交流转直流电路及充电转换器的制作方法

[0001]
本申请涉及新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种交流转直流电路及充电转换器。


背景技术：

[0002]
新能源汽车的出现为环境的减能减排作出巨大贡献，例如，电动汽车利用电能取代燃料作为动力，减少了燃料产生的废气排放。通常情况下，电动汽车采用交流、直流充电接口以适配交流、直流充电桩进行充电。电动汽车采用交流充电口便无法适配直流充电桩，同理，采用直流充电口便无法使用交流充电桩。即使电动汽车同时采用交流、直流两个充电接口也会增加制造成本。


技术实现要素：

[0003]
本申请公开了一种交流转直流电路，能够实现电动汽车采用一个充电接口时同时兼容交流、直流两种充电桩的技术效果，且解决了增加制造成本的技术问题。
[0004]
第一方面，本申请提供了一种交流转直流电路，所述交流转直流电路包括：
[0005]
第一接口，所述第一接口包括多个第一端子，所述多个第一端子用于接收充电设备的交流输入信号；
[0006]
电压转换电路，所述电压转换电路的输入端电连接所述多个第一端子，并用于对所述交流输入信号进行电压转换以得到直流输出信号；
[0007]
第二接口，所述第二接口包括多个第二端子，所述多个第二端子电连接所述电压转换电路的输出端；
[0008]
控制电路，所述控制电路电连接所述电压转换电路、所述多个第一端子、及所述多个第二端子，所述控制电路用于判断所述充电设备及待充电设备的状态是否满足充电条件，当所述充电设备及所述待充电设备满足充电条件时，所述控制电路控制所述电压转换电路产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述待充电设备充电。
[0009]
通过所述交流转直流电路将所述交流输入信号转换为所述直流输出信号向所述待充电设备充电，实现了交流充电的需求。由于所述待充电设备可接收所述直流输出信号，同时也实现了直流充电的需求。在减少了一个充电接口的情况下，降低了制造成本。
[0010]
第二方面，本申请还提供了一种充电转换器，所述充电转换器包括如第一方面所述的交流转直流电路，所述第一接口与充电设备电连接，所述第二接口与待充电设备电连接，当所述控制电路判断出所述充电设备及所述待充电设备满足充电条件时，所述控制电路控制所述电压转换电路产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述车辆充电。
附图说明
[0011]
为了更清楚的说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使
用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]
图1为本申请第一实施方式提供的交流转直流电路示意图。
[0013]
图2为本申请实施例提供的第一接口示意图。
[0014]
图3为本申请实施例提供的第二接口示意图。
[0015]
图4为本申请实施例提供的充电转换器及车辆示意图。
[0016]
图5为本申请实施例提供的车辆框架示意图。
具体实施方式
[0017]
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。
[0018]
本申请提供了一种交流转直流电路1。请参阅图1，图1为本申请第一实施方式提供的交流转直流电路示意图。所述交流转直流电路1包括：第一接口10、电压转换电路11、第二接口12、及控制电路13。所述第一接口10包括多个第一端子，所述多个第一端子用于接收充电设备的交流输入信号。所述电压转换电路11的输入端电连接所述多个第一端子，并用于对所述交流输入信号进行电压转换以得到直流输出信号。所述第二接口12包括多个第二端子，所述多个第二端子电连接所述电压转换电路11的输出端。所述控制电路13电连接所述电压转换电路11、所述多个第一端子、及所述多个第二端子，所述控制电路13用于判断所述充电设备及待充电设备的状态是否满足充电条件，当所述充电设备及所述待充电设备满足充电条件时，所述控制电路13控制所述电压转换电路11 产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述待充电设备充电。
[0019]
具体的，所述充电设备可以为但不限于为充电桩等可对外充电的设备，对应的，所述待充电设备可以为但不限于为电动汽车等具有可充电电池的设备。本申请以所述充电设备为充电桩，且所述待充电设备为电动汽车为例进行示例，但不代表本申请限制所述交流转直流电路1仅仅用于充电桩及电动汽车。
[0020]
