专利名称：带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及充电领域，尤其是一种带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统。
背景技术：
随着新能源汽车行业的不断向前发展，电动车汽车行驶中的安全性越来越受到关注。在行驶过程中的车辆，如果发生碰撞，电池包内、充电电线等极易造成短路，造成车辆燃烧、爆炸等严重后果；同时在充电过程中，如果充电电流过大，极易造成线路起火同样造成车辆燃烧、爆炸等安全事故发生。
实用新型内容本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，提高了充电过程的安全性。为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，包括充电插头和充电插座，该充电插头和充电插座上对应地分别设置有继电器线圈第一触头、继电器线圈第二触头、火线触头、零线触头和地线触头，其中该充电插座上的零线触头(12)用于连接充电装置的第一充电端，且该充电插头的火线触头(5)用于连接电源插头的第一端，零线触头(3)用于连接该电源插头的第二端，地线触头用于连接该电源插头的第三端；其特征在于还包括继电器和控制器，该充电插座上的继电器线圈第一触头(13)连接该控制器，继电器线圈第二触头(14)通过该继电器接地，火线触头(10)通过该继电器的常开触头(Kl)用于连接该充电装置的第二充电端；该充电插头上的继电器线圈第一触头⑵连接该继电器线圈第二触头(6)。继电器的位置设置在靠近车载充电机的末端，在车辆正常行驶时，由于车辆插头被拔下，信号线保持断开状态，车辆控制装置无法向继电器发送信号，继电器在无法接收信号的情况不工作，也就是在车载充电机的末端高压火线输入端保持断开状态。在此种情况下，车辆在发生碰撞时，两条充电线输入前段因碰撞接触也不会发生短路现象而导致车辆燃烧、爆炸的危险，提高了车辆的行驶安全性。该继电器的常开触头(Kl)与该充电装置的第二充电端之间设置有保险丝。本实用新型增加了保险丝，即使出现短路也会立即熔断切断高压火线输入端，进一步提高了车辆的行驶安全性。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统还包括设置在该充电插头与电源插头之间的控制盒，且该充电插座和充电插头上对应地分别设置有控制确认触头和充电连接确认触头；所述控制盒包括供电控制装置、单刀双掷开关(SI)、第一电阻(Rl)、第一接触器(Kl)和第二接触器(K2)，其中该供电控制装置的第一端用于提供直流电压U，第二端用于提供PWM信号，该供电装置的第一端或者第二端连接该单刀双掷开关(SI)的动端；所述充电插头的控制确认触头(2)连接该供电控制装置的检测端且通过该第一电阻(Rl)连接该单刀双掷开关(SI)的不动端；所述充电插座的控制确认触头(8)连接二极管(D)的正极，该二极管(D)的负极连接控制器的第二检测端并且分别通过第三电阻(R3)、串联的第二开关(S2)和第二电阻(R2)连接其地线触头(11)；所述充电插头的地线触头⑷通过串联的第三开关(S3)和电阻(RC)连接其充电连接确认触头(I);所述充电插座的充电连接确认端(9)连接该控制器的第一检测端；所述控制器用于控制该第二开关(S2)、第一接触器(Kl)和第二接触器(K2)动作。本实用新型结合充电系统多个检测点以及多种应急性结束充电控制方式，使得整个系统更加智能化、具有更高的安全性能。该第二开关(S2)和第二电阻(R2)的自由端连接该充电装置，该充电装置在检测到该充电插头与充电插座完全连接时发送指令给待充电装置，使其处于不可行驶状态。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1、本实用新型继电器的位置设置在靠近车载充电机的末端，在车辆正常行驶时，由于车辆插头被拔下，信号线保持断开状态，车辆控制装置无法向继电器发送信号，继电器在无法接收信号的情况不工作，也就是在车载充电机的末端高压火线输入端保持断开状态。在此种情况下，车辆在发生碰撞时，两条充电线输入前段因碰撞接触也不会发生短路现象而导致车辆燃烧、爆炸的危险，提高了车辆的行驶安全性；2、本实用新型增加了保险丝，即使出现短路也会立即熔断切断高压火线输入端，进一步提高了车辆的行驶安全性；3、本实用新型结合充电系统多个检测点以及多种应急性结束充电控制方式，使得整个系统更加智能化、具有更高的安全性能。本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是充电插座的结构示意图；图2是充电插头的结构示意图；图3是充电插座与充电插头的电气连接示意图；图4是本实用新型的电路图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附
