充电唤醒装置及充电唤醒装置的控制方法与流程

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种充电唤醒装置及充电唤醒装置的控制方法。

背景技术：

随着ev(electricvehicle，电动汽车)的普及，ev充电方式成为了大众关注的一个焦点问题，其中，常见的充电方式包括车车充电以及通过外部充电设备对ev进行交流充电或直流充电等。目前在ev处于熄火状态时，整车系统处于下电状态，而ev能够进行充电的首要条件便是整车系统处于上电状态，因此在ev进行充电过程中，还需首先唤醒整车系统。

参见图1，该种方式将电压信号作为唤醒源，即将外部充电设备提供的12v电压信号作为唤醒源。其中，充电唤醒装置包括1个电源模块、1个数据处理模块。在图1中，电源模块为受控型电源模块，外部的供电模块是一个常电模块，连接至电源模块，供电模块实质上为电动汽车上的蓄电池，为电源模块提供12v电压信号；电源模块还与充电接口连接，当外部充电设备连接至充电接口后，电源模块将接收到外部充电设备发送的12v电压唤醒信号；之后电源模块通过内部电压转化，将供电模块提供的12v电压信号转化为5v的电压信号，并输出5v的电压信号给数据处理模块，以使数据处理模块在5v电压信号的触发下进入工作状态，从而使得充电唤醒装置进入工作状态，进而再通过充电唤醒装置唤醒整车系统中诸如电池管理系统或仪表等部分。

在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：

针对上述唤醒方式，唤醒源为12v的电压信号，因此该种方式仅仅能适用于存在12v电压信号的外部充电设备，对于没有12v电压信号的充电设备，比如交流充电设备则不适用，所以局限性较强。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种充电唤醒装置及充电唤醒装置的控制方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种充电唤醒装置，所述装置包括：电源模块、唤醒模块、数据处理模块。所述电源模块与所述唤醒模块连接，除此之外，所述电源模块还与外部的供电模块和所述数据处理模块连接。该供电模块实质上为电动汽车上的蓄电池，为电源模块提供第一电压信号。

所述唤醒模块与电动汽车的充电接口连接，所述唤醒模块用于当接收到外部充电设备通过所述充电接口发送的电阻唤醒信号时，向所述电源模块发送第一触发控制信号以唤醒所述电源模块；所述电源模块，用于在唤醒状态下将所述第一电压信号转换为第二电压信号，并向所述数据处理模块发送所述第二电压信号，以使所述数据处理模块在所述第二电压信号的触发下进入工作状态。

由于充电接口在整车系统中属于暴露的接口，很容易出现短接等故障，而及时准确地对充电接口故障进行诊断和提示，可以保证安全且可靠地进行充电。因此该充电唤醒装置除了包括上述几个模块外，还包括可以对充电接口进行电压状态监控的监控模块、以及对充电接口进行故障诊断的诊断控制模块。

其中，所述监控模块除了与所述充电接口连接外，还与所述数据处理模块连接。所述监控模块用于采集所述充电接口输出的第三电压信号，对所述第三电压信号进行滤波处理，并向所述数据处理模块发送经过滤波处理的电压信号，以使所述数据处理模块根据所述经过滤波处理的电压信号对所述充电接口的电压状态进行监控。所述诊断控制模块与所述数据处理模块相连，用于在接收到所述数据处理模块发送的第二触发控制信号后，对所述充电接口进行故障诊断。

下面对各个模块的具体元器件组成及相应的连接关系进行说明。

其中，所述监控模块包括一个采样滤波电路和发送电路，所述采样滤波电路用于采集所述充电接口输出的所述第三电压信号，对所述第三电压信号进行滤波处理；所述发送电路，用于将经过滤波处理的电压信号输出至所述数据处理模块，以使所述数据处理模块根据所述经过滤波处理的电压信号对所述充电接口的电压状态进行监控。

所述诊断控制模块包括第一开关元件、第一电阻、第二电阻和第三电阻；所述第一开关元件的控制端与所述第二电阻的一端相连，所述第一开关元件的控制端还与所述第三电阻的一端相连；所述第一开关元件的第一端与所述第一 电阻的一端相连，所述第一开关元件的第一端还与所述第三电阻的另一端相连；所述第一开关元件的第二端与所述充电接口相连，所述第一电阻的另一端与地相连，所述第二电阻的另一端与所述数据处理模块相连。

