一种直流快充导引电路和车辆控制器的制作方法

本实用新型属于电动交通工具充电设备技术领域，特别是涉及一种直流快充导引电路和车辆控制器。

背景技术：

随着科技的发展和国家政策的改变，电动交通工具已经成为工业生产和日常生活当中必不可少的部分。动力电池作为电动车辆的核心动力能源，承载充电任务的车辆控制器面临着接踵而来的挑战。动力电池的能量密度一直是制约电动车辆发展的关键，但是充电时间的问题也不断挑战着消费者的心理承受能力。交流慢充是动力电池充电必不可少的，但是能减少充电时间的直流快充方式缓解了电动车辆替代燃油车的续航烦恼。

需要说明的是，直流快充的特点是充电时间短，功率大，温度变化较快，但稳定性、可靠性和响应时间是必须要考虑的因素，而目前国标中的控制策略如图1所示，图1为现有技术中的直流快充的控制策略示意图，这种直流充电控制导引电路有三大部分：非车载充电机、车辆接口和电动汽车。当车辆插头与车辆插座插合，车辆会通过自身逻辑控制互锁或其他方式进入不可行驶状态，非车辆控制器检测cc1电压(即图1中检测点1的电压)在标准范围内确认车辆接口完全连接，闭合k3、k4，使辅助电源导通，闭合k1、k2进行自检，完成之后断开k1、k2的同时非车载充电控制器开始周期发送通信握手报文。车辆控制器接收到辅助电源后检测cc2电压(即图1中检测点2的电压)在标准范围内，确认车辆接口完全连接，车辆控制器开始周期发送通信握手报文，can通讯握手成功，充电阶段车辆控制器实时发送电池充电需求参数。可见，在该方案中，是由非车辆控制器检测cc1信号确认检测点1的电压，判断是否发送通信握手信号，然后，由车辆控制器检测cc2信号确认检测点2的电压，判断是否发送通信握手信号，握手成功后的充电过程中，can通讯s+和s-实时交互状态信息。

然而，由于cc1检测点1的电压是由非车辆控制器检测出来的，cc2检测点2的电压是由车辆控制器检测出来的，检测完之后还需要通过can通讯交互状态信息，这种交互是需要时间的，因此，这就不能满足故障的及时响应，而且这种交互方式比较单一，因此可靠性和稳定性不足，从而，该现有方案远远不能满足日益压缩的充电时间带来的高稳定性要求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种直流快充导引电路和车辆控制器，具有更强的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。

本实用新型提供的一种直流快充导引电路，包括单片机以及均与所述单片机连接的辅助电源检测电路、cc1信号检测电路、cc2信号检测电路，所述辅助电源检测电路的另一端还连接有输入信号吸收滤波电路，所述cc2信号检测电路还包括升压电路；

所述输入信号吸收滤波电路用于吸收接通或断开瞬间的瞬时脉冲和杂波信号；

所述辅助电源检测电路通过辅助电源电压检测端口和辅助电源负压连接检测端口与所述单片机连接，所述输入信号吸收滤波电路的另一端通过aux+端口和aux-端口与辅助电源连接，用于检测辅助电源的电平电压和确认辅助电源正负端口是否都处于接通状态；

所述cc1信号检测电路通过cc1电压检测端口和端口电阻检测控制引脚与所述单片机连接，用于检测充电插口对地阻值和第一检测点的电压，所述第一检测点为非车载充电控制器电压检测点，另一端接外部的cc1信号检测端口；

所述cc2信号检测电路通过休眠检测使能端口和cc2电压检测端口与所述单片机连接，用于检测第二检测点的电压，所述第二检测点为车辆控制器电压检测点，另一端接外部的cc2信号检测端口；

所述升压电路用于为所述cc2信号检测电路提供稳定上拉电源；

所述单片机用于接收所述辅助电源检测电路、所述cc1信号检测电路和所述cc2信号检测电路提供的信号，并且当所述辅助电源的电平电压在标准范围以内，所述辅助电源与所述aux-端口完全连接，所述第一检测点的电压在标准范围以内，并且所述第二检测点的电压在标准范围以内时，执行充电操作。

