自適應充電槍鎖控制電路及其槍鎖控制模式判斷方法與流程

2024-03-08 18:45:15

本發明涉及充電槍技術領域，特別是涉及一種自適應充電槍鎖控制電路及其槍鎖控制模式判斷方法。

背景技術：

近年來隨著新能源技術的興起，電動汽車產業獲得了前所未有的飛速發展。目前，一些國內外汽車品牌已有量產電動汽車面世，因此充電槍也需要更廣泛地應用。電動汽車和充電樁的充電安全性及可靠性日益受到電動汽車產業及其他各界人士的重視，而充電槍鎖控制電路為電動汽車和充電樁的充電安全性提供了有力的保障。

目前的直流充電槍槍鎖有兩種控制方式，一種是電平控制即高電平時槍鎖鎖止，另一種控制方式是通過脈衝控制即給正向脈衝時槍鎖鎖止，充電槍的更換，都需要購買規格配對的，顯得效率低下。

技術實現要素：

基於此，本發明提供一種自適應充電槍鎖控制電路及其槍鎖控制模式判斷方法，由一種電路控制且可以自動識別槍鎖類型，增強控制機構的兼容性，使用更加方便智能。

為了實現本發明的目的，本發明採用如下技術方案：

一種自適應充電槍鎖控制電路，包括一控制電路及連接該控制電路的充電控制板，所述控制電路與所述充電控制板均安裝於充電槍內；所述控制電路包括第一控制模塊、第二控制模塊、及分別連接所述第一控制模塊與所述第二控制模塊的槍鎖機構；所述槍鎖機構電連接所述充電控制板；所述控制電路還設有一電源輸入端vcc、第一輸入端x1及第二輸入端x2；所述電源輸入端vcc連接充電樁，以獲取驅動能源。

上述自適應充電槍鎖控制電路，通過一個統一的控制電路，可分別對電平型槍鎖控制與脈衝型槍鎖控制進行判斷識別，再進而輸出對應的控制模式，增強了控制機構的兼容性，使用更加方便智能。

在其中一個實施例中，所述槍鎖機構包括連接所述第一控制模塊的第一端、連接所述第二控制模塊的第二端、及安裝於所述槍鎖機構的控制線圈；所述槍鎖機構還連接一滑塊。

在其中一個實施例中，所述充電控制板包括第一輸出端、第二輸出端及一狀態開關k1，所述第一輸出端連接所述第一輸入端，所述第二輸出端連接所述第二輸入端，所述狀態開關k1抵接所述滑塊。

在其中一個實施例中，所述第一輸出端輸出一個脈衝控制信號，所述第二輸出端輸出一個持續的低電平控制信號。

在其中一個實施例中，所述第一控制模塊包括電阻r1、r2及電晶體q1、q2、q3；所述電阻r1的一端連接所述電源輸入端vcc，所述電阻r1的另一端連接所述電晶體q1的基極；所述電晶體q1的集電極連接所述電源輸入端vcc，所述電晶體q1的發射極連接所述槍鎖機構的第一端；所述電晶體q2的基極連接所述電晶體q1的基極，所述電晶體q2的發射極連接所述電晶體q1的發射極，所述電晶體q2的集電極接地。

在其中一個實施例中，所述電阻r2的一端連接所述第一輸入端x1，所述電阻r2的另一端連接所述電晶體q3的基極，所述電晶體q3的集電極連接所述電晶體q1的基極，所述電晶體q3的發射極接地。

在其中一個實施例中，所述第二控制模塊包括電阻r3、r4及電晶體q4、q5、q6；所述電阻r3的一端連接所述電源輸入端vcc，所述電阻r3的另一端連接所述電晶體q4的基極；所述電晶體q4的集電極連接所述電源輸入端vcc，所述電晶體q4的發射極連接所述槍鎖機構的第二端；所述電晶體q5的基極連接所述電晶體q4的基極，所述電晶體q5的發射極連接所述電晶體q4的發射極，所述電晶體q5的集電極接地。

在其中一個實施例中，所述電阻r4的一端連接所述第二輸入端x2，所述電阻r4的另一端連接所述電晶體q6的基極，所述電晶體q6的集電極連接所述電晶體q4的基極，所述電晶體q6的發射極接地。

在其中一個實施例中，所述控制電路還包括二極體d1、d2、d3及d4，所述二極體d1的陰極連接所述電源輸入端vcc，所述二極體d1的陽極連接所述二極體d2的陰極，所述二極體d2的陽極接地；所述二極體d3的陰極連接所述電源輸入端vcc，所述二極體d3的陽極連接所述二極體d4的陰極，所述二極體d4的陽極接地。

