CN206515644U - 一种电动汽车的插枪唤醒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施方式公开了一种电动汽车的插枪唤醒装置。包括：脉冲信号感应模块，用于基于充电枪插入事件的控制导引信号感应出脉冲信号；开关控制模块，用于基于所述脉冲信号生成开关闭合命令；开关，与电源和电子控制单元分别连接，用于基于所述开关闭合命令导通从电源到电子控制单元的供电线路；所述开关控制模块还用于基于所述电子控制单元提供的锁定信号锁定开关的导通状态。本实用新型实施方式实现利用控制导引信号的插枪唤醒，而且可以在控制导引信号维持高电平状态下实现休眠。

Description

一种电动汽车的插枪唤醒装置

技术领域

本实用新型实施方式涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的插枪唤醒装置。

背景技术

能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。

目前电动汽车的交流充电过程中，交流充电桩需要通过控制导引(ControlPilot，CP)信号与车量控制装置进行硬件握手。

在现有技术中，交流充电桩可以通过连接确认(Connection Confirm，CC)信号唤醒车辆控制装置，但无法实现CP信号唤醒车辆控制装置。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种电动汽车的插枪唤醒装置，从而实现利用CP信号唤醒车辆。

一种电动汽车的插枪唤醒装置，包括：

脉冲信号感应模块，用于基于充电枪插入事件的控制导引信号感应出脉冲信号；

开关控制模块，用于基于所述脉冲信号生成开关闭合命令；

开关，与电源和电子控制单元分别连接，用于基于所述开关闭合命令导通从电源到电子控制单元的供电线路；

所述开关控制模块还用于基于所述电子控制单元提供的锁定信号锁定开关的导通状态。

在一个实施方式中，所述开关控制模块，还用于基于所述电子控制单元提供的解锁信号中断开关的导通状态。

在一个实施方式中，所述脉冲信号感应模块包含电容。

在一个实施方式中，所述电容进一步串联第一限流电阻；所述开关控制模块包括第一三极管和第二三极管，其中第一三极管的集电极与第二三极管的集电极连接，第一三极管的发射极接地，第二三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接第一限流电阻，第二三极管的基极连接所述电子控制单元。

在一个实施方式中，在第二三极管的基极与所述电子控制单元之间，还串联有第二限流电阻。

在一个实施方式中，在第一限流电阻与地之间，进一步连接第一分压电阻，所述第一分压电阻还连接第一三极管的基极；

在第二限流电阻与地之间，进一步连接第二分压电阻，所述第二分压电阻还连接第二三极管的基极。

在一个实施方式中，所述开关为金属-氧化物-半导体场效应晶体管，其中该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极连接所述电源，该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的漏极连接所述电子控制单元，该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极与第一三极管的集电极和第二三极管的集电极共同连接。

在一个实施方式中，还包括第三分压电阻，所述第三分压电阻的一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的源极，所述第三分压电阻的另一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极。

在一个实施方式中，还包括限流电阻，所述限流电阻的一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管的栅极，所述限流电阻的另一端连接第一三极管的集电极和第二三极管的集电极。

从上述技术方案可以看出，在本实用新型实施方式中，脉冲信号感应模块基于充电枪插入事件的CP信号感应出脉冲信号；开关控制模块基于脉冲信号生成开关闭合命令；开关与电源和电子控制单元分别连接，基于开关闭合命令导通从电源到电子控制单元的供电线路；开关控制模块还基于电子控制单元提供的锁定信号锁定开关的导通状态。因此，本实用新型实施方式通过电容隔离实现插枪动作的识别，从而可以利用CP信号实现插枪唤醒。

而且，本实用新型实施方式可以在CP信号维持高电平状态下实现休眠，而且通过功率保持(POWER_HOLD)信号可以实现插枪动作的锁存。

附图说明

以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。

图1为本实用新型电动汽车的插枪唤醒装置的模块图。

图2为GB/T20234.2中关于交流充电的控制引导电路原理图。

图3为CP信号的示范性示意图。

图4为本实用新型电动汽车的插枪唤醒装置的示范性电路图。

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本实用新型的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本实用新型的方案。但是很明显，本实用新型的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本实用新型的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。

在本实用新型中，通过对CP信号的处理，实现了对插枪动作的识别，并可以在CP信号维持高电平的状态下实现休眠。

图1为本实用新型电动汽车的插枪唤醒装置的模块图。

如图1所示，电动汽车的插枪唤醒装置100，包括：

脉冲信号感应模块101，用于基于充电枪插入事件的CP信号感应出脉冲信号；

开关控制模块102，用于基于脉冲信号生成开关闭合命令；

开关103，与电源104和电子控制单元105分别连接，用于基于开关闭合命令导通从电源104到电子控制单元105的供电线路；

开关控制模块102还用于基于电子控制单元105提供的锁定信号锁定开关103的导通状态。

当充电枪插入电动汽车的车辆接口时，脉冲信号感应模块101基于充电枪插入事件的CP信号感应出脉冲信号，即将高低电平信号的CP信号转变为脉冲信号。开关控制模块102再基于脉冲信号生成开关闭合命令，从而控制开关103导通从电源104到电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)105的供电线路。

