本發(fā)明涉及充電樁應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交直流通用的充電樁插頭、插座及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著新型能源的高速發(fā)展，國家大力支持新能源汽車技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新，當(dāng)前，電動汽車作為新能源開發(fā)的突出代表，已成為引領(lǐng)汽車行業(yè)新時(shí)代的重要發(fā)展方向，而電動汽車的充換電系統(tǒng)則起到了能量補(bǔ)給的作用，為電動汽車連續(xù)的快速行駛，不受充電時(shí)間約束提供了保障，是電動汽車重要的基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，通過傳統(tǒng)線纜傳輸?shù)膶ο髸r(shí)傳統(tǒng)電能，只有通過各種線纜連接到相應(yīng)的變壓站才能使用電能。對于電動汽車來講，能夠使其工作的電池是電動汽車的核心部件之一。而如何解決電動汽車的電池充電問題成為迫切需要解決的技術(shù)問題。

在現(xiàn)有技術(shù)中，電動汽車一般具有兩種充電方式，一種是交流電進(jìn)行充電，另一種是直流電進(jìn)行充電，交流充電樁一般是小功率充電，優(yōu)點(diǎn)在于只要有可充插座，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行充電，直流充電樁具有大功率充電的功能，但是充電樁只能安裝在固定的地點(diǎn)，電動汽車根據(jù)不同的需求采用兩種不同的充電方式，對應(yīng)的插頭和插座并不能統(tǒng)一使用，給電動汽車的充電帶來了較多的麻煩。

申請公布號為cn101834388a，發(fā)明名稱為一種插頭和插座的專利申請文件公開了一種充電樁用的插頭和插座，但是該專利只是在插頭和插座中連接不同的電纜線實(shí)現(xiàn)交流直流連接通電，并不能實(shí)現(xiàn)一個(gè)插頭根據(jù)需要判斷選擇出交、直流充電，因此，一種交直流通用的充電樁插頭與插座是亟待需求的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種交直流通用的充電樁插頭、插座及其控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中交直流電動汽車充電插頭不能共用的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種交直流通用的充電樁插頭、插座，所述的插頭設(shè)置在充電樁上，通過電纜與充電樁內(nèi)部的相應(yīng)線路或單元連接，插座設(shè)置在需要利用充電樁充電的電池或電池控制器上，其特征在于：所述的插頭包括第一插針dc+/l、第二插針dc-/n、第三插針pe、第四插針a+、第五插針a-，所述第一插針dc+/l、第二插針dc-/n、第三插針pe組成充電樁的充電模塊，第四插針a+、第五插針a-組成充電樁的輔助電源模塊，所述的充電模塊、輔助電源模塊與控制模塊進(jìn)行電連接，所述的控制模塊為單片機(jī)，在插座內(nèi)設(shè)置有與插針對應(yīng)數(shù)量和位置的五個(gè)插孔，分別為第一插孔、第二插孔、第三插孔、第四插孔、第五插孔，所述插座設(shè)置在交流充電電動汽車上時(shí)，插座內(nèi)的第四插孔、第五插孔對應(yīng)連接的電纜線連接部為斷路；所述插座設(shè)置在直流充電電動汽車上時(shí)，插座內(nèi)的第四插孔、第五插孔對應(yīng)連接的電纜線連接部為通路。

所述的插頭內(nèi)還設(shè)置有信息檢測與監(jiān)控模塊，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊包括第六插針cc1、第七插針cc2，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊在直流電路中用于檢測充電樁插頭與插座的連接狀態(tài)是否正常；信息檢測與監(jiān)控模塊在交流電路中用于檢測連接狀態(tài)以及pwm的檢測。

所述的信息檢測與監(jiān)控模塊包括插頭中的第八插針s+、第九插針s-，所述的第八插針s+、第九插針s-為備用can總線，用于檢測電池的認(rèn)證信息和電池的充電狀態(tài)信息。