优选的，在上述直流快充导引电路中，所述辅助电源检测电路包括电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、三极管t1和第一电源3v3，电容c1的第一端、电阻r1的第一端和电阻r2的第一端与所述单片机的所述辅助电源电压检测端口连接；电阻r2的第二端和电阻r4的第一端通过所述输入信号吸收滤波电路与所述aux+端口连接；电阻r4的第二端和三极管t1的基极通过所述输入信号吸收滤波电路与所述aux-端口连接；三极管t1的集电极、电阻r3的第一端、电容c2的第一端与所述辅助电源负压连接检测端口连接；电阻r3的第二端与所述第一电源3v3连接；电容c1的第二端、电容c2的第二端、电阻r1的第二端和三极管t1的射极接地。

优选的，在上述直流快充导引电路中，所述输入信号吸收滤波电路包括tvs管d1、tvs管d2、电容c3和电容c4，tvs管d1的第一端和电容c3的第一端与所述aux+端口连接，tvs管d1的第二端和电容c3的第二端接地；tvs管d2的第一端和电容c4的第一端与所述aux-端口连接，tvs管d2的第二端和电容c4的第二端接地。

优选的，在上述直流快充导引电路中，所述cc1信号检测电路包括电容c5、电阻r5、电阻r6、电阻r7、二极管d3、三极管t2、三极管t3和第二电源12v，电容c5的第一端、电阻r5的第一端和电阻r6的第一端与所述单片机的所述端口电阻检测控制引脚连接；电阻r6的第二端和二极管d3的负极与所述cc1信号检测端口连接；电阻r7的第一端和二极管d3的正极连接；三极管t3的集电极和电阻r7的第二端连接；三极管t3的射极和第二电源12v连接；三极管t2的集电极和三极管t3的基极连接；三极管t2的基极与所述端口电阻检测控制引脚连接；电容c5的第二端、电阻r5的第二端和三极管t2的射极接地。

优选的，在上述直流快充导引电路中，所述cc2信号检测电路包括电容c6、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、二极管d4、二极管d5、三极管t4、三极管t5、第二电源12v和第四电源12v_boost；电容c6的第一端、电阻r8的第一端和电阻r9的第一端与所述cc2电压检测端口连接；电阻r9的第二端、二极管d4的负极和二极管d5的负极与所述cc2信号检测端口连接；电阻r10的第一端与第四电源12v_boost连接；电阻r10的第二端与二极管d4的正极连接；二极管d5的正极与电阻r11的第一端连接；电阻r11的第二端与三极管t5的集电极连接；三极管t5的射极与第二电源12v连接；三极管t5的基极与三极管t4的集电极连接；三极管t4的基极与所述端口电阻检测控制引脚连接；电容c6的第二端、电阻r8的第二端和三极管t4的射极接地。

优选的，在上述直流快充导引电路中，所述升压电路包括第三电源5v0和第四电源12v_boost，所述第三电源5v0经升压模块升压产生所述第四电源12v_boost。

