王發(fā)群+王文爭++劉芹

摘 要：根據(jù)國標(biāo)GB/T 18487.1-2015設(shè)計了新能源電動車充電檢測模塊，在電動車進(jìn)行交流和直流充電時，使電動車輛能夠依據(jù)國標(biāo)對充電槍的插入狀態(tài)及線纜容量進(jìn)行檢測，當(dāng)電動車輛檢測到充電槍插入時對處于低功耗狀態(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)計是一種高性價比、低功耗的國標(biāo)充電槍檢測模塊。

關(guān)鍵詞：電動車；充電槍；喚醒；低功耗

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

1 引言

目前的國標(biāo)充電槍的檢測裝置制作方法一般是采用單片機(jī)加輔助電路來實現(xiàn)，這樣就需要對單片機(jī)編寫程序、調(diào)試程序，相對于單片機(jī)電路，由純硬件實現(xiàn)的充電檢測模塊具有可靠性高、成本低、電路簡單等特點(diǎn)，同時由于充電檢測模塊的實時性、微安級的低功耗要求，使用單片機(jī)加輔助電路的方式很難做到。本設(shè)計采用比較器電路對國標(biāo)充電槍的輸入端CC/CC2電阻進(jìn)行辨別，每種比較電路檢測一種充電槍輸入端CC/CC2電阻，根據(jù)插入不同的國標(biāo)充電槍對應(yīng)的比較器電路輸出相應(yīng)的信號，然后對輸出信號進(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，對車輛系統(tǒng)進(jìn)行喚醒，使其執(zhí)行相應(yīng)的充電功能。利用JJM1-12V繼電器和電阻對國標(biāo)充電槍輸入端CC/CC2電阻進(jìn)行復(fù)制后輸出，避免了國標(biāo)充電檢測模塊和其他裝置同時使用國標(biāo)充電槍輸入端CC/CC2電阻信號引起的相互干擾問題。

2 硬件構(gòu)架

通過對新能源電動車充電國標(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)計了一款充電檢測模塊，把充電檢測模塊連接在電動車車輛插座和整車控制器之間，充電檢測模塊可以自動檢測供電設(shè)備的充電槍是否插入到車輛插座中，當(dāng)充電檢測模塊檢測到供電設(shè)備的充電槍插入車輛插座中時，對整車控制器輸出充電信號，喚醒整車控制器控制車載充電器進(jìn)行充電，充電完成時，整車控制器告知充電檢測模塊充電完成，充電檢測模塊取消充電信號。整車控制器隨后進(jìn)入低功耗狀態(tài)。充電檢測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車車輛插座的輸入電阻信號、CC為充電檢測模塊對供電設(shè)備交流充電槍輸入電阻信號進(jìn)行隔離后的電阻復(fù)制輸出信號；CC2為供電設(shè)備直流充電槍插入電動車車輛插座的輸入電阻信號、CC2為充電檢測模塊對供電設(shè)備直流充電槍輸入電阻信號進(jìn)行隔離后的電阻復(fù)制輸出信號。

3 主要功能模塊電路設(shè)計

3.1 比較器辨別單元

比較器辨別單元是充電檢測模塊的核心部分，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對充電槍類型進(jìn)行辨識，當(dāng)交流充電槍插入時進(jìn)一步對交流充電槍的充電電纜容量進(jìn)行識別，對各種充電槍比較器辨別電路輸出信號進(jìn)行“與”處理，實現(xiàn)無論插入那種充電槍都能輸出一個喚醒信號；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電阻單元主要實現(xiàn)對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能實現(xiàn)對車輛系統(tǒng)的喚醒，并在接收到車輛系統(tǒng)的充電完成信號后取消喚醒信號；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

由比較器、D觸發(fā)器、LDO降壓電源芯片等純硬件電路構(gòu)成充電檢測模塊，相比采用單片機(jī)加輔助電路實現(xiàn)的國標(biāo)充電信號檢測模塊具有電路簡單、可靠性高、成本低、功耗低等特點(diǎn)。實現(xiàn)了對國標(biāo)充電槍插入車輛充電座的檢測，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引起的重復(fù)喚醒車輛系統(tǒng)問題；對處于睡眠狀態(tài)的車輛系統(tǒng)提供喚醒信號，并在接收到車輛系統(tǒng)的充電完成信號時取消喚醒信號，保證了車輛系統(tǒng)再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，經(jīng)測試達(dá)到了微安級功耗要求。

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作者簡介：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。