一種充電樁插頭、插座連通充電的控制方法，其特征在于：

第一步：將充電樁插頭與插座接通進(jìn)行接觸聯(lián)通；

第二步：插頭內(nèi)的輔助電源插針與插座內(nèi)對應(yīng)的插孔接觸連接后，檢測插針與插座接通后是否是通路；

第三步：將第二步的檢測結(jié)果反饋給控制模塊，若反饋結(jié)果為通路，則控制模塊通過選擇開關(guān)選擇接通直流電充電電路；若反饋結(jié)果為斷路，則控制模塊通過選擇開關(guān)選擇交流電充電電路；

第四步：當(dāng)選擇直流充電電路時(shí)，充電模塊中所述插頭內(nèi)的第一插針通入直流電正極dc+，第二插針通入直流電負(fù)極dc-，第三插針pe為接地線，當(dāng)選擇交流充電電路時(shí)，充電模塊中所述插頭內(nèi)的第一插針通入交流電火線l，第二插針通入交流電零線n，所述第三插針pe為接地線。

所述的交直流充電電路通過選擇開關(guān)進(jìn)行選擇，所述的選擇開關(guān)包括交流電路開關(guān)和直流電路開關(guān)，當(dāng)選擇開關(guān)選擇交流電路開關(guān)時(shí)，直流充電電路為斷路；當(dāng)選擇開關(guān)選擇直流電路開關(guān)，交流充電電路為斷路。

選擇開關(guān)選擇直流充電電路時(shí)，將接入的市電電路與直流充電開關(guān)接通，接入直流充電開關(guān)的市電電路流經(jīng)直流充電處理模塊后輸出至充電模塊的插針，控制模塊啟動充電模塊開始充電。

選擇開關(guān)選擇交流充電電路時(shí)，將接入的市電電路與交流充電開關(guān)接通，接入交流充電開關(guān)的市電電路流經(jīng)交流充電處理模塊后輸出至充電模塊的插針，控制模塊啟動充電模塊開始充電。

當(dāng)充電電路中設(shè)置有信息檢測與監(jiān)控模塊中的第六插針cc1、第七插針cc2時(shí)，在控制模塊啟動充電模塊充電之前，需要先進(jìn)行連接狀態(tài)的檢測，若連接狀態(tài)正常，則控制模塊啟動充電模塊開始充電，若連接狀態(tài)檢測異常，則通過手動調(diào)整插頭與插座的接觸狀態(tài)，當(dāng)連接狀態(tài)指示燈正常顯示，控制模塊才開始啟動充電模塊電路進(jìn)行充電。

當(dāng)充電電路中設(shè)置有信息檢測與監(jiān)控模塊的第八插針s+、第九插針s-時(shí)，所述的第八插針s+、第九插針s-用于檢測電池的認(rèn)證信息和電池的充電狀態(tài)信息，充電電路中的直流充電處理模塊或交流充電處理模塊根據(jù)檢測到的電池的認(rèn)證信息在電壓、電流處理模塊轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓、電流輸出電路。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明通過將插座中與九個(gè)插針相連的電纜線路區(qū)分為充電模塊、輔助電源模塊和信息檢測與監(jiān)控模塊，通過輔助電源模塊和信息檢測與監(jiān)控模塊接收到的檢測信號并反饋至控制模塊，控制模塊根據(jù)反饋信息選擇出相應(yīng)的充電電路。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，通過插針與插座配合工作，利用了充電樁插針?biāo)@得的信息，通過控制模塊自主選擇相應(yīng)的充電電路，從而解決充電樁交直流不能用統(tǒng)一插頭充電的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中直流充電樁內(nèi)部電器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中交流充電樁內(nèi)部電器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的充電樁內(nèi)部電器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座的市電轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座的交直流判斷流程圖；