图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统包括充电插座A、充电插头B、控制盒C和电源插头D，其中该充电插座A设置在待充电的装置上，充电插头B的一端通过控制盒C连接电源插头D，并且该充电插头B的另一端插入充电插座A中，电源插头D插入供电装置中。如图1所示，该充电插座A上设置有控制确认触头8、充电连接确认触头9、火线触头10、地线触头11、零线触头12、继电器线圈第一触头13和继电器线圈第二触头14，地线触头11位于充电插座的中心，其他触头围绕着该地线触头11。如图2所示，该充电插头B上设置有充电连接确认触头1、控制确认触头2、零线触头3、地线触头4、火线触头5、继电器线圈第二触头6和继电器线圈第一触头7，地线触头4位于充电插头的中心，其他触头围绕着地线触头4。充电插头上的触头与充电插座上对应的触头对接，如图3所示。如图4所示，该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统还包括继电器和控制器，本实用新型中该控制盒包括供电控制装置、第一接触器K1、第二接触器K2、单刀双掷开关SI和第一电阻Rl。针对充电插座A，其继电器线圈第一触头13连接该控制器的控制端，继电器线圈第二触头14通过该继电器接地，火线触头10依次通过该继电器的常开触点、保险丝连接充电装置的第一充电端，零线触头12连接充电装置的第二充电端，充电确认连接触头9连接控制器的第一检测端，控制确认触头8连接二极管D的正极，该二极管D的负极连接控制器的第二检测端并且分别通过第三电阻R3、串联的第二开关S2和第二电阻R2连接地线触头11，该串联的第二开关S2和第二电阻R2的自由端连接充电装置的检测端。该控制器用于分别控制第二开关S2和继电器动作。针对充电插头B，其继电器线圈第一触头7连接继电器线圈第二触头6，火线触头5通过该第一接触器Kl连接电源插头的第一端，零线触头3通过该第二接触器K2连接电源插头的第二端，地线触头4连接电源插头的第三端并且通过串联的第三开关S3和电阻RC连接其充电连接确认触头1，控制确认触头2连接控制盒中供电控制装置的检测端并且通过第一电阻Rl连接该单刀双掷开关SI的不动端。该第三开关S3在充电插头插入充电插座时受力导通；该供电控制装置用于控制该单刀双掷开关SI的动端连接供电控制装置的第一端或者第二端，其中该供电控制装置的第一端用于提供诸如+12V的直流电压U，第二端用于提供PWM信号且该PWM信号的峰值电压为U’;该控制器还用于控制该第一接触器Kl和第二接触器K2动作。应注意的是该PWM信号与供电装置提供的交流电之间根据不同车企电池组规格，充电性能等制定不同的策略，存在一定的关系。该第二开关S2和第二电阻R2的自由端连接该充电装置，该充电装置在检测到该充电插头与充电插座完全连接时发送指令给待充电装置，使其处于不可行驶状态。诸如在车辆领域，该控制器为车辆控制装置，该充电装置为车载充电机，该车载充电机在检测到该充电插头与充电插座完全连接时发送指令给整车控制器，整车控制器接收到指令后做出判断并发出指令，使车辆处于不可行驶状态。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的控制方法包括充电装置开始充电的步骤Al、充电插头插入充电插座，第三开关S3受力导通，由于在初始状态下控制盒中单刀双掷开关Si与供电控制装置的第一端连接，因此供电控制装置的第一端、单刀双掷开关S1、第一电阻R1、第三电阻R3、电阻RC和控制器的第一检测端构成第一回路控制器的第一检测端在第一回路中检测到电流值为U/(R1+R3+RC)的直流电流时，表示充电插头与 充电插座完全连接。此时，供电控制装置的检测端和控制器的第二检测端均检测到电压值为 U(R3+RC)/(R1+R3+RC)的直流电压。