一種自適應充電槍鎖控制電路的槍鎖控制模式判斷方法，所述自適應充電槍鎖控制電路包括一控制電路及連接該控制電路的充電控制板，所述控制電路與所述充電控制板均安裝於充電槍內；所述控制電路包括第一控制模塊、第二控制模塊、及分別連接所述第一控制模塊與所述第二控制模塊的槍鎖機構；所述槍鎖機構電連接所述充電控制板；所述槍鎖機構還連接一滑塊；所述控制電路還設有一電源輸入端vcc、第一輸入端x1及第二輸入端x2；所述電源輸入端vcc連接充電樁，以獲取驅動能源；所述充電控制板包括第一輸出端、第二輸出端及一狀態開關k1，所述第一輸出端連接所述第一輸入端，所述第二輸出端連接所述第二輸入端，所述狀態開關k1抵接所述滑塊；

所述自適應充電槍鎖控制電路的槍鎖控制模式判斷方法包括如下步驟：

步驟s1：所述充電樁系統上電時，進行系統自檢，進入步驟s2；

步驟s2：所述充電控制板的所述第一輸出端輸出一個脈衝控制信號進入所述第一輸入端x1，所述第二輸出端輸出一個持續的低電平控制信號進入所述第二輸入端x2，進入步驟s3；

步驟s3：所述槍鎖機構響應控制信號，控制所述滑塊運動，進入步驟s4；

步驟s4：判斷所述狀態開關k1在控制信號下的開合狀態，若在所述第一輸入端x1接收高電平時，所述狀態開關k1閉合，在所述第一輸入端x1接收低電平時，所述狀態開關k1斷開，判定所述槍鎖機構為電平型槍鎖，進入步驟s5；若所述狀態開關k1持續保持閉合狀態，判定所述槍鎖機構為脈衝型槍鎖，進入步驟s6；

步驟s5：所述充電樁系統採用電平型槍鎖控制模式；

步驟s6：所述充電樁系統採用脈衝型槍鎖控制模式。

附圖說明

圖1為本發明一較佳實施方式的自適應充電槍鎖控制電路的電路原理圖；

圖2為圖1所述自適應充電槍鎖控制電路的充電控制板的示意圖；

圖3為圖1所述自適應充電槍鎖控制電路的槍鎖控制模式的判斷流程圖；

附圖標註說明：

10-控制電路，11-第一控制模塊，12-第二控制模塊，13-槍鎖機構，131-第一端，132-第二端，20-充電控制板，21-第一輸出端，22-第二輸出端。

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，並不限於本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為「固定於」另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是「連接」另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本發明。

請參閱圖1至圖3，為本發明一較佳實施方式的自適應充電槍鎖控制電路，安裝於充電槍中，所述充電槍電連接充電樁。所述自適應充電槍鎖控制電路包括一控制電路10及連接該控制電路10的充電控制板20，所述控制電路10與所述充電控制板20均安裝於充電槍內。

所述控制電路10設有一電源輸入端vcc、第一輸入端x1及第二輸入端x2，所述電源輸入端vcc連接充電樁，以獲取驅動能源。所述控制電路10包括第一控制模塊11、第二控制模塊12、及分別連接所述第一控制模塊11與所述第二控制模塊12的槍鎖機構13，所述槍鎖機構13電連接所述充電控制板20，受所述充電控制板20調控。

所述槍鎖機構13包括連接所述第一控制模塊11的第一端131、連接所述第二控制模塊12的第二端132、及安裝於所述槍鎖機構13內部的控制線圈(圖未示)。所述槍鎖機構13還連接一滑塊(圖未示)，並控制該滑塊運動。

所述第一控制模塊11包括電阻r1、r2及電晶體q1、q2、q3。所述電阻r1的一端連接所述電源輸入端vcc，其另一端連接所述電晶體q1的基極。所述電晶體q1的集電極連接所述電源輸入端vcc，其發射極連接所述槍鎖機構13的第一端131。所述電晶體q2的基極連接所述電晶體q1的基極，所述電晶體q2的發射極連接所述電晶體q1的發射極，所述電晶體q2的集電極接地。

所述電阻r2的一端連接所述第一輸入端x1，其另一端連接所述電晶體q3的基極，所述電晶體q3的集電極連接所述電晶體q1的基極，所述電晶體q3的發射極接地。

所述第二控制模塊12包括電阻r3、r4及電晶體q4、q5、q6。所述電阻r3的一端連接所述電源輸入端vcc，其另一端連接所述電晶體q4的基極。所述電晶體q4的集電極連接所述電源輸入端vcc，所述電晶體q4的發射極連接所述槍鎖機構13的第二端132。所述電晶體q5的基極連接所述電晶體q4的基極，所述電晶體q5的發射極連接所述電晶體q4的發射極，所述電晶體q5的集電極接地。

所述電阻r4的一端連接所述第二輸入端x2，其另一端連接所述電晶體q6的基極，所述電晶體q6的集電極連接所述電晶體q4的基極，所述電晶體q6的發射極接地。

在本實施例中，所述電阻r1、r2、r3及r4起限流作用。

為了防止所述槍鎖機構13的控制線圈產生過高的自感應電壓從而損壞電源，所述控制電路10還連接二極體d1、d2、d3及d4，具體地，所述二極體d1的陰極連接所述電源輸入端vcc，其陽極連接所述二極體d2的陰極，所述二極體d2的陽極接地；所述二極體d3的陰極連接所述電源輸入端vcc，其陽極連接所述二極體d4的陰極，所述二極體d4的陽極接地。所述槍鎖機構13的第一端131連接所述二極體d1的陽極，第二端132連接所述二極體d3的陽極。