圖6為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座的市電轉(zhuǎn)換交直流充電流程圖；

圖7為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座五根插針連接的控制方法流程圖；

圖8為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座七根插針連接的控制方法流程圖；

圖9為本發(fā)明所述充電樁插頭與插座九根插針連接的控制方法流程圖；

圖10為本發(fā)明的充電樁插頭前視結(jié)構(gòu)圖；

圖11為本發(fā)明的充電樁插頭側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖12為本發(fā)明的充電樁插座前視結(jié)構(gòu)圖；

圖13為本發(fā)明的充電樁插座側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖14為本發(fā)明的充電樁插頭與插座插接的示意圖；

圖15為本發(fā)明的充電樁插頭與插座插接的側(cè)視示意圖；

其中，5.插頭；501.第一插針dc+/l；502.第二插針dc-/n；503.第三插針pe；504.第四插針a+；505.第五插針a-；506.第六插針cc1；507.第七插針cc2；508.第八插針s+；509.第九插針s-；510.插頭連接壁；511.插頭鎖止裝置；6.插座；601.第一插孔；602.第二插孔；603.第三插孔；604.第四插孔；605.第五插孔；606.第六插孔；607.第七插孔；608.第八插孔；609.第九插孔；610.插座連接壁；611.插座鎖止裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明公開了一種充電樁插頭和插座，所述的充電樁插頭一般設(shè)置在充電樁上，通過電纜與充電樁內(nèi)部的相應(yīng)線路或單元連接，插座設(shè)置在需要利用充電樁充電的電池或電池控制器上，所述的插頭包括第一插針dc+/l501，第二插針dc-/n502，第三插針pe503，第四插針a+504，第五插針a-505，其中，當(dāng)插頭接通直流電源電路時(shí)，第一插針通入直流電正極dc+，第二插針通入直流電負(fù)極dc-，當(dāng)插頭接入交流電源電路時(shí)，第一插針通入交流電火線l，第二插針通入交流電零線n，所述第三插針pe為接地線，第四插針a+為輔助電源正極接電線，第五插針a-為輔助電源負(fù)極接電線；所述的插座中包含有與插針對應(yīng)數(shù)量和位置的插孔，包括第一插孔601、第二插孔602、第三插孔603、第四插孔604、第五插孔605，在插頭5上設(shè)置有與插針對應(yīng)連接的電纜線路連接部，在插座6上設(shè)置有與插孔對應(yīng)連接的電纜線路連接部，所述插座設(shè)置在電池或電池控制器上采用交流電充電時(shí)，插座中與輔助電源插針對應(yīng)的兩個(gè)插孔之間斷路，即使插頭的輔壓插針第四插針a+、第五插針a-與插座內(nèi)的對應(yīng)插孔接通后，輔助電源依然是斷路狀態(tài)，并不會供電；所述插座設(shè)置在在電池或電池控制器上采用直流電充電時(shí)，插座中與輔助電源插針對應(yīng)的兩個(gè)插孔之間為通路，當(dāng)插頭的輔壓插針第四插針a+、第五插針a-與插座內(nèi)的對應(yīng)插孔接通后，輔助電源將對bms電池管理系統(tǒng)進(jìn)行供電；所述插頭內(nèi)的第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502、第三插針pe503組成了充電樁的充電模塊，第四插針a+504，第五插針a-505組成充電樁的輔助電源模塊，所述的充電模塊、輔助電源模塊與控制模塊進(jìn)行電連接，所述的控制模塊為單片機(jī)。

具體的，所述的交流電充電插座內(nèi)的第四插孔604、第五插孔605的電纜線路設(shè)置為斷路，直流電充電插座內(nèi)的第四插孔604、第五插孔605的電纜線路設(shè)置為通路。