A2、该供电控制装置在第一回路中检测到电压值为U(R3+RC)/(R1+R3+RC)的直流电压时，进一步判断供电装置是否存在故障如果不存在故障则表示供电装置准备就绪，该供电控制装置控制单刀双掷开关Si从供电控制装置的第一端切换至第二端，此时供电控制装置的第二端、单刀双掷开关S1、第一电阻R1、第三电阻R3、电阻RC和控制器的第一检测端构成第二回路。A3、该控制器的第二检测端在该第二回路中检测到峰值电压值为U，(R3+RC)/(R1+R3+RC)的交流电压时，进一步判断充电装置是否存在故障如果不存在故障则表示充电装置准备就绪，该控制器控制第二开关S2导通，此时供电控制装置的第二端、单刀双掷开关S1、第一电阻R1、并联的第三电阻R3和第二电阻R2、电阻RC和控制器的第一检测端构成第二回路。A4、该供电控制装置的检测端在该第三回路中检测到峰值电压为
fr. R2 + IU 广、
U ( , +RC)
^Ro^'rL——的交流电压时，分别控制该第一接触器K1、第二接触器K2导通；与此同
八)1+十/&_
R2 * R3
(/'(r2^r3 +RC)
时，该控制器的第二检测端在该第三回路中检测到峰值电压为^——的交流电
Rl+k,+ki + RC
R2 * R3
压时，控制继电器导通，由此供电装置向充电装置开始充电。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的控制方法还包括正常条件下充电装置结束充电的步骤B1、正常条件下，控制器在达到充电设定的结束条件或者接收到停止充电指令时控制该第二开关S2断开，此时供电控制装置的第二端、单刀双掷开关S1、第一电阻R1、第三电阻R3、电阻RC和控制器的第一检测端构成第二回路；[0044]B2、该供电控制装置在该第二回路中检测到峰值电压值为U’ /(R3+RC)/(R1+R3+RC)的交流电压时，控制该单刀双掷开关SI从供电控制装置的第二端切换至第一端，此时供电控制装置的第一端、单刀双掷开关S1、第一电阻R1、第三电阻R3、电阻RC和控制器的第一检测端构成第一回路；B3、该供电控制装置在该第一回路中检测到电压值为U(R3+RC)/(R1+R3+RC)的直流电压时，控制该第一接触器Kl和第二接触器K2断开。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的控制方法还包括非正常条件下充电装置结束充电的步骤在充电过程中，如果继电器断开或损坏，这样直接造成了充电的高压线路断开，充电无法继续进行。在充电过程中，如果因电流过大而导致保险丝熔断，充电无法继续进行。在充电过程中，车辆控制装置通过检测车辆插头4号端与检测点3之间的电阻值来判断车辆插头和车辆插座的连接状态，如判断开关S3由闭合变为断开，并在300ms内持续保持，则车辆控制装置车载充电机停止充电，并断开S2。在充电过程中，车辆控制装置通过对检测点2的PWM信号检测，当信号中断时，则车辆控制装置车载充电机停止充电。在充电过程中，如果检测点I的电压值不为6V，则供电控制装置断开供电回路。在充电过程中，如果漏电保护器(漏电断路器)动作，则车载充电机处于欠压状态，车辆控制装置断开开关S2。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的控制方法还包括充电装置输入电流的控制步骤如果充电插头与充电插座完全连接，且供电装置和充电装置均无故障，控制器的第二端检测到PWM信号，则在供电装置和充电装置准备就绪后，控制器根据其第二检测端检测到的PWM信号的占空比确定该供电装置的最大供电电流，并且求取供电装置的最大供电电流、充电装置的额定输入电流和电缆的额定容量的最小值，作为充电装置的最大允许输入电流。如果充电插头与充电插座完全连接，但供电装置存在故障，控制器的第二检测端未检测到PWM信号，则在控制器接收到强制充电请求时，控制器按照小于最大允许输入电流的模式对该充电装置进行充电，其中该最大允许输入电流取供电装置的最大供电电流、充电装置的额定输入电流和电缆的额定容量的最小值。在充电过程中，如果控制器的第二检测端检测到PWM信号，则该最大允许输入电流取供电装置的最大供电电流和充电装置的额定输入电流的最小值。该带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统的控制方法还包括充电装置输出功率的调整步骤在充电装置的充电过程中，控制器的第二检测端周期性地监测PWM信号，当PWM信号的占空比发生变化时实时调整该充电装置的输出功率。