用于判断充电时是否过流，以及确定充电是否完成。
3.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述脉冲信号输出 电路中，将所述中央控制模块中单片机或芯片的一个I/O端口连接到该电路的第一三极管 的基极；将该电路熔断器和瞬态抑制二极管之间连接到所述中央控制模块的CP输出端子。
4.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述继电器驱动电 路中，将电源端插头侧输入的三相交流电中的火线和零线分别各串联一个熔断器，然后之 间再并联一个稳压电容，连接到继电器的二个常闭触点，此外该火线还连接到继电器一个 吸合线圈的引脚，所述继电器吸合线圈的另一个引脚连接到双向可控硅的第一阳极，所述 双向可控硅的第二阳极与所述的零线相连接，其控制极连接到光电耦合器的输出端；所述 光电耦合器的发光二极管一端接+ 5V电平，另一端与中央控制模块中单片机或芯片的I/O 端口连接。
5.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述继电器吸合检 测电路中，继电器的二个常开触点连接到交流光电耦合器的二个输入端；所述交流光电耦 合器的输出端连接到中央控制模块中单片机或芯片的一个外部中断。
6.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述整流滤波电路 中，所述继电器驱动电路中串联了熔断器的火线和零线分别连接到变压器的一次侧，所述 变压器的二次侧连接到桥式整流电路，桥式整流电路将整流好的信号连接到模拟滤波电路 中，然后再通过二个稳压器将输出的电压稳定为+12V和-12V，在+12V的输出端连接第三个 稳压器，将其电压输出稳定在+5V。
7.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述中央控制模块 中，所述汽车端充电插头的连接确认CC端通过电阻分压连接至单片机或芯片的ADC模拟采 样端口 ；其中单片机或芯片的四个I/O端口连接至四个不同颜色的发光二极管，用以各种 状况及故障类型的显示；单片机或芯片将所述的继电器吸合检测电路、漏电保护电路、电流 检测电路的信号以一定的采样频率采集；做逻辑处理判断后输出给继电器驱动电路、脉冲信号输出电路，用以实现相应的功能。
8.根据权利要求2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述漏电保护电路中， 将所述继电器驱动电路中的火线和零线共同穿过零序电流互感器的环形铁芯；所述零序电 流互感器的二次侧输出端连接一个运算放大器；将输出的电压值放大到中央控制模块中单 片机或芯片能读取的适合大小；所述运算放大器的输出端连接到所述单片机或芯片的ADC 采样端。
9.根据权利要求2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述电流检测电路中， 将所述继电器驱动电路中的火线穿过电流互感器；该互感器的二次侧连接一个运算放大 器；将输出的电压值放大到中央控制模块中单片机或芯片能读取的适合大小；所述运算放 大器的输出端连接到所述单片机或芯片的ADC采样端。
10.根据权利要求1或2所述的电动汽车便携式充电器，其特征在于，所述智能控制单 元上电后，中央控制模块的工作流程如下I)中央控制模块读取电流检测电路的AD值，判断是否过流，若是则设置为故障1，若否 则继续下一步；2冲央控制模块读取漏电保护电路的AD值，判断是否有漏电流，若是则设置为故障2， 若否则继续下一步；3)中央控制模块读取继电器吸合检测电路的值并判断与给出指令是否一致，若否则设 置为故障3，若是则继续下一步；4)中央控制模块根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工 作状态；若不处于充电状态，则读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连 接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送一定频率的脉冲；延时几秒，蜂 鸣器响几声，向继电器驱动电路发送信号使继电器闭合，开始充电，回到第1)步；若该充电 器处于充电状态，则继续下一步；5)读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则设置为故障4，若 有连接则继续下一步；6)根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否充电完成，若充电未完成，则 直接回到第1)步；若充电完成，则继续下一步；7)指示灯信号示意结束，向继电器驱动电路发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号 输出电路发送脉冲，延时几秒，回到第1)步；8)在上述中出现的各种故障，根据故障的类型，令相应的故障灯亮，蜂鸣器短鸣表示有 故障；停止向脉冲信号输出电路发送脉冲；9)根据在电流检测电路中读取到的值，寻找电压过零点，向继电器驱动电路发送信号 使继电器断开；10)判断是否是过流故障；II)若是，则延时等待，然后回到第1)步。