所述唤醒模块包括第二开关元件、一个二极管、第四电阻和第五电阻；所述第二开关元件的控制端与所述第四电阻的一端相连，所述第二开关元件的控制端还与所述第五电阻的一端相连；所述第二开关元件的第一端与所述电源模块相连，所述第二开关元件的第二端与所述第四电阻的另一端相连，所述第二开关元件的第二端还与所述供电模块相连；所述第五电阻的另一端与所述二极管的一端相连，所述二极管的另一端与所述充电接口相连。

其中，上述第一开关元件和第二开关元件可为场效应管或者薄膜晶体管，控制端指代栅极端，本发明实施例对此不进行具体限定。若第一开关元件和第二开关元件均为n型场效应管，则第一端指代漏极，第二端指代源极。

所述数据处理模块包括一个输入端口、一个输出端口和至少一个供电端口；所述输入端口与所述监控模块相连，所述输出端口与所述诊断控制模块相连，所述至少一个供电端口与所述电源模块相连。

所述电源模块至少包括一个控制端口、一个电压输入端口和一个电压输出端口；所述控制端口与所述唤醒模块相连，所述电压输入端口与所述供电模块相连，所述电压输出端口与所述数据处理模块相连。

第二方面，提供了一种充电唤醒装置的控制方法，应用于上述充电唤醒装置，所述方法包括：在整车系统处于下电状态下，若唤醒模块接收到外部充电设备通过电动汽车的充电接口发送的电阻唤醒信号，则向电源模块发送第一触发控制信号；所述电源模块当接收到所述第一触发控制信号时，将外部的供电模块提供的第一电压信号转换为第二电压信号；所述电源模块将所述第二电压信号输出至数据处理模块。

结合第二方面所描述的内容，所述电源模块在将所述第二电压信号输出至所述数据处理模块之后，所述数据处理模块在第二电压信号的触发下进入正常工作状态，从而完成充电唤醒装置的唤醒。在该充电唤醒装置进入正常工作状态后，所述监控模块可以周期性或实时地采集所述充电接口输出的第三电压信号，并对所述第三电压信号进行滤波处理；之后，将所述经过滤波处理的电压 信号输出至所述数据处理模块；所述数据处理模块在接收到所述经过滤波处理的电压信号后，会判断所述经过滤波处理的电压信号是否满足预设阈值；若所述经过滤波处理的电压信号满足所述预设阈值，则所述数据处理模块根据所述经过滤波处理的电压信号识别所述电动汽车的充电模式或充电功率。此外，所述数据处理模块还会向诊断控制模块发送第二触发控制信号；以使所述诊断控制模块在接收到所述第二触发控制信号时，对所述充电接口进行故障诊断。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该充电唤醒装置提供了一个唤醒模块，使得在整车系统处于下电的状态下，当外部充电设备在通过电动汽车的充电接口向唤醒模块发送电阻唤醒信号后，该唤醒模块能够在该电阻唤醒信息号的触发下向电源模块发送触发控制信号，以使能电源模块将外部供电模块提供的电压信号进行转化，并将转化后的电压信号输出至数据处理模块，从而使得数据处理模块进入工作状态，进而实现充电唤醒，使得充电唤醒方式的唤醒信号不再局限于电压信号，因此多种充电设备可实现对电动汽车的充电，且电源模块仅在唤醒模块的触发下方进入工作状态，大大降低了功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明背景技术提供的一种充电唤醒装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的电路实体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种充电唤醒过程的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。

通常情况下，电动汽车在充电之前常处于下述两种工况：

第一种、电动汽车处于key_on状态，即电动汽车可检测到钥匙信号或一键启动信号，此时整车系统处于上电状态。其中，整车系统包括整车控制器、各种仪表、电池管理系统等。

第二种、电动汽车处于熄火状态，比如电动汽车停在停车场或车库等，此时整车系统处于下电状态。系统中的各部分均处于下电模式，保持在低功耗状态。

在电动汽车处于下电的状态下，若需要对电动汽车进行充电，则必须有外部触发唤醒整车系统，也即在整车系统处于上电的状态下，方可实现对电动汽车充电。本发明实施例提供的充电唤醒方式便可在电动汽车处于下电状态下利用电阻信号对整车系统进行充电唤醒，从而保证汽车安全可靠地充电。而在充电完成后，将整车系统下电，继续保持低功耗状态。

图2是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的结构示意图。参见图2，该充电唤醒装置包括电源模块201、唤醒模块202、数据处理模块203。