具体的，充电桩通常具有充电枪，用于与电动汽车的充电接口电连接为电动汽车充电。可以理解的，充电桩通常分为交流充电桩和直流充电桩，接下来将分充电桩为交流充电桩和直流充电桩两种情况进行说明。在本实施例中，充电桩输出交流电流，则充电枪为交流充电枪，电动汽车可以只具备直流充电接口。
[0021]
具体的，请一并参阅图2，图2为本申请实施例提供的第一接口示意图。所述第一接口10包括所述多个第一端子(cp、cc、n、pe1、l1、l2、l3)。所述第一接口10与交流充电枪电连接，以接收交流充电桩的交流输入信号。在本实施例中，交流充电桩接入单相交流电，cp端子用于接收控制确认信号；cc端子用于检测是否连接；n端子与交流充电桩中的电源中线电连接；pe1端子与交流充电桩的电源地线电连接；l1端子与交流充电桩中的电源火线电连接；由于交流充电桩接入单相交流电，则l2端子及l3端子空置。若交流充电桩接入的是三相交流电，则l1端子、l2端子、l3端子分别与交流充电桩中的三相电源u线、 v线、w线电连接。
[0022]
具体的，如图1所示，所述电压转换电路11的输入端电连接n端子及l1端子，以将所述交流输入信号进行电压转换得到所述直流输出信号。所述电压转换电路11包括但不限于为整流电路、及升压\降压电路，整流电路利用单向导通特性的电子元器件，例如二极管，可将所述交流输入信号转换为所述直流输入信号。升压\降压电路的工作原理主要在于线圈匝数与电压呈正比关系。可以理解的，所述电压转换电路11的输入端线圈匝数与所述电压转换电路11的输出端线圈匝数不同。当输入端的线圈匝数大于输出端的线圈匝数时，所述电压转换电路11 为降压电路，当输入端的线圈匝数小于输出端的线圈匝数时，所述电压转换电路11为升压电路。
[0023]
具体的，请一并参阅图3，图3为本申请实施例提供的第二接口示意图。所述第二接口12包括所述多个第二端子(cc1、cc2、s+、s-、dc+、dc-、a+、 a-、pe2)。cc1端子用于确认所述第二接口12与所述待充电设备的电连接状态； cc2端子用于接收所述充电设备周期性发送的充电报文；s+端子及s-端子用于与所述待充电设备建立通讯；dc+端子及dc-端子用于向所述待充电设备输出所述直流输出信号；a+端子及a-端子作为辅助电源用于为所述控制电路13供电；pe2 为所述待充电设备中的地线。如图1所示，pe2端子与pe1端子电连接，dc+端子、 dc-端子与所述电压转换电路11的输出端电连接，且所述第二接口12与所述待充电设备的充电接口电连接，以将所述电压转换电路11输出的所述直流输出信号传输至所述待充电设备。
[0024]
具体的，如图1所示，所述控制电路13与所述第一接口10的cc端子、 cp端子电连接，且与所述第二接口12的cc1端子、cc2端子、s+端子、s-端子、a+端子、a-端子电连接。所述控制电路13通过与所述控制电路13电连接的所述多个第一端子及所述多个第二端子，判断所述充电设备及所述待充电设备的状态是否满足充电条件。当所述充电设备及所述待充电设备满足充电条件时，所述控制电路13控制所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述待充电设备充电。
[0025]
具体的，如图1所示，cc2端子与电阻r的一端电连接，电阻r的另一端与pe2端子电连接。cc2端子还用于检测电阻r的阻值是否为正常值，当cc2 端子检测到电阻r为所述正常值时，cc2端子向所述待充电设备发送检测正常信号，所述待充电设备还根据所述检测正常信号接收所述直流输出信号。在本实施例中，所述正常值为1kω。
[0026]
具体的，所述交流转直流电路1还可以包括但不限于包括熔断器，当所述交流转直流电路1中的电流过大时，所述熔断器断开电路以保护所述充电设备、所述交流转直流电路1、及所述待充电设备。
[0027]
可以理解的，在本实施例中，通过所述交流转直流电路1将所述交流输入信号转换为所述直流输出信号向所述待充电设备充电，实现了交流充电的需求。由于所述待充电设备可接收所述直流输出信号，同时也实现了直流充电的需求。在减少了一个充电接口的情况下，降低了制造成本。
[0028]
在一种可能的实施例中，如图1所示，所述控制电路13还包括：温度检测电路131，所述温度检测电路131用于检测所述充电设备及所述待充电设备的温度值。所述控制电路13还用于根据所述温度值判断所述充电设备及所述待充电设备的状态是否满足充电条件。
[0029]
具体的，所述温度检测电路131可以为但不限于为热敏电阻电路，热敏电阻电阻由热敏电阻组成，热敏电阻受温度变化的影响，其电阻值也会产生变化，最终导致电流值的变
化，从而可以根据电流值的变化检测出对应的温度值。
[0030]