本实用新型提供的一种车辆控制器，包括车辆控制器本体，还包括如上面任一项所述的直流快充导引电路。

通过上述描述可知，本实用新型提供的上述直流快充导引电路，由于包括单片机以及均与所述单片机连接的辅助电源检测电路、cc1信号检测电路、cc2信号检测电路，所述辅助电源检测电路的另一端还连接有输入信号吸收滤波电路，所述cc2信号检测电路还包括升压电路；所述单片机用于接收所述辅助电源检测电路、所述cc1信号检测电路和所述cc2信号检测电路提供的信号，并且当所述辅助电源的电平电压在标准范围以内，所述辅助电源与所述aux-端口完全连接，所述第一检测点的电压在标准范围以内，并且所述第二检测点的电压在标准范围以内时，执行充电操作，可见，该方案中利用单片机同时检测了cc1和cc2的电压并实时监控，无需像现有技术那样进行can传输了，而且所述辅助电源检测电路通过辅助电源电压检测端口和辅助电源负压连接检测端口与所述单片机连接，所述输入信号吸收滤波电路的另一端通过aux+端口和aux-端口与辅助电源连接，用于检测辅助电源的电平电压和确认辅助电源正负端口是否都处于接通状态，为插口的完全连接增加了一路判断，因此该电路具有更强的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。本实用新型提供的车辆控制器，由于包括上述直流快充导引电路，因此也具有更好的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的直流快充的控制策略示意图；

图2为本申请提供的一种直流快充导引电路的示意图；

图3为直流快充导引电路的一种详细的连接示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种直流快充导引电路和车辆控制器，具有更强的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请提供的一种直流快充导引电路的实施例如图2所示，图2为本申请提供的一种直流快充导引电路的示意图，该直流快充导引电路包括单片机1以及均与单片机1连接的辅助电源检测电路2、cc1信号检测电路3、cc2信号检测电路4，辅助电源检测电路2的另一端还连接有输入信号吸收滤波电路5，cc2信号检测电路4还包括升压电路6；

输入信号吸收滤波电路5用于吸收接通或断开瞬间的瞬时脉冲和杂波信号；

辅助电源检测电路2通过辅助电源电压检测端口和辅助电源负压连接检测端口与单片机1连接，输入信号吸收滤波电路5的另一端通过aux+端口和aux-端口与辅助电源7连接，用于检测辅助电源7的电平电压和确认辅助电源正负端口是否都处于接通状态；

cc1信号检测电路3通过cc1电压检测端口和端口电阻检测控制引脚与单片机1连接，用于检测充电插口对地阻值和第一检测点的电压，第一检测点为非车载充电控制器电压检测点，也就是如图1所示的检测点1的位置，另一端接外部的cc1信号检测端口；

cc2信号检测电路4通过休眠检测使能端口和cc2电压检测端口与单片机连接，用于检测第二检测点的电压，第二检测点为车辆控制器电压检测点，也就是如图1所示的检测点2的位置，另一端接外部的cc2信号检测端口；

升压电路6用于为cc2信号检测电路4提供稳定上拉电源；

单片机1用于接收辅助电源检测电路2、cc1信号检测电路3和cc2信号检测电路4提供的信号，并且当辅助电源7的电平电压在标准范围以内，辅助电源7与aux-端口完全连接，第一检测点的电压在标准范围以内，并且第二检测点的电压在标准范围以内时，执行充电操作。

通过上述描述可知，本申请提供的上述直流快充导引电路的实施例中，由于包括单片机以及均与单片机连接的辅助电源检测电路、cc1信号检测电路、cc2信号检测电路，辅助电源检测电路的另一端还连接有输入信号吸收滤波电路，cc2信号检测电路还包括升压电路；单片机用于接收辅助电源检测电路、cc1信号检测电路和cc2信号检测电路提供的信号，并且当辅助电源的电平电压在标准范围以内，辅助电源与aux-端口完全连接，第一检测点的电压在标准范围以内，并且第二检测点的电压在标准范围以内时，执行充电操作，可见，该方案中利用单片机同时检测了cc1和cc2的电压并实时监控，无需像现有技术那样进行can传输了，而且辅助电源检测电路通过辅助电源电压检测端口和辅助电源负压连接检测端口与单片机连接，输入信号吸收滤波电路的另一端通过aux+端口和aux-端口与辅助电源连接，用于检测辅助电源的电平电压和确认辅助电源正负端口是否都处于接通状态，为插口的完全连接增加了一路判断，因此该电路具有更强的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。