开关103导通供电线路之后，电子控制单元105得到供电并启动，因此可以启动电池管理系统(Battery Management System，BMS)或整车控制器(Vehicle Control Unit，VCU)，从而唤醒车辆。

电子控制单元105被启动后，可以向开关控制模块102提供锁定信号。开关控制模块102基于该锁定信号锁定开关103的导通状态，从而电子控制单元105可以持续从电源104获得供电。因此，当插枪动作引起的脉冲信号消失后，电子控制单元105仍然可以持续处于上电状态。

另外，当车辆充满电或者满足其他休眠条件时，电子控制单元105可以向开关控制模块102提供解锁信号。开关控制模块102基于该解锁信号可以中断开关103的导通状态，从而切断从电源104到电子控制单元105的供电线路。因此，电子控制单元105因得不到供电而休眠。

可见，在本实用新型中，可以基于CP信号唤醒并实现休眠功能。本实用新型的内在逻辑是：如果出现CP信号则唤醒，同时CP信号不消失时还可以实现休眠，同时不会再度唤醒。在现有技术中，CC信号只能实现唤醒，不能保证CC信号不消失时的休眠。本实用新型因为把插入动作的CP信号转化成一个脉冲信号，当动作做完脉冲信号相应消失，所以在CC信号持续存在时，可以基于解锁信号实现休眠。

在一个实施方式中，脉冲信号感应模块包括电容。

在一个实施方式中，该电容进一步串联第一限流电阻。开关控制模块102包括第一三极管和第二三极管，其中第一三极管的集电极与第二三极管的集电极连接，第一三极管的发射极接地，第二三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接第一限流电阻，第二三极管的基极连接所述电子控制单元。

在一个实施方式中，在第二三极管的基极与电子控制单元105之间，还串联有第二限流电阻。

在一个实施方式中，在第一限流电阻与地之间，进一步连接第一分压电阻，第一分压电阻还连接第一三极管的基极；在第二限流电阻与地之间，进一步连接第二分压电阻，第二分压电阻还连接第二三极管的基极。

在一个实施方式中，开关103为金属-氧化物-半导体场效应(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)晶体管，其中该MOS晶体管的源极连接所述电源，漏极接电子控制单元105，栅极与第一三极管的集电极和第二三极管的集电极共同连接。

在一个实施方式中，还包括第三分压电阻，第三分压电阻的一端连接该MOS晶体管的源极，第三分压电阻的另一端连接该MOS晶体管的栅极。

在一个实施方式中，还包括限流电阻，限流电阻的一端连接该MOS晶体管的栅极，限流电阻的另一端连接第一三极管的集电极和第二三极管的集电极。

在上述描述中，以MOS晶体管为实例描述了开关103的具体实施方式，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本实用新型的保护范围。

下面结合具体电路图，对本实用新型实施方式进行示范性说明。

图2为GB/T20234.2中关于交流充电的控制引导电路原理图。图3为CP信号的示范性示意图。

针对图2的详细分析可参见具体标准GB/T20234.2，针对图3所示的CP信号的具体描述也可以参阅现有文档，本实用新型对此不再赘述。

在本实用新型中，对图2中的CP信号增加一路额外的电路，使CP信号同时提供一个脉冲信号给电动汽车。

图4为本实用新型电动汽车的插枪唤醒装置的示范性电路图。

在图4中，单向导通二极管D2与CP信号提供端连接。单向导通二极管D2还与电容C2连接。电容C2进一步连接第一限流电阻R4。第一三极管Q1和第二三极管Q2共同构成图1所示的开关控制模块102。其中第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的集电极连接，第一三极管Q1的发射极接地(Ground，GND)，第二三极管Q2的发射极接地，第一三极管Q1的基极连接第一限流电阻R4，第二三极管Q2的基极连接电子控制单元的POWER_HOLD引脚。

在第二三极管Q2的基极与电子控制单元的POWER_HOLD引脚之间，还串联有第二限流电阻R3。在第一限流电阻R4与地之间，进一步连接第一分压电阻R2。第一分压电阻R2还连接第一三极管Q1的基极。在第二限流电阻R3与地之间，进一步连接第二分压电阻R1，第二分压电阻R1还连接第二三极管Q2的基极。

在图4中，MOS晶体管Q3相当于图1中的开关103。MOS晶体管Q3的源极S连接到外接电源，MOS晶体管Q3的漏极D连接电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，MOS晶体管Q3的栅极G与第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的集电极共同连接。

该电路还包括第三分压电阻R7。第三分压电阻R7的一端连接MOS晶体管Q3的源极S。第三分压电阻R7的另一端连接MOS晶体管Q3的栅极G。该电路还包括限流电阻R5。限流电阻R5的一端连接MOS晶体管Q3的栅极G，限流电阻R5的另一端连接第一三极管Q1的集电极和第二三极管Q2的集电极。

