一种用于电动车电池充电的充电桩及电动车电池充电方法与流程

本发明涉及电池及其充电桩，具体涉及一种用于电动车电池充电的充电桩及其电动车电池充电方法。

背景技术：

1、两轮电动车已经成为广大人民群众不可或缺的重要交通工具，因此，针对电动车的充电桩同样大面积铺设，以满足电动车的充电需求。而现有的电动车充电桩仅控制输出插座的定时通断，并且需要用户自带电源适配器。因此，现有的电动车充电桩无法感知连入插座的是电池还是其他用电器。如果连入插座的不是电池而是其他用电器，如烧水壶、热得快、电热炉等大功率用电器，则会带来重大的火灾隐患。并且，即使连入插座的是电动车电池，由于需要电源适配器连接插座和电动车，因此，电源适配器还存在丢失的风险。

技术实现思路

1、本发明旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提供了一种用于电动车电池充电的充电桩，无需用户自带电源适配器，并能感知连入充电桩的是电池还是其他用电器。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于电动车电池充电的充电桩，包括：极性转换模块、电压采集模块、处理模块以及电压输出模块；

4、所述极性转换模块与所述充电桩的电池接入端电连接，用以判断接入所述充电桩的电池的极性并进行适配，以使电池的正极匹配电压输出模块的正输出端，电池的负极匹配电压输出模块的负输出端；

5、所述电压采集模块与所述充电桩的电池接入端电连接，用于采集电池接入端的电压，当极性转换模块完成适配时，所述电压采集模块采集的电压为接入所述充电桩的电池的电压，当所述极性转换模块未发生适配时，所述电压采集模块无电压采集；

6、所述处理模块与所述电压采集模块电连接，用于读取电压采集模块采集的电压，并根据采集的电压控制所述电压输出模块；

7、当所述极性转换模块完成适配且所述电压采集模块采集的电压在预设范围内，所述处理模块控制所述电压输出模块输出充电电压；当所述采集模块未采集到电压或采集的电压不在预设范围内，所述处理模块控制所述电压输出模块不输出充电电压。

8、本发明所提供的技术方案，能够感知连入充电桩的是电动车电池还是其他用电器，避免了烧水壶、热得快、电热炉等大功率用电器接入充电桩，杜绝了大功率用电器带来的火灾隐患。并且，使用本发明所提供的充电桩对电动车充电时，无需用户自带电源适配器连接电动车和输出插座，避免了电源适配器丢失的风险。同时，电动车电池一经连入充电桩，即可由充电桩自行适配电池的极性，无需用户检查，便于用户使用。而且，本发明所提供的充电桩还能够判断电池的大小，进而判断电池是否为非标电池，对非标电池禁止充电，避免了超大容量电池造成大功率输出所带来的安全隐患。

9、可选的，所述极性转换模块包括第一适配电路和第二适配电路；

10、所述第一适配电路包括第一输入端和第一输出端，所述第一输入端连接电池接入端，所述第一适配电路发生适配，所述第一输出端使电池接入端的第一连接端适配电池的正极，第二连接端适配电池的负极；

11、所述第二适配电路包括第二输入端和第二输出端，所述第二输入端连接电池接入端，所述第二适配电路发生适配，所述第二输出端使电池接入端的第一连接端适配电池的负极，第二连接端适配电池的正极。

12、可选的，所述第一适配电路包括第一二极管、光电耦合器、开关管、第二二极管以及继电器；

13、所述光电耦合器的正输入极通过电阻连接第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极和所述光电耦合器的负输入极作为第一输入端，所述第一二极管的阳极连接第一连接端，所述光电耦合器的负输入极连接第二连接端；

14、所述光电耦合器的集电极连接电源，发射极通过电阻连接开关管的基极，同时通过电阻接地，开关管的发射极接地，集电极连接继电器的一个接电端和第二二极管的阴极，第二二极管的阳极通过电阻连接输入电压，所述继电器的另一个接电端连接输入电压；

15、所述继电器为双刀双掷继电器，其中一副触点分别连接第一连接端和第二连接端，另一幅触点空置，双刀开关连接所述电压输出模块的正输出端和负输出端，所述继电器的双刀开关和触点作为所述第一出端，双刀开关闭合，第一连接端与正输出端导通，第二连接端与负输出端导通；

16、所述第二适配电路与所述第一适配电路相同，第一连接端以及第二连接端连接所述第二适配电路的方式，与第一连接端以及第二连接端连接所述第一适配电路的方式相反。

17、极性转换模块分为两套适配电路，如果接入充电桩的是电池等有源设备，无论电池的极性如何与电池接入端连接，均可由其中一套适配电路进行极性适配。而如果接入充电桩的是用电器等无源设备，由于电池接入端的两个连接端之间已经形成回路，因此采集到的电池接入端的电压为零，即可判断出接入充电桩的是用电器等无源设备，此时处理模块可及时采取措施锁定电压输出模块。而如果电池接入端未连接用电器，则两个连接端之间为开路，此时电压采集模块无采集信号传输至处理模块，因此处理模块不采取动作，以区别于电池接入端的两个连接端为无源设备的情况。