在上述直流快充导引电路的一个具体实施例中，如图3所示，图3为直流快充导引电路的一种详细的连接示意图，可见，该辅助电源检测电路301包括电容c1、电容c2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、三极管t1和第一电源3v3，电容c1的第一端、电阻r1的第一端和电阻r2的第一端与单片机的辅助电源电压检测端口连接；电阻r2的第二端和电阻r4的第一端通过输入信号吸收滤波电路与aux+端口连接；电阻r4的第二端和三极管t1的基极通过输入信号吸收滤波电路与aux-端口连接；三极管t1的集电极、电阻r3的第一端、电容c2的第一端与辅助电源负压连接检测端口连接；电阻r3的第二端与第一电源3v3连接；电容c1的第二端、电容c2的第二端、电阻r1的第二端和三极管t1的射极接地，该输入信号吸收滤波电路302和303包括tvs管d1、tvs管d2、电容c3和电容c4，tvs管d1的第一端和电容c3的第一端与aux+端口连接，tvs管d1的第二端和电容c3的第二端接地；tvs管d2的第一端和电容c4的第一端与aux-端口连接，tvs管d2的第二端和电容c4的第二端接地。

需要说明的是，辅助电源作为外部非车载充电机提供的电源，车辆充电机具有选择使用权，此处将通过硬件检测的方式采集辅助电源电压和辅助电源负压连接检测端口电平来确认辅助电源是否完全连接。当辅助电源电压检测端口检测到电压处于正常范围，且辅助电源负压连接检测端口为高电平，此时辅助电源aux+端口和aux-端口均完全连接，符合充电要求；当辅助电源电压检测端口检测到电压处于正常范围，辅助电源负压连接检测端口为低电平，此时辅助电源aux-端口没有正常连接，状态异常；当辅助电源电压检测端口检测到电压为0，辅助电源负压连接检测端口为高电平，此时辅助电源未连接；当辅助电源电压检测端口电压为0，且辅助电源负压连接检测端口为低电平，此时辅助电源aux+无电压，aux-连接，状态异常。辅助电源检测电路能够检测辅助电源电压和连接状态，一方面作为车辆充电器使用外部辅助电源供电的检测，一方面作为充电枪和充电插口连接状态的检测。通过硬件检测的方式确定辅助电源的信息和连接状态，相比can通讯交互状态信息来说，提升了响应时间，进一步增加了可靠性。

当辅助电源的aux+端口和aux-端口信号接通和断开的瞬间会产生瞬时脉冲和/或杂波信号，这里的输入信号吸收滤波电路就能够吸收辅助电源接通或者断开时产生的瞬时脉冲和/或杂波信号，避免外部干扰，保证辅助电源供电的稳定性和检测信号的准确性，比如充电枪外部供电时辅助电源有电，在插拔的瞬间会有较大的波动，影响稳定性。

在上述直流快充导引电路的另一个具体实施例中，继续参考图3，cc1信号检测电路304可以具体包括电容c5、电阻r5、电阻r6、电阻r7、二极管d3、三极管t2、三极管t3和第二电源12v，电容c5的第一端、电阻r5的第一端和电阻r6的第一端与单片机的端口电阻检测控制引脚连接；电阻r6的第二端和二极管d3的负极与cc1信号检测端口连接；电阻r7的第一端和二极管d3的正极连接；三极管t3的集电极和电阻r7的第二端连接；三极管t3的射极和第二电源12v连接；三极管t2的集电极和三极管t3的基极连接；三极管t2的基极与端口电阻检测控制引脚连接；电容c5的第二端、电阻r5的第二端和三极管t2的射极接地。