利用图4所示电路，可以将CP信号从高低电平信号转变成一个脉冲信号。

当充电枪插入车辆时，电容C2基于CP信号感应出一个t时间的脉冲信号，时间t由电容C2，第一限流电阻R4以及第一分压电阻R2和第一三极管Q1决定。脉冲信号可以提升第一三极管Q1的基极与发射极间电压V_BE。当第一三极管Q1的基极与发射极间电压V_BE大于第一三极管Q1的开启电压时，第一三极管Q1导通。第一三极管Q1导通后，从外接电源经电阻R7、电阻R5、第一三极管Q1到地的回路导通，因此电阻R7上将有电压。当电阻R7上的电压大于MOS晶体管Q3的开启电压时，MOS晶体管Q3打开。MOS晶体管Q3打开后，外接电源到ECU的供电通路打开，ECU可以上电并唤醒。

ECU上电后，在t时间内拉高POWER_HOLD信号从而导通第二三极管Q2，并由此锁定MOS晶体管Q3的开通状态。因此，当插枪动作引起的脉冲信号消失后，ECU已经处于上电状态，进而实现了CP信号的唤醒。此时，CP信号为高电平，由于电容C2的隔离，对图4的其他电路没有影响。当系统充满电，或者满足其他休眠条件时，ECU可以拉低POWEER_HOLD信号，从而进入休眠状态。

因此，在本实用新型中，可以基于CP信号唤醒并实现休眠功能。如果出现CP信号则唤醒，同时CP信号不消失时还可以实现休眠，而且不会再度唤醒。

综上所述，在本实用新型实施方式中，脉冲信号感应模块基于充电枪插入事件的CP信号感应出脉冲信号；开关控制模块基于脉冲信号生成开关闭合命令；开关与电源和电子控制单元分别连接，基于开关闭合命令导通从电源到电子控制单元的供电线路；开关控制模块还基于电子控制单元提供的锁定信号锁定开关的导通状态。

因此，本实用新型实施方式通过电容隔离实现插枪动作的识别，从而可以利用CP信号实现插枪唤醒。

而且，本实用新型实施方式可以在CP信号维持高电平状态下实现休眠，而且通过POWER_HOLD信号，实现插枪动作的锁存。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本实用新型相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”并不表示将本实用新型相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本实用新型相关部分的数量“多于一个”的情形。在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，而并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，包括：

脉冲信号感应模块(101)，用于基于充电枪插入事件的控制导引信号感应出脉冲信号；

开关控制模块(102)，用于基于所述脉冲信号生成开关闭合命令；

开关(103)，与电源(104)和电子控制单元(105)分别连接，用于基于所述开关闭合命令导通从电源(104)到电子控制单元(105)的供电线路；

所述开关控制模块(102)还用于基于所述电子控制单元(105)提供的锁定信号锁定开关(103)的导通状态。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，

所述开关控制模块(102)，还用于基于所述电子控制单元(105)提供的解锁信号中断开关(103)的导通状态。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，所述脉冲信号感应模块(101)包含电容(C2)。

4.根据权利要求3所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，所述电容(C2)进一步串联第一限流电阻(R4)；所述开关控制模块(102)包括第一三极管(Q1)和第二三极管(Q2)，其中第一三极管(Q1)的集电极与第二三极管(Q2)的集电极连接，第一三极管(Q1)的发射极接地，第二三极管(Q2)的发射极接地，第一三极管(Q1)的基极连接第一限流电阻(R4)，第二三极管(Q2)的基极连接所述电子控制单元(105)。

5.根据权利要求4所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，在第二三极管(Q2)的基极与所述电子控制单元(105)之间，还串联有第二限流电阻(R3)。

6.根据权利要求5所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，

在第一限流电阻(R4)与地之间，进一步连接第一分压电阻(R2)，所述第一分压电阻(R2)还连接第一三极管(Q1)的基极；

在第二限流电阻(R3)与地之间，进一步连接第二分压电阻(R1)，所述第二分压电阻(R1)还连接第二三极管(Q2)的基极。

7.根据权利要求3所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，所述开关(103)为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)，其中该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的源极(S)连接所述电源(104)，该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的漏极(D)连接所述电子控制单元(105)，该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的栅极(G)与第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的集电极共同连接。

8.根据权利要求7所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，还包括第三分压电阻(R7)，所述第三分压电阻(R7)的一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的源极(S)，所述第三分压电阻(R7)的另一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的栅极(G)。

9.根据权利要求8所述的电动汽车的插枪唤醒装置，其特征在于，还包括限流电阻(R5)，所述限流电阻(R5)的一端连接该金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Q3)的栅极(G)，所述限流电阻(R5)的另一端连接第一三极管(Q1)的集电极和第二三极管(Q2)的集电极。