18、可选的，所述第一适配电路包括第三二极管，所述第三二极管的阴极连接所述第一二极管的阳极，所述第三二极管的阳极连接第一连接端；所述第二适配电路包括第四二极管，所述第四二极管在所述第二适配电路中的连接方式与所述第三二极管在所述第一适配电路中的连接方式相同，所述第三二极管和第四二极管均为发光二极管，通过发光二极管可提示用户当前电池的连接情况以及极性适配情况。

19、可选的，所述第一适配电路还包括第五二极管，所述第五二极管的阳极连接所述第一适配电路中光电耦合器的发射极，阴极连接所述处理模块；所述第二适配电路还包括第六二极管，所述第六二极管的阳极连接所述第二适配电路中光电耦合器的发射极，阴极连接所述处理模块。

20、当极性转换模块完成适配后，光电耦合器的发射极被拉升为高电平，此时，通过二极管，将高电平信号传输至处理模块，处理模块接收到高电平信号，即可控制电压采集模块开始采集电池接入端的电压。

21、可选的，当所述电压采集模块采集的电压达到第一预设值，所述电压输出模块采用小电流充电模式输出充电电压；在小电流充电模式下，如果所述电压采集模块采集的电压在达到第二预设值前出现电流归零，则停止输出充电电压，如果所述电压采集模块采集的电压在达到第二预设值的过程中未出现电流归零，则继续采用小电流充电模式输出充电电压，直至采集的电压达到第三预设值，停止输出充电电压。

22、电压采集模块可以根据采集的电压判断电池的大小，进而通过对不同容量的电池进行细致判别和区分，使得电压输出模块输出的充电电压与接入充电桩的电池更加匹配，避免出现小容量电池由大电压充电的情况，减轻电池的损耗。同时，由于锂电池和铅酸电池的充电特性不同，因此在充电即将结束的时段，及时对两种电池进行区分，避免电压输出模块输出电压的方式与电池类型不匹配造成电池损坏甚至出现自然的情况。

23、可选的，所述充电桩具有显示屏，所述预设范围为36v到72v，如果电压采集模块采集的电压在预设范围内，所述显示屏弹出二维码，所述处理模块根据二维码被扫描后的控制信息控制所述电压输出模块输出充电电压，所述极性转换模块未发生适配或所述电压采集模块采集的电压不在预设范围内，所述显示屏不弹出二维码，所述电压输出模块锁定输出。

24、以二维码的形式，如果接入充电桩的电池可以正常充电，用户可以通过扫码对充电桩的充电时长等进行设置，而如果接入充电桩的是无源设备或非标电池，则通过无二维码弹出的形式使用户无法进行下一步，从而锁定电池输出模块的电压输出。

25、此外，本发明还提供了一种电动车电池充电方法，由前述任意一项所述的充电桩执行，包括如下步骤：

26、极性转换模块判断连入电池接入端的回路，如果所述极性转换模块发生适配，使电池的正极匹配电压输出模块的正输出端，电池的负极匹配电压输出模块的负输出端，则所述电压采集模块采集电池接入端的电压，并进行下一步判断；如果所述极性转换模块未发生适配，所述处理模块控制所述电压输出模块不输出充电电压，充电停止；

27、所述处理模块读取电压采集模块采集的电压，如果读取的电压不在预设范围内，所述处理模块控制所述电压输出模块不输出充电电压，充电停止，如果读取的电压在预设范围内，所述处理模块控制所述电压输出模块输出充电电压，充电开始。

28、可选的，所述处理模块控制所述电压输出模块输出充电电压后，所述电动车电池充电方法还包括如下步骤：

29、当所述电压采集模块采集的电压达到第一预设值，所述电压输出模块采用小电流充电模式输出充电电压；在小电流充电模式下，如果所述电压采集模块采集的电压在达到第二预设值前出现电流归零，则停止输出充电电压，如果所述电压采集模块采集的电压在达到第二预设值的过程中未出现电流归零，则继续采用小电流充电模式输出充电电压，直至采集的电压达到第三预设值，停止输出充电电压。

30、可选的，所述充电桩具有显示屏，所述预设范围为36v到72v，如果电压采集模块采集的电压在预设范围内，所述显示屏弹出二维码，所述处理模块根据二维码被扫描后的控制信息控制所述电压输出模块输出充电电压，所述极性转换模块未发生适配或所述电压采集模块采集的电压不在预设范围内，所述显示屏不弹出二维码，所述电压输出模块锁定输出。

31、本发明所提供的电动车电池充电方法，其有益效果的推理过程与前述充电桩的有益效果的推理过程相类似，在此不再赘述。

32、本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。