11.一种电动汽车便携式充电器的设计方法，设置智能控制单元、电源端插头、电缆、汽 车端充电插头；其特征在于，所述智能控制单元设置中央控制模块并连接相关外围电路；所述中央控制模块用于控制引导电路的实现、外围电路的管理、各部件状态的监测以 及控制指令的发出；所述外围电路设置如下整流滤波电路，用于为整个智能控制单元提供适合的电源；继电器驱动电路，通过控制继电器吸合来实现是否将电源端插头连接到汽车端充电插头；继电器吸合检测电路，用于检测继电器是否吸合上，将检测结果传给中央控制模块； 脉冲信号输出电路，用于将中央控制模块发出的方波信号经变换输出为连接到汽车CP 端子的信号。
12.根据权利要求11所述的设计方法，其特征在于，所述外围电路进一步设置如下 漏电保护电路，用于检测电气外壳是否和火线由意外直接连通导致与地之间产生一定电位差；电流检测电路，用于判断充电时是否过流，以及确定充电是否完成。
13.根据权利要求11或12所述的设计方法，其特征在于，智能控制单元上电后，所述中 央控制模块的工作按如下步骤进行I)中央控制模块读取电流检测电路的AD值，判断是否过流，若是则设置为故障1，若否 则继续下一步；2冲央控制模块读取漏电保护电路的AD值，判断是否有漏电流，若是则设置为故障2， 若否则继续下一步；3)中央控制模块读取继电器吸合检测电路的值并判断与给出指令是否一致，若否则设 置为故障3，若是则继续下一步；4)中央控制模块根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工 作状态；若不处于充电状态，则读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连 接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送一定频率的脉冲；延时几秒，蜂 鸣器响几声，向继电器驱动电路发送信号使继电器闭合，开始充电，回到第1)步；若该充电 器处于充电状态，则继续下一步；5)读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则设置为故障4，若 有连接则继续下一步；6)根据在电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否充电完成，若充电未完成，则 直接回到第1)步；若充电完成，则继续下一步；7)指示灯信号示意结束，向继电器驱动电路发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号 输出电路发送脉冲，延时几秒，回到第1)步；8)在上述中出现的各种故障，根据故障的类型，令相应的故障灯亮，蜂鸣器短鸣表示有 故障；停止向脉冲信号输出电路发送脉冲；9)根据在电流检测电路中读取到的值，寻找电压过零点，向继电器驱动电路发送信号 使继电器断开；10)判断是否是过流故障；11)若是，则延时等待，然后回到第1)步。
14.根据权利要求13所述的设计方法，其特征在于，所述步骤4)中央控制模块根据在 电流检测电路中读取到的值判断该充电器是否处在充电的工作状态；若不处于充电状态， 则读取汽车充电端的CC线电压值，判断插头是否连接，若无连接，则回到第1)步；若有连接，则向脉冲信号输出电路发送1kHz，占空比20%脉冲；延时2-5秒，蜂鸣器响1-5声，向继 电器驱动电路发送信号使继电器闭合，开始充电，回到第1)步；若该充电器处于充电状态， 则继续下一步。
15.根据权利要求13所述的设计方法，其特征在于，所述步骤7)指示灯信号示意结束， 向继电器驱动电路发送信号使继电器断开，停止向脉冲信号输出电路发送脉冲，延时2-8 秒，回到第1)步。
全文摘要
本发明提供了电动汽车便携式充电器及其设计方法。该充电器轻便小巧，可随车携带。通过标准的家庭电源接口，能使车主在任意场合下方便地给纯电动汽车或插入式混合动力汽车充电。此外，提供了严格的安全保护功能，能有效处理过流、漏电、短路等安全问题。本发明的电动汽车便携式充电器包括智能控制单元、电源端插头、电缆、汽车端充电插头；智能控制单元由中央控制模块连接相关外围电路，外围电路主要包括整流滤波电路，继电器驱动电路，继电器吸合检测电路，脉冲信号输出电路。
文档编号H02J7/02GK102130487SQ201110093540
公开日2011年7月20日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者李明智, 杨文斌, 毛纯华, 陆扬, 陈熙熙 申请人:上海埃士工业科技有限公司