新能源電動(dòng)車充電檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)

王發(fā)群+王文爭(zhēng)++劉芹

摘 要：根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 18487.1-2015設(shè)計(jì)了新能源電動(dòng)車充電檢測(cè)模塊，在電動(dòng)車進(jìn)行交流和直流充電時(shí)，使電動(dòng)車輛能夠依據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)充電槍的插入狀態(tài)及線纜容量進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電動(dòng)車輛檢測(cè)到充電槍插入時(shí)對(duì)處于低功耗狀態(tài)的車載充電設(shè)備進(jìn)行喚醒以進(jìn)行充電操作；本設(shè)計(jì)是一種高性價(jià)比、低功耗的國(guó)標(biāo)充電槍檢測(cè)模塊。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)車；充電槍；喚醒；低功耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.261

1 引言

目前的國(guó)標(biāo)充電槍的檢測(cè)裝置制作方法一般是采用單片機(jī)加輔助電路來實(shí)現(xiàn)，這樣就需要對(duì)單片機(jī)編寫程序、調(diào)試程序，相對(duì)于單片機(jī)電路，由純硬件實(shí)現(xiàn)的充電檢測(cè)模塊具有可靠性高、成本低、電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，同時(shí)由于充電檢測(cè)模塊的實(shí)時(shí)性、微安級(jí)的低功耗要求，使用單片機(jī)加輔助電路的方式很難做到。本設(shè)計(jì)采用比較器電路對(duì)國(guó)標(biāo)充電槍的輸入端CC/CC2電阻進(jìn)行辨別，每種比較電路檢測(cè)一種充電槍輸入端CC/CC2電阻，根據(jù)插入不同的國(guó)標(biāo)充電槍對(duì)應(yīng)的比較器電路輸出相應(yīng)的信號(hào)，然后對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行相“與”處理后經(jīng)D觸發(fā)器輸出具有保持功能的喚醒信號(hào)，對(duì)車輛系統(tǒng)進(jìn)行喚醒，使其執(zhí)行相應(yīng)的充電功能。利用JJM1-12V繼電器和電阻對(duì)國(guó)標(biāo)充電槍輸入端CC/CC2電阻進(jìn)行復(fù)制后輸出，避免了國(guó)標(biāo)充電檢測(cè)模塊和其他裝置同時(shí)使用國(guó)標(biāo)充電槍輸入端CC/CC2電阻信號(hào)引起的相互干擾問題。

2 硬件構(gòu)架

通過對(duì)新能源電動(dòng)車充電國(guó)標(biāo)GB/T 18487.1-2015的分析，采用比較器、D觸發(fā)器、繼電器等電子元器件設(shè)計(jì)了一款充電檢測(cè)模塊，把充電檢測(cè)模塊連接在電動(dòng)車車輛插座和整車控制器之間，充電檢測(cè)模塊可以自動(dòng)檢測(cè)供電設(shè)備的充電槍是否插入到車輛插座中，當(dāng)充電檢測(cè)模塊檢測(cè)到供電設(shè)備的充電槍插入車輛插座中時(shí)，對(duì)整車控制器輸出充電信號(hào)，喚醒整車控制器控制車載充電器進(jìn)行充電，充電完成時(shí)，整車控制器告知充電檢測(cè)模塊充電完成，充電檢測(cè)模塊取消充電信號(hào)。整車控制器隨后進(jìn)入低功耗狀態(tài)。充電檢測(cè)模塊電路原理圖主要包括比較辨別單元，繼電器復(fù)制充電槍的輸入端CC/CC2電阻單元，D觸發(fā)器置位、復(fù)位保持功能單元和電源4部分。如圖1所示。

CC為供電設(shè)備交流充電槍插入電動(dòng)車車輛插座的輸入電阻信號(hào)、CC為充電檢測(cè)模塊對(duì)供電設(shè)備交流充電槍輸入電阻信號(hào)進(jìn)行隔離后的電阻復(fù)制輸出信號(hào)；CC2為供電設(shè)備直流充電槍插入電動(dòng)車車輛插座的輸入電阻信號(hào)、CC2為充電檢測(cè)模塊對(duì)供電設(shè)備直流充電槍輸入電阻信號(hào)進(jìn)行隔離后的電阻復(fù)制輸出信號(hào)。

3 主要功能模塊電路設(shè)計(jì)

3.1 比較器辨別單元

比較器辨別單元是充電檢測(cè)模塊的核心部分，主要進(jìn)行充電槍類型的辨別，在交流充電槍或直流充電槍插入車輛插座時(shí)對(duì)充電槍類型進(jìn)行辨識(shí)，當(dāng)交流充電槍插入時(shí)進(jìn)一步對(duì)交流充電槍的充電電纜容量進(jìn)行識(shí)別，對(duì)各種充電槍比較器辨別電路輸出信號(hào)進(jìn)行“與”處理，實(shí)現(xiàn)無論插入那種充電槍都能輸出一個(gè)喚醒信號(hào)；比較器辨別單元電路原理圖如下圖2所示。

3.2 繼電器復(fù)制充電槍的輸入端CC/CC2電阻單元

繼電器復(fù)制充電槍的輸入端CC/CC2電阻單元主要實(shí)現(xiàn)對(duì)充電槍輸入端電阻的復(fù)制輸出；繼電器復(fù)制充電槍的輸入端CC/CC2電阻單元電路原理圖如圖3所示。

3.3 D觸發(fā)器制作具有置位、復(fù)位保持功能單元

使用D觸發(fā)器制作具有置位、復(fù)位保持功能單元，使之輸出的喚醒信號(hào)能實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛系統(tǒng)的喚醒，并在接收到車輛系統(tǒng)的充電完成信號(hào)后取消喚醒信號(hào)；D觸發(fā)器制作具有置位、復(fù)位保持功能單元電路原理圖如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

由比較器、D觸發(fā)器、LDO降壓電源芯片等純硬件電路構(gòu)成充電檢測(cè)模塊，相比采用單片機(jī)加輔助電路實(shí)現(xiàn)的國(guó)標(biāo)充電信號(hào)檢測(cè)模塊具有電路簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、功耗低等特點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)標(biāo)充電槍插入車輛充電座的檢測(cè)，并辨別出了交流充電或直流充電方式，采用交流充電方式時(shí)還能進(jìn)一步辨別出充電電纜的容量。消除了充電槍插入充電座過程中由于抖動(dòng)引起的重復(fù)喚醒車輛系統(tǒng)問題；對(duì)處于睡眠狀態(tài)的車輛系統(tǒng)提供喚醒信號(hào)，并在接收到車輛系統(tǒng)的充電完成信號(hào)時(shí)取消喚醒信號(hào)，保證了車輛系統(tǒng)再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，經(jīng)測(cè)試達(dá)到了微安級(jí)功耗要求。

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作者簡(jiǎn)介：王發(fā)群，男，河南人，碩士，工程師，主要從事新能源汽車整車控制器、電機(jī)控制器的研發(fā)工作。