可以理解的，若所述充电设备及所述待充电设备的温度值高于安全温度阈值，继续充电可能会造成安全隐患。因此，当所述控制电路13判断出所述温度检测电路131检测出的所述充电设备及所述待充电设备的温度值低于所述安全温度阈值时，换句话说，当所述控制电路13根据所述温度值判断出所述充电设备及所述待充电设备的状态满足充电条件时，所述控制电路13控制所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述待充电设备充电。可以理解的，在本实施例中，所述温度检测电路131降低了充电的安全隐患。
[0031]
在一种可能的实施例中，所述交流转直流电路1还包括：电流传感器14，所述电流传感器14电连接于所述第一端子，所述电流传感器14用于检测所述交流输入信号的电流值。所述控制电路13电连接所述电流传感器14，以接收所述电流值，且所述控制电路13还用于检测所述交流输入信号的电压值，所述控制电路13根据所述电流值及所述电压值产生控制信号，并经由所述多个第二端子向所述待充电设备发送所述控制信号，所述控制信号用于唤醒所述待充电设备。
[0032]
具体的，如图1所示，所述电流传感器14电连接于所述第一接口10的n 端子，且电连接于所述控制电路13，以将检测到的所述交流输入信号的所述电流值传输至所述控制电路13，所述控制电路13还电连接于所述第一接口10的 l1端子以获取所述交流输入信号的所述电压值。
[0033]
具体的，所述控制电路13还用于根据所述电流值及所述电压值，在所述电流值及所述电压值满足充电条件的情况下产生所述控制信号，并通过所述控制信号唤醒所述待充电设备。例如，所述待充电设备为电动汽车，那么，所述控制电路13可通过所述控制信号唤醒电动汽车的电池、处理器等充电控制装置。
[0034]
具体的，在一种可能的实施例中，当所述控制电路13检测所述交流输入信号的电流值小于最大电流阈值；或所述交流输入信号的电压值大于最小电压阈值；或所述交流输入信号的电压值小于最大电压阈值时，所述控制电路13判断出所述充电设备及所述待充电设备的状态满足充电条件。
[0035]
可以理解的，所述最大电流阈值为所述充电设备、所述交流转直流电路1、及所述待充电设备所能承受的最大电流值，若检测到的所述交流输入信号的所述电流值大于所述最大电流阈值，则可能对所述充电设备、所述交流转直流电路1、及所述待充电设备造成损害。若检测到的所述交流输入信号的所述电压值小于所述最小电压阈值，可能导致所述交流输入信号的电流过小而无法充电。同理，若检测到的所述交流输入信号的所述电压值大于所述最大电压阈值，则可能对所述充电设备、所述交流转直流电路1、及所述待充电设备造成损害。
[0036]
可以理解的，在另一种可能的实施例中，所述控制电路13还可以根据所述交流输入信号的所述电流值、及所述电压值作出不同于本实施例的判断，只要在充电时不会对所述充电设备、所述交流转直流电路1、及所述待充电设备造成损害即可，本申请对此不加以限制。
[0037]
在一种可能的实施例中，如图1所示，所述交流转直流电路1还包括：滤波电路15，所述滤波电路15的输入端151电连接于所述多个第一端子以及所述电压转换电路11，所述
滤波电路15的输出端152电连接于所述多个第二端子，所述滤波电路15用于对所述交流输入信号滤波。
[0038]
具体的，由于所述交流输入信号整流后产生的所述直流输出信号具有较大的波动性，所述待充电设备可能无法兼容具有较大波动性的所述直流输出信号，故需要在整流前对所述交流输入信号进行滤波。所述滤波电路15的输入端151 电连接于所述第一接口10的n端子及l1端子，且电连接于所述电压转换电路 11，以对所述交流输入信号在整流前进行滤波。
[0039]
具体的，所述滤波电路15通常包括电感，当电流流过电感时，一部分电能将转化为电感的感应电动势能保存。所述交流输入信号的电流值是变化的，当所述交流输入信号的电流值变小时，电感的感应电动势能将释放，形成与所述交流输入信号电流方向相同的电流，以减少所述交流输入信号的电流值的变化。同理，当所述交流输入信号的电流值变大时，电感将所述交流输入信号的电能部分转化为电感的感应电动势能保存，且产生与所述交流输入信号电流方向相反的电流，以减少所述交流输入信号的电流值的变化。如此一来，所述滤波电路15起到对所述交流输入信号滤波的作用。
[0040]
可以理解的，在本实施例中，所述滤波电路15使所述交流输入信号转换为所述直流输出信号后的波动性减小，有利于对所述待充电设备进行充电。
[0041]
本申请还提供了一种充电转换器21，并在本申请中以所述充电转换器21应用于车辆20为例进行示意，换句话说，所述待充电设备为所述车辆20。需要说明的是，所述充电转换器21还可以应用于其他待充电设备，本申请对此不加以限制。