優(yōu)選的，所述的插頭5與插座6通過二級插入或者二次接通進(jìn)行聯(lián)通，第一級插入將第三插針pe503、第四插針a+504、第五插針a-505與插座6內(nèi)的第三插孔603、第四插孔604、第五插孔605進(jìn)行接通連接，接通后將輔助電源模塊中的電路信息反饋至控制模塊，控制模塊根據(jù)預(yù)設(shè)指令選擇相應(yīng)的充電電路并進(jìn)行接通，將充電電路選擇確認(rèn)完成后，控制模塊控制充電模塊中插座5的第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502與插座6內(nèi)的第一插孔601、第二插孔602電路接通，亦或者是提高第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502與插座6內(nèi)的第一插孔601、第二插孔602的接觸深度，實(shí)現(xiàn)充電模塊進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)二級插入或者二次接通實(shí)現(xiàn)聯(lián)通的方式進(jìn)行充電。

進(jìn)一步地，所述二級插入可以通過手動控制實(shí)現(xiàn)，也可以通過控制模塊控制插針實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，所述插頭5內(nèi)的插針還包括信息檢測與監(jiān)控模塊，用以接收充電樁插頭和插座連通后的電路信息并反饋給控制模塊。

進(jìn)一步地，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊包括插頭5中的第六插針cc1506、第七插針cc2507，在對應(yīng)的插座6內(nèi)設(shè)置有第六插孔606、第七插孔607，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊中的第六插針cc1506、第七插針cc2507在直流電路中用于檢測充電樁插頭與插座的連接狀態(tài)是否正常；所述的第六插針cc1506、第七插針cc2507在交流電路中用于檢測連接狀態(tài)以及pwm的檢測，只有當(dāng)充電連接狀態(tài)指示燈正常顯示時(shí)，控制模塊才會啟動充電模塊開始充電，該設(shè)置在于向用戶提醒充電時(shí)插頭與插座正常連接，從而有效提高本發(fā)明的安全性和可靠性。

更進(jìn)一步的，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊包括插頭5中的第八插針s+508、第九插針s-509，在對應(yīng)的插座6內(nèi)設(shè)置有第八插孔608、第九插孔609，所述的信息檢測與監(jiān)控模塊中的第八插針s+508、第九插針s-509為備用can總線，所述的備用can總線可以用于檢測電池的認(rèn)證信息和電池的充電狀態(tài)信息，具體的，在插座6內(nèi)設(shè)置有包含電池所有充電信息的模塊，所述的充電信息模塊與第八插孔608和第九插孔609電連接，插頭5與插座6接通后，控制模塊通過備用can總線反饋回來的充電信息模塊的信息進(jìn)行判定電池是否合法，是否對電池進(jìn)行充電；進(jìn)而還可以在電池充電過程中，獲得電池的充電狀態(tài)信息。

所述的充電電路的選擇通過選擇開關(guān)進(jìn)行控制，所述的選擇開關(guān)包括交流電路開關(guān)和直流電路開關(guān)，所述的選擇開關(guān)通過控制模塊進(jìn)行自動化控制。