其中，电源模块201与唤醒模块202和外部的供电模块连接，电源模块201还与数据处理模块203连接；唤醒模块202与电动汽车的充电接口连接，唤醒模块202用于当接收到外部充电设备通过充电接口发送的电阻唤醒信号时，向电源模块201发送第一触发控制信号以唤醒电源模块201。

电源模块201，用于在唤醒状态下将供电模块提供的第一电压信号转换为第二电压信号，并向数据处理模块203发送第二电压信号，以使数据处理模块203在第二电压信号的触发下进入工作状态。

在本发明实施例中，供电模块是一个常电模块，其实质上为电动汽车中蓄电池，可为电源模块201提供数值为12v的电压信号，或者大小为其他数值的电压信号，本发明实施例对此不进行具体限定。其中，电阻唤醒信号可为cc(connectconfirm，充电连接确认)信号，其适用于交流充电模式下；电阻唤醒信号还可为cc2信号，其适用于直流充电模式下。外部充电设备连接到电动汽车的充电接口。其中，该充电接口为基于gb/t20234的接口，为了便于外部充电设备的连接其暴露在外部，可兼容直流充电模式、交流充电模式以及车车 充电模式。其中，外部充电设备通过充电接口实现向唤醒模块202提供电阻唤醒信号。

此外，本实施例中电源模块201为受控型电源模块，即唤醒模块202通过对电源模块201的控制，实现在外部充电设备连接到电动汽车的充电接口后，使能电源模块201，即唤醒电源模块201。也就是说，电源模块201只有在受到外部触发后才可进行工作。其中，电源模块201在唤醒状态下将供电模块提供的第一电压信号转换为第二电压信号，并将第二电压信号输出至数据处理模块203，实现向数据处理模块203提供恒定的电压信号。而数据处理模块203在接收到第二电压信号后，在第二电压信号的触发下进入正常工作状态。而在电源模块201未受到外部触发时，电源模块201一直处于停止工作状态，功耗几乎为0。其中，第一电压信号指代供电模块提供的12v电压信号，第二电压信号通常为5v。数据处理模块203在接收到第二电压信号后，即可进入工作状态，进而再通过该充电唤醒装置唤醒整车系统中诸如仪表、电池管理系统等部分。

需要说明的是，由于充电接口为暴露在外部的接口，因此很容易出现短接故障，而若能够及时且准确地对充电接口发生的故障进行监控及诊断，则可以保证电动汽车安全而可靠地进行充电。为此，如图3所示，本发明实施例提供的充电唤醒装置还包括监控模块204和诊断控制模块205。

其中，监控模块204与充电接口和数据处理模块203相连。此外，监控模块204还与唤醒模块202相连。数据处理模块在进入工作状态后，可通过监控模块204来采集充电接口输出的第三电压信号，以实现对充电接口的电压状态进行监控。其中有效电压状态为v1、v2、v3。当充电接口的电压数值为v1、v2或v3时证明充电接口处于正常工作状态，没有发生异常。有关于v1、v2、v3的数值大小详见后续描述。

诊断控制模块205与充电接口和数据处理模块203相连。此外，诊断控制模块205还与唤醒模块202相连。数据处理模块203在进入工作状态后，通过控制诊断控制模块205对充电接口进行故障诊断操作，增加充电接口的可维护性。其中，充电接口可能发生的故障包括但不限于开路、短接到地和短接到电源等等，本发明实施例对此不进行具体限定。当第三电压信号的数值大小为v4时，对应充电接口状态为短接到地状态；当第三电压信号的数值大小为v5时，对应充电接口状态为开路状态；当第三电压信号的数值大小为v6时，对应充电 接口状态为短接到电源状态。其中，v1、v2、v3、v5为0至5v的电压数值，v4为0v、v6为5v。需要说明的是，v1、v2、v3、v5均对应一个具体数值，只不过当充电唤醒装置使用的电阻阻值不同时，上述数值的大小会发生变化。当充电接口的电压状态为非有效电压状态，也即若充电接口的电压值不是v1、v2、v3中的任一数值，则证明充电发生异常。此外，若充电接口发生故障，还可通过电动汽车的仪表等对故障情况进行显示，以提示用户。若数据处理模块203通过监控模块204和诊断控制模块205判断出充电接口未发生故障，则在唤醒整车系统后便可执行充电流程，实现对电动汽车的充电，