本专利从主动防御的角度解决充电系统线路在碰撞过程中发生短路而导致车辆燃烧、爆炸的危险，同时车辆在充电过程中如果出现充电电流过大时，保险丝立即熔断，充电终止，可有效防止因充电电流过载发生危险；结合充电系统多个检测点以及多种应急性结束充电控制方式，使得整个系统更加智能化、具有更高的安全性能。该充电系统与目前市面上使用的电动汽车充电系统相比增加成本少、性能更稳定，易于工程化和市场化，对于提高电动车充电和行驶过程的安全性起着举足轻重的作用。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型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表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求1.一种带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，包括充电插头和充电插座，该充电插头和充电插座上对应地分别设置有继电器线圈第一触头、继电器线圈第二触头、火线触头、零线触头和地线触头，其中该充电插座上的零线触头(12)用于连接充电装置的第一充电端，且该充电插头的火线触头(5)用于连接电源插头的第一端，零线触头(3)用于连接该电源插头的第二端，地线触头(4)用于连接该电源插头的第三端； 其特征在于还包括继电器和控制器，该充电插座上的继电器线圈第一触头(13)连接该控制器，继电器线圈第二触头(14)通过该继电器接地，火线触头(10)通过该继电器的常开触头(Kl)用于连接该充电装置的第二充电端；该充电插头上的继电器线圈第一触头(7)连接该继电器线圈第二触头(6)。
2.根据权利要求1所述的带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，其特征在于该继电器的常开触头(Kl)与该充电装置的第二充电端之间设置有保险丝。
3.根据权利要求1或2所述的带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，其特征在于还包括设置在该充电插头与电源插头之间的控制盒，且该充电插座和充电插头上对应地分别设置有控制确认触头和充电连接确认触头； 所述控制盒包括供电控制装置、单刀双掷开关(SI)、第一电阻(Rl)、第一接触器(Kl)和第二接触器(K2)，其中该供电控制装置的第一端用于提供直流电压U，第二端用于提供PWM信号，该供电装置的第一端或者第二端连接该单刀双掷开关(SI)的动端； 所述充电插头的控制确认触头(2)连接该供电控制装置的检测端且通过该第一电阻(Rl)连接该单刀双掷开关(SI)的不动端； 所述充电插座的控制确认触头(8)连接二极管(D)的正极，该二极管(D)的负极连接控制器的第二检测端并且分别通过第三电阻(R3)、串联的第二开关(S2)和第二电阻(R2)连接其地线触头(11); 所述充电插头的地线触头(4)通过串联的第三开关(S3)和电阻(RC)连接其充电连接确认触头⑴； 所述充电插座的充电连接确认端(9)连接该控制器的第一检测端； 所述控制器用于控制该第二开关(S2)、第一接触器(Kl)和第二接触器(K2)动作。
4.根据权利要求3所述的带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，其特征在于所述第二开关(S2)和第二电阻(R2)的自由端连接该充电装置，该充电装置在检测到该充电插头与充电插座完全连接时发送指令给待充电装置，使其处于不可行驶状态。
专利摘要本实用新型提出了一种带有行驶主动防撞的高安全性能智能充电系统，属于充电系统领域。该充电系统包括充电插头、充电插座、继电器和控制器，该充电插座上的零线触头连接充电装置的第一充电端，且该充电插头的火线触头连接电源插头的第一端，零线触头用于连接该电源插头的第二端，地线触头连接该电源插头的第三端；该充电插座上的继电器线圈第一触头连接该控制器，继电器线圈第二触头通过该继电器接地，火线触头通过该继电器的常开触头用于连接该充电装置的第二充电端；该充电插头上的继电器线圈第一触头连接该继电器线圈第二触头。本实用新型将继电器的位置设置在靠近充电装置的末端，提高了车辆的行驶安全性。
文档编号H02J7/00GK202856417SQ201220556460
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月26日 优先权日2012年10月26日
发明者严小勇, 隋毅 申请人:力帆实业(集团)股份有限公司