本發(fā)明的工作原理如下：所述的插頭5與插座6通過二級控制進(jìn)行電路接通連接控制，當(dāng)插頭與插座插入連接后，首先將輔助電源的電路和信息檢測與監(jiān)控模塊的電路進(jìn)行接通，若輔助電源電路為通路，則充電電路選擇直流電路；若輔助電源電路為斷路，則充電電路選擇為交流充電電路，控制模塊根據(jù)充電信息模塊反饋的信息確定充電電路，具體的，所述的控制模塊與選擇開關(guān)電連接，當(dāng)市電接入選擇開關(guān)時(shí)，若充電電路選擇為交流充電電路，則將接入的市電電路選擇與交流充電開關(guān)接通，接入交流充電開關(guān)的電路經(jīng)過交流電處理模塊處理后進(jìn)行輸出，具體的，所述的交流電處理模塊包括電量統(tǒng)計(jì)信號電路、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)信號電路、急停信號電路等，此外，交流電充電電路根據(jù)需要通過變壓器進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，如果不需要電壓轉(zhuǎn)換的話則交流電直接輸出市電電路，將輸出電路與充電莊插頭中充電模塊的插針進(jìn)行電纜線連接；若充電電路選擇為直流充電電路，將接入的市電電路選擇與直流充電開關(guān)接通，接入直流充電開關(guān)的電路經(jīng)過直流充電處理模塊處理后進(jìn)行輸出，具體的，將接入直流電充電電路的市電通過整流器進(jìn)行轉(zhuǎn)換為直流電路，轉(zhuǎn)換后的直流電路經(jīng)dc-dc轉(zhuǎn)換器進(jìn)行直流電路轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為充電所需要的直流電壓、直流電流，將轉(zhuǎn)換后的直流轉(zhuǎn)換電路經(jīng)濾波器進(jìn)行處理，此外，在直流電充電電路中也設(shè)置有電量統(tǒng)計(jì)信號電路、費(fèi)用統(tǒng)計(jì)信號電路、急停信號電路等，處理后的電路與充電莊插頭中充電模塊的插針進(jìn)行電纜線連接；當(dāng)選擇開關(guān)選擇交流充電開關(guān)時(shí)，直流充電電路斷路，當(dāng)選擇開關(guān)選擇直流開關(guān)時(shí)，交流充電電路斷路；所述的充電電路選擇以后，充電模塊的插針與插座才開始進(jìn)行通電。

優(yōu)選的，所述的插孔內(nèi)設(shè)置有冠簧，有效保證了插針與插孔連接的可靠性。

更進(jìn)一步地，所述的充電樁插頭的第三插針pe長度最長，接通時(shí)，第三插針pe與插座6上的第三插孔603最先接觸；斷開時(shí)，第三插針pe與插座6上的第三插孔603最后分離。

優(yōu)選的，所述的第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502設(shè)置在插頭5的上下方向靠近中間的部位，第三插針pe503設(shè)置在第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502的下方，所述的第四插針a+504、第五插針a-505設(shè)置在第三插針pe503的左右兩側(cè)，在第一插針dc+/l501、第二插針dc-/n502的上方設(shè)置第六插針cc1506、第七插針cc2507、第八插針s+508、第九插針s-509，所述的第六插針cc1506、第七插針cc2507、第八插針s+508、第九插針s-509在插頭5上呈t字型布置，該設(shè)置既保證了插頭的不同功能的電纜線相互分離，又保證了插頭5與插座6的插接有且只有一種插接方式，避免在使用過程中由于誤插而帶來不必要的麻煩。

進(jìn)一步地，所述插頭的插針設(shè)置在基座上，在基座的周圈設(shè)置有插頭連接壁510，在插頭連接臂510的一個(gè)側(cè)面上設(shè)置有插頭鎖止裝置511，在對應(yīng)插座基座的周圈設(shè)置有插座連接壁610，在插頭5、插座6連接后與插頭鎖止裝置511對應(yīng)的位置設(shè)置有插座鎖止裝置611，所述的插頭連接臂510與插座連接壁610配合連接，一方面保證對插座5上的插針和插座6上的插孔起到一定的保護(hù)作用，另一方面也提高了插頭5與插座6連接的可靠性與安全性。

具體的，所述的插座鎖止裝置611為伸出插座連接壁610的卡舌，在插座鎖止裝置611上設(shè)置有卡接槽，所述的卡舌與卡接槽配合連接，該設(shè)置保證了插頭與插座在充電時(shí)連接的穩(wěn)定性，從而有限避免在充電過程中插頭與插座脫落，保證了插頭與插座在充電時(shí)插接的安全性和可靠性。

更進(jìn)一步地，所述的插頭5設(shè)置在充電槍上，該設(shè)置便于使用充電樁充電時(shí)進(jìn)行操作插頭5與插座6進(jìn)行連接，從而提高本發(fā)明的快捷性。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。