[0042]
具体的，请一并参阅图4，图4为本申请实施例提供的充电转换器及车辆示意图。所述车辆20包括充电接口201，所述充电转换器21包括上文所述的交流转直流电路1，所述第二接口12与所述充电接口201电连接，当所述控制电路 13判断出所述车辆20及所述充电转换器21满足充电条件时，所述控制电路13 控制所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述车辆20充电。
[0043]
具体的，所述车辆20可以为但不限于为电动汽车等可充电汽车。所述交流转直流电路1的特征请参阅上文描述，在此不再赘述。接下来，将对所述车辆 20与所述充电转换器21的交互过程作详细说明。
[0044]
在一种可能的实施例中，当所述第一接口10接入所述充电设备时，所述控制电路13根据所述交流输入信号的电流值、及电压值产生控制信号，并经由所述多个第二端子向所述待充电设备发送，以唤醒所述待充电设备。
[0045]
具体的，请一并参阅图5，图5为本申请实施例提供的车辆框架示意图。所述车辆20包括：电池管理模块202、及整车控制模块203。当所述第一接口10 接入所述充电设备时，所述控制电路13根据所述交流输入信号的电流值、及电压值产生控制信号，并经由所述多个第二端子向所述电池管理模块202、及所述整车控制模块203发送，以唤醒所述电池管理模块202、及所述整车控制模块 203。
[0046]
具体的，所述电池管理模块202及所述整车控制模块203还用于判断所述车辆20的状态信息，例如，所述车辆20的电池电量等状态信息。当所述控制电路13接收到所述电池管理模块202及所述整车控制模块203的所述状态信息，并判断出所述车辆20满足充电条件时，所述电池管理模块202向所述整车控制模块203发送充电请求，所述整车控制模块203根
据所述充电请求向所述控制电路13发送充电信号，所述控制电路13根据所述充电信号，使得所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号经由所述多个第二端子向所述车辆20充电。
[0047]
在一种可能的实施例中，当所述控制电路13判断出所述第一接口10与所述充电设备的电连接断开时，所述控制电路13通过所述多个第二端子向所述待充电设备发送结束信号，以停止充电。
[0048]
以所述车辆20为例，当所述充电设备通过所述充电转换器21正在向所述车辆20充电，且所述控制电路13判断出所述第一接口10未接入所述充电设备时，所述控制电路13通过所述多个第二端子向所述电池管理模块202发送结束信号，所述整车控制模块203根据所述结束信号向所述控制电路13发送断电信号，使得所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号停止经由所述多个第二端子向所述车辆20充电。
[0049]
进一步的，当所述控制电路13接收到所述待充电设备传输的状态信息，判断出所述待充电设备不满足充电条件时，所述控制电路13通过所述多个第二端子向所述待充电设备发送结束信号，以停止充电。
[0050]
以所述车辆20为例，当所述控制电路13接收到所述电池管理模块202的状态信息，判断出所述车辆20不满足充电条件时，所述电池管理模块202向所述整车控制模块203发送断电请求，所述整车控制模块203向所述控制电路13 发送断电信号，使得所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号停止经由所述多个第二端子向所述车辆20充电。
[0051]
进一步的，当所述控制电路13接收到所述待充电设备的故障信息，判断出所述待充电设备不满足充电条件时，所述控制电路13通过所述多个第二端子向所述待充电设备发送结束信号，以停止充电。
[0052]
以所述车辆20为例，所述整车控制模块203还用于检测所述车辆20是否处于故障状态，当所述整车控制模块203检测出所述车辆20处于故障状态时，所述控制电路13接收到所述整车控制模块203的车辆20故障信息，判断出所述车辆20不满足充电条件，所述整车控制模块203向所述控制电路13发送断电信号，使得所述电压转换电路11产生的所述直流输出信号停止经由所述多个第二端子向所述车辆20充电。
[0053]
可以理解的，在本申请各个实施例提供的所述车辆20、及充电转换器21的各个模块是采用硬件电路或者芯片的形式，通过设计各个硬件电路或者芯片形式的模块之间的电连接关系，以达到实现本申请技术方案的目的。
[0054]
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。