充電控制板20包括第一輸出端21、第二輸出端22、及狀態開關k1，所述第一輸出端21連接所述第一輸入端x1，所述第二輸出端22連接所述第二輸入端x2，所述狀態開關k1與所述滑塊相對設置。充電槍系統在上電時會進行系統自檢，此時所述充電控制板20的第一輸出端21輸出一個脈衝控制信號進入所述第一輸入端x1，所述第二輸出端22輸出一個持續的低電平控制信號進入所述第二輸入端x2，所述槍鎖機構13的兩端接收到第一輸入端x1與第二輸入端x2的控制信號後，控制所述滑塊運動，當所述滑塊抵接所述狀態開關k1時，所述狀態開關k1閉合，當所述滑塊遠離所述狀態開關k1時，所述狀態開關k1斷開。

所述自適應充電槍鎖控制電路的槍鎖控制模式判斷方法如下：

當所述第一輸入端x1接收高電平信號，所述第二輸入端x2保持低電平時，記為狀態1，所述電晶體q3獲得偏置電壓導通，所述電晶體q1無偏置電壓截止，所述電晶體q2獲得偏置電壓導通；所述電晶體q6無偏置電壓截止，所述電晶體q4獲得偏置電壓導通，所述電晶體q5無偏置電壓截止。此時，所述槍鎖機構13兩端的狀態相當於第一端131連接gnd，第二端132連接vcc，第一端131與第二端132具有電勢差；所述充電控制板20同步檢測所述槍鎖機構13的開合狀態。

當所述第一輸入端x1接收低電平信號，所述第二輸入端x2保持低電平時，記為狀態2，所述電晶體q3無偏置電壓截止，所述電晶體q1獲得偏置電壓導通，所述電晶體q2無偏置電壓截止；所述電晶體q6獲得偏置電壓導通，所述電晶體q4無偏置電壓截止，所述電晶體q5獲得偏置電壓導通。此時，所述槍鎖機構13兩端的狀態相當於第一端131連接vcc，第二端132連接vcc，第一端131與第二端132等電勢狀態；所述充電控制板20同步檢測所述槍鎖機構13的卡合狀態。

通過所述狀態開關k1分別判斷狀態1與狀態2下，所述槍鎖機構13的鎖止情況：如果所述狀態開關k1在狀態1下閉合，在狀態2下斷開，則所述槍鎖機構13的控制模式為電平型槍鎖控制模式；如果所述狀態開關k1在狀態1與狀態2下均保持閉合，則所述槍鎖機構13的控制模式為脈衝型槍鎖控制模式；其中，所述狀態開關k1閉合表示所述槍鎖機構13做出鎖止動作，所述狀態開關k1斷開表示所述槍鎖機構13做出釋放動作。

電平型槍鎖控制模式：當充電樁收到鎖止指令時，所述控制電路10的第一輸入端x1接收持續的高電平信號，第二輸入端x2接收持續的低電平信號時，所述槍鎖機構13響應控制信號做出鎖止動作，將充電槍鎖止在充電樁上；直到充電樁收到解鎖指令，所述第一輸入端x1、第二輸入端x2均接收持續的低電平信號時，所述槍鎖機構13響應控制信號做出解鎖動作，將充電槍從充電樁上釋放，此時由q1和d4續流。

脈衝型槍鎖控制模式：當充電樁收到鎖止指令時，所述控制電路10的第一輸入端x1接收一個脈衝控制信號，第二輸入端x2接收一個持續的低電平信號，所述槍鎖機構13響應控制信號做出鎖止動作，將充電槍鎖止在充電樁上，此狀態持續時間為δt1；δt1時間過後第一輸入端x1、第二輸入端x2均接收低電平信號，所述槍鎖機構13不動作，此時所述控制線圈由所述電晶體q1和所述二極體d3續流，以防止線圈自感應電壓過高損壞電源；直到充電樁收到解鎖指令，所述控制電路10的第一輸入端x1接收一個持續的低電平信號，所述第二輸入端x2接收一個脈衝控制信號，所述槍鎖機構13響應控制信號做出解鎖動作，將充電槍從充電樁上釋放，此狀態持續時間為δt2，δt2時間過後第一輸入端x1、第二輸入端x2均接收低電平信號，所述槍鎖機構13不動作，此時所述控制線圈由所述電晶體q3和所述二極體d1續流。

上述自適應充電槍鎖控制電路及其槍鎖控制模式判斷方法，通過一個統一的控制電路，可分別對電平型槍鎖控制與脈衝型槍鎖控制進行判斷識別，再進而輸出對應的控制模式，增強了控制機構的兼容性，使用更加方便智能。

以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。