CN212737786U - 一种充放电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充放电装置，包括充放电枪头、控制模块、充放电模块、电源接头、充放电切换开关模块；所述充放电枪头通过第一电缆分别与所述控制模块、所述充放电模块电连接，所述充放电模块通过第二电缆与所述电源接头电连接，所述电源接头设有连接器公端和连接器母座；所述充放电切换开关模块的信号端通过第一信号线与电动汽车的控制器连接，所述控制模块的信号端通过第二信号线与电动汽车的控制器连接，所述控制模块的控制端与所述充放电模块的受控端电连接。本实用新型实施例提供的充放电装置通过结构优化，将充电功能和放电功能集成于一体，提高了电动汽车充电和放电的便捷性，减少了电动汽车的配件。

Description

一种充放电装置

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其是涉及一种充放电装置。

背景技术

随着国家政策的调整和鼓励，电动汽车越来越普及，充电技术也随电动汽车工业的发展而与日俱新。使用充电枪为电动汽车充电已成为很多人的日常，然而充满电的电动汽车蓄电池除了为汽车提供动能能源外，也应该为人提供便利。VTOL(Vehicle To Load，车对负载)移动电站技术，车辆可直接利用动力电池电量，对外提供220V交流电，车外实现野外烹饪、夜间照明、露天电影、制冷取暖，还可以为笔记本电脑、摄像机等电气设备充电。然而，现有电动汽车的充电连接装置与放电连接装置均作为单独功能的连接装置配备于车辆，造成资源浪费、连接产品收纳困难等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种充放电装置，以解决现有电动汽车的充电连接装置与放电连接装置作为单独功能的连接装置配备于车辆的技术问题，通过结构优化，将充电功能和放电功能集成于一体，提高了电动汽车充电和放电的便捷性，减少了电动汽车的配件。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种充放电装置，包括：

充放电枪头、控制模块、充放电模块、电源接头、充放电切换开关模块；

所述充放电枪头通过第一电缆分别与所述控制模块、所述充放电模块电连接，所述充放电模块通过第二电缆与所述电源接头电连接，所述电源接头设有连接器公端和连接器母座；

所述充放电切换开关模块具有与电动汽车信号连接的第一信号端，所述控制模块具有与电动汽车信号连接的第二信号端，所述控制模块的控制端与所述充放电模块的受控端电连接。

在其中一种实施例中，所述充放电切换开关模块包括充电开关、放电开关、充电电阻R2、放电电阻R3；

所述放电电阻R3的一端、所述充电开关的一端分别与所述第一信号端连接；

所述放电电阻R3的另一端分别与所述充电开关的另一端、所述充电电阻R2的一端、所述放电开关的一端连接；

所述充电电阻R2的另一端、所述放电开关的另一端连接所述第一电缆内的地线。

在其中一种实施例中，所述充电电阻R2与所述放电电阻R3的阻值不相等。

在其中一种实施例中，所述充放电切换开关模块还包括第一电阻R1、触动开关；

所述充电电阻R2的另一端通过所述触动开关连接所述地线；

所述第一电阻R1的一端与所述充电电阻R2的另一端连接，所述第一电阻R1的另一端连接所述地线。

在其中一种实施例中，所述充放电枪头上设有枪头锁紧组件，所述触动开关设于所述充放电枪头；

所述枪头锁紧组件包括连杆、连杆按钮，所述连杆伸出于所述充放电枪头壳体的一端设有卡勾，所述连杆的另一端与所述连杆按钮连接，所述连杆按钮的按压触点与所述触动开关的控制端连接。

在其中一种实施例中，所述第一电阻R1与所述充电电阻R2串联后的阻值不等于所述放电电阻R3的阻值。

在其中一种实施例中，所述充电开关、所述放电开关配置于所述充放电枪头。

在其中一种实施例中，所述充放电枪头上设有用于控制所述充电开关和所述放电开关的滑动开关按钮。

在其中一种实施例中，所述充放电装置还包括充电盒，所述控制模块、所述充放电模块设于所述充电盒内，且所述充电开关、所述放电开关配置于所述充电盒。

在其中一种实施例中，所述第一信号端连接所述充放电枪头内的连接确认线，所述第二信号端连接所述充放电枪头内的控制导引线。

在其中一种实施例中，所述充放电枪头具有手持部。

基于上述方案，本实用新型实施例提供了一种充放电装置，具有如下有益效果：

(1)充放电装置将充放电枪头、控制模块、充放电模块、电源接头、充放电切换开关模块集成为一体，使得电动汽车通过充放电装置既可以实现充电功能，又能够进行放电操作，从而无需单独配置充电连接装置和放电连接装置，进而有效提高电动汽车充放电的便捷性。