上述各个模块中包含的具体电子元件详细如下：

电源模块201至少包括一个控制端口en1、一个电压输入端口vin1和一个电压输出端口vout1。其中，控制端口en1与唤醒模块相连，用于接收唤醒模块202的触发控制信号；电压输入端口vin1与供电模块相连，电压输出端口vout1与数据处理模块203相连，用于为数据处理模块203提供恒定的电压信号。控制端口en1。

如图4所示，外部充电设备可包含一个控制电阻rcc和一个开关k1，用于控制外部充电设备对电阻唤醒信号的输出。供电模块包含防反接二极管d2，储能电容c2和滤波电容c3，用于给电源模块提供电源。

其中，监控模块204包括一个采样滤波电路和发送电路。采样滤波电路用于采集充电接口输出的第三电压信号，对第三电压信号进行滤波处理；发送电路，用于将经过滤波处理的电压信号输出至数据处理模块203，以使数据处理模块203根据经过滤波处理的电压信号对充电接口的电压状态进行监控。其中，采样滤波电路具体可包括电容c1和电阻r6，用于采集电压信息号及通过滤波处理提高采集电压信号的抗干扰性能。主要协助数据处理模块实现对充电接口的电压状态进行监控。

诊断控制模块205包括一个开关元件和至少一个电阻。优选地，参见图4，诊断控制模块包括一个开关元件q1、一个诊断电阻r1、r2和r3两个控制电阻。其中，开关元件q1的控制端与电阻r2的一端相连，开关元件q1的控制端还与电阻r3的一端相连；开关元件q1的第一端与电阻r1的一端相连，开关元件q1的第一端还与电阻r3的另一端相连；开关元件q1的第二端与充电接口相连，电阻r1的另一端与地相连，电阻r2的另一端与数据处理模块相连。 其中，开关元件q1连接诊断电阻r3到参考地，可以改变充电接口的电压状态，提供诊断参考电压，从而方便数据处理模块203进行诊断控制操作。其中，诊断参考电压的数值大小对应充电接口为开路状态时的大小v5。控制电阻r4和r5为开关元件q1的匹配电阻，连接至数据处理模块203。

其中，唤醒模块202包括一个开关元件、一个二极管和至少一个电阻。优选地，参见图4，唤醒模块202包含一个开关元件q2、一个二极管d1、r4和r5两个控制电阻。其中，q2的控制端与电阻r4的一端相连，q2的控制端还与电阻r5的一端相连；q2的第一端与电源模块相连，q2的第二端与电阻r4的另一端相连，q2的第二端还与供电模块相连；电阻r5的另一端与二极管d1的一端相连，二极管d1的另一端与充电接口相连。

其中，开关元件q2用于控制电源模块201；若外部充电设备与充电接口可靠连接，则开关元件q2将自动导通，进而使能电源模块201，电源模块201处于工作状态；当开关元件q2处于截止状态时，电源模块201进入停止工作状态。控制电阻r4和r5为开关元件q2的匹配电阻，同时为监控模块204提供参考分压电阻；二极管d1为充电接口提供反向保护。

数据处理模块203包括一个输入端口、一个输出端口和至少一个供电端口。优选地，如图4所示，数据处理模块203具体可为单片机，包含一个模拟输入端口adc1，一个输出端口out1，n个供电端口vcc1～vccn。其中，模拟输入端口adc1与所述监控模块204相连，输出端口out1与所述诊断控制模块205相连，n个供电端口vcc1～vccn与所述电源模块201相连。

其中，输入端口adc1用于接收监控模块204传输的从充电接口采集的电压数据；输出端口out1连接至诊断控制模块205，用于负责控制诊断模块；供电端口vcc1～vccn，用于接收电源模块201输出的恒定电压信号。其中，数据处理处理模块203主要进行充电流程执行、充电模式判断、电压状态监控及故障诊断。