需要说明的是，该方案中，由车辆控制器在监控cc2的同时也监控cc1，对于确认pe线断针断线、cc1断针断线等状态增加了参考信息。传统的车辆控制器是没有cc1检测的，这里增加了车辆控制器的cc1检测电路，当车载充电机上电时使能单片机端口电阻检测控制引脚的信号，给cc1提供上拉电源，检测图1中电阻r4阻值是否良好连接和符合国标要求，判断与pe的连接状态；当充电枪插入时，可由cc2信号的优先接触检测判断，关闭端口电阻检测控制引脚的使能信号，与非车载充电机同时检测cc1电压信号，单片机可以实时获取cc1信号电压；休眠状态下cc1信号的电压变化将会随时唤醒单片机系统实现预约充电功能。对比非车载充电控制机控制器与车辆控制器cc1电压状态确认cc1和pe连接状态。如图1所示，u1＝12v，r1，r2，r4均为1k，当检测电压值为4v，说明cc1和pe完全连接；当车辆控制器检测不到电阻r4，说明车载充电插座有故障，r4不存在，或者没有良好接触pe；当车辆控制器检测r4正常，非车载充电控制器可以检测到开关s时电压12v和6v的切换，此时检测点1(第一检测点)电压6v，并且cc2信号电压不在范围内，说明pe断针；当车载控制器检测r4正常，非车载充电机控制器无法检测到开关s时电压12v和6v的切换，此时说明pe在充电枪部分断线；当车辆控制器检测检测到r4正常，但是连接后检测不到电压，非车载充电机控制器可以检测到开关s时电压变化，并且最后为6v，说明cc1没有完全连接。本实施例的cc1检测电路可以用硬件检测的方式获取cc1电压，较can通讯传输状态相应速度更快。

在上述直流快充导引电路的又一个具体实施例中，继续参考图3，cc2信号检测电路305可以具体的包括电容c6、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、二极管d4、二极管d5、三极管t4、三极管t5、第二电源12v和第四电源12v_boost；电容c6的第一端、电阻r8的第一端和电阻r9的第一端与cc2电压检测端口连接；电阻r9的第二端、二极管d4的负极和二极管d5的负极与cc2信号检测端口连接；电阻r10的第一端与第四电源12v_boost连接；电阻r10的第二端与二极管d4的正极连接；二极管d5的正极与电阻r11的第一端连接；电阻r11的第二端与三极管t5的集电极连接；三极管t5的射极与第二电源12v连接；三极管t5的基极与三极管t4的集电极连接；三极管t4的基极与端口电阻检测控制引脚连接；电容c6的第二端、电阻r8的第二端和三极管t4的射极接地。

需要说明的是，这种cc2信号检测电路可以使单片机实时获取cc2电压，由开关电路信号控制，电路简单，易于实现，第二电源12v是汽车系统电源，变化区间不利于通过cc2电压范围判定连接状态，此时需要按照国标规定给cc2信号检测电路稳定的上拉电源。车辆控制器正常工作状态下，单片机将“休眠检测使能端口”不使能，第四电源12v_boost执行上拉电源作用，当车辆控制器处于休眠状态时，单片机将“休眠检测使能端口”使能，第二电源12v执行上拉电源作用，当cc2信号电压发生变化将会随时唤醒单片机系统，实现预约充电功能。

本实施例的cc2信号检测电路可以以硬件检测的方式获取cc2电压，并及时通过can通讯传输给非车载充电机控制器，响应速度更快，可靠性更高，当然这是可选方案，还可以根据实际需要选择其他类型的电路，此处并不限制。

在上述直流快充导引电路的一个优选实施例中，继续参考图3，升压电路306可以具体包括第三电源5v0和第四电源12v_boost，第三电源5v0经升压模块升压产生第四电源12v_boost。

需要说明的是，第三电源5v0在休眠状态下不存在，使能cc2信号检测电路的“休眠检测使能端口”，满足cc2信号检测电路单上拉电源稳定的要求。

辅助电源电压检测在标准范围以内；辅助电源aux-完全连接；cc1信号检测电压在标准范围以内；cc2信号检测电压在标准范围以内，只有这四个条件全部满足，并通过了软件can通讯报文对比，才能执行充电操作。

本申请提供的一种车辆控制器的实施例中，包括车辆控制器本体，还包括如上面任一项的直流快充导引电路，因此也具有更好的充电稳定性和可靠性，响应速度更快，节省信息交互的时间。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。