在介绍了上述各个模块的具体器件构成后，下面针对图4所示的电路结构示意图对监控模块和诊断控制模块实现充电接口的诊断控制流程予以介绍，如图5所示：

a、电动汽车的整车系统处于下电状态。

b、外部充电设备连接到电动汽车的充电接口。

c、检测开关元件q2是否导通。

d、若开关元件q2导通，则唤醒电源模块。

e、数据处理模块控制开关元件q1导通，进行充电接口的故障诊断操作。

在本步骤中，若充电接口的电压为v4、v5或v6，则判断充电接口故障。

f、数据处理模块判断监控模块采集到的电压信号是否为预设阈值。

其中，预设阈值指代充电接口的有效电压状态v1、v2和v3。

g、若采集到的电压信号为预设阈值，则数据处理模块进行充电功率识别或充电模式识别。

其中，充电模式包括但不限于直流充电模式、交流充电模式等，本发明实施例对此不进行具体限定。比如，对于直流充电模式来说，外部充电设备会提供给充电接口一个固定数值的电压；对于交流充电模式来说，外部充电设备提供给充电接口的电压会发生变化，因此基于充电接口输出的电压信号便可识别电动汽车的充电模式。

其中，预设阈值指代充电接口的有效电压状态v1、v2和v3。每一个有效电压状态下均对应不同的充电电流，比如第三电压信号为采集电压v1时，对应充电电流i1；第三电压信号为采集电压v2时，对应充电电流i2；第三电压信号为采集电压v3时，对应充电电流i3。由于外部充电设备均对应一个充电电流，比如800ma、16a、32a等等，而每一个被充电设备通常均对应一个最大充电电流，因此在得到上述充电电流后，电动汽车根据该充电电流对外部充电设备提供的充电能力进行校验，以确定使用当前的充电设备给电动汽车进行充电是否安全可行，以完成外部充电设备和电动汽车之间的交互校验。

本发明实施例提供的充电唤醒装置提供了一个唤醒模块，使得在整车系统处于下电的状态下，当外部充电设备在通过电动汽车的充电接口向唤醒模块发送电阻唤醒信号后，该唤醒模块能够在该电阻唤醒信息号的触发下向电源模块发送触发控制信号，以使能电源模块将外部供电模块提供的电压信号进行转化，并将转化后的电压信号输出至数据处理模块，从而使得数据处理模块进入工作状态，进而实现充电唤醒，使得充电唤醒方式的唤醒信号不再局限于电压信号，因此多种充电设备可实现对电动汽车的充电，且电源模块仅在唤醒模块的触发下方进入工作状态，大大降低了功耗；此外，还可通过监控模块和诊断控制模块实现对充电接口的故障进行诊断，不但可以确保安全且可靠地进行充电，而 且增强了充电接口的可维护性。

图6是本发明实施例提供的一种充电唤醒装置的控制方法流程图，应用于上述实施例所示的充电唤醒装置。参见图6，本发明实施例提供的方法流程包括：

601、在整车系统处于下电状态下，若唤醒模块接收到外部充电设备通过电动汽车的充电接口发送的电阻唤醒信号，则向电源模块发送第一触发控制信号。

602、电源模块当接收到第一触发控制信号时，将外部的供电模块提供的第一电压信号转换为第二电压信号。

603、电源模块将第二电压信号输出至数据处理模块。

优选地，电源模块在将第二电压信号输出至数据处理模块之后，该方法还包括：

监控模块采集充电接口输出的第三电压信号，对第三电压信号进行滤波处理；监控模块将经过滤波处理的电压信号输出至数据处理模块；数据处理模块判断经过滤波处理的电压信号是否满足预设阈值；若经过滤波处理的电压信号满足预设阈值，则数据处理模块根据经过滤波处理的电压信号识别电动汽车的充电模式或充电功率。

优选地，电源模块在将第二电压信号输出至数据处理模块之后，该方法还包括：数据处理模块向诊断控制模块发送第二触发控制信号；诊断控制模块在接收到第二触发控制信号后，改变电动汽车的充电接口的电压状态，对充电接口进行故障诊断操作。

本发明实施例提供的方法，在整车系统处于下电的状态下，当外部充电设备在通过电动汽车的充电接口向唤醒模块发送电阻唤醒信号后，该唤醒模块能够在该电阻唤醒信息号的触发下向电源模块发送触发控制信号，以使能电源模块将外部供电模块提供的电压信号进行转化，并将转化后的电压信号输出至数据处理模块，从而使得数据处理模块进入工作状态，进而实现充电唤醒，使得充电唤醒方式的唤醒信号不再局限于电压信号，因此多种充电设备可实现对电动汽车的充电，且电源模块仅在唤醒模块的触发下方进入工作状态，大大降低了功耗；此外，还可通过监控模块和诊断控制模块实现对充电接口的故障进行诊断，不但可以确保安全且可靠地进行充电，而且增强了充电接口的可维护性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。