(2)用户在使用充放电装置对电动汽车进行充电时，充放电枪头插入汽车的充电座，电源接头的连接器公端插在市电插座上，电动汽车的BMS管理系统调整为充电状态，电动汽车的控制器检测到充放电切换开关模块的电阻信号，若充放电切换开关模块的电阻阻值与设定的充电阻值匹配成功，则确定用户的充电意图，并将信号反馈给控制模块，由控制模块控制充放电模块接通充电电路以实现电动汽车的充电。用户在使用充放电装置对电动汽车进行放电时，充放电枪头插入汽车的充电座，电源接头的连接器母座连接用电器，电动汽车的BMS管理系统调整为放电状态，电动汽车的控制器检测到充放电切换开关模块的电阻信号，若充放电切换开关模块的电阻阻值与设定的放电阻值匹配成功，则确定用户的放电意图，并放电至充放电枪头，控制模块在确认车端来电且判断电源接头满足安全要求时，控制充放电模块接通放电电路以实现电动汽车的放电功能。

(3)充放电装置采用具有连接器公端和连接器母座的电源接头，当电动汽车充电时，通过连接器公端连接市电插座；当利用电动汽车向用电器放电时，则通过连接器母座连接用电设备，无需额外配置其他接头，大大提高了充放电装置的使用便捷性。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本实用新型提供的充放电装置的结构示意图；

图2是本实用新型提供的充放电装置的结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的充放电切换开关模块的电路原理图；

图4是本实用新型第二实施例的充放电枪头的剖视图；

图5是本实用新型第二实施例的充放电切换开关模块的电路原理图；

图6是本实用新型第三实施例的充放电装置的一种结构设计图；

图7是本实用新型第三实施例的充放电装置的另一种结构设计图

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、充放电枪头；2、控制模块；3、充放电模块；4、电源接头；5、充放电切换开关模块；6、充电盒；7、第一电缆；8、第二电缆；9、充电开关；10、放电开关；11、充电电阻；12、放电电阻；13、触动开关；14、第一电阻；15、连杆；16、连杆按钮；17、手持部；18、连接器公端；19、连接器母座；20、滑动开关按钮。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一实施例：

参见图1-3、6和7，本实用新型第一实施例提供一种充放电装置，包括：

充放电枪头1、控制模块2、充放电模块3、电源接头4、充放电切换开关模块5；充放电枪头1通过第一电缆7分别与控制模块2、充放电模块3电连接，充放电模块3通过第二电缆8与电源接头4电连接，电源接头4设有连接器公端18和连接器母座19；

充放电切换开关模块5具有与电动汽车信号连接的第一信号端，控制模块2具有与电动汽车信号连接的第二信号端，控制模块2的控制端与充放电模块3的受控端电连接。

其中，充放电切换开关模块5的第一信号端通过充放电枪头1内的连接确认线与电动汽车的控制器连接，控制模块2的信号端通过充放电枪头1内的控制导引线与电动汽车的控制器连接。

本实施例将充放电枪头1、控制模块2、充放电模块3、电源接头4、充放电切换开关模块5集成为一体，使得电动汽车通过充放电装置既可以实现充电功能，又能够进行放电操作，从而无需单独配置充电连接装置和放电连接装置，进而有效提高电动汽车充放电的便捷性。

用户在使用充放电装置对电动汽车进行充电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器公端18插在市电插座上，控制模块2判断电源接头4接通了220V市电电源，电动汽车的BMS管理系统调整为充电状态，电动汽车的控制器通过连接确认线检测到充放电切换开关模块5的电阻信号，若充放电切换开关模块5的电阻阻值与设定的充电阻值匹配成功，则确定用户的充电意图，并将信号反馈给控制模块2，由控制模块2控制充放电模块3接通充电电路以实现电动汽车的充电。其中，控制模块2是通过控制引导线与电动汽车的控制器进行国家标准18487.1中的握手通讯并判断双方状态。

用户在使用充放电装置对电动汽车进行放电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器母座19连接用电器，电动汽车的BMS管理系统调整为放电状态，电动汽车的控制器通过连接确认线检测到充放电切换开关模块5的电阻信号，若充放电切换开关模块5的电阻阻值与设定的放电阻值匹配成功，则确定用户的放电意图，并直接放电至充放电枪头1，此时控制模块2确认220V电源来自充放电枪头1，也即车端来电，然后控制模块2判断电源接头4内部各开关的状态(如连接器公端18是否收缩回电源接头4内部)，以此判断是否满足安全要求，避免出现用电安全隐患，当控制模块2判断满足安全要求时，则控制充放电模块3接通放电电路以实现电动汽车的放电功能。

其中，本实施例的充放电装置采用的电源接头4具有连接器公端18和连接器母座19，当电动汽车充电时，通过连接器公端18连接市电；当利用电动汽车向外输出电力时，则通过连接器母座19连接用电设备，从而无需额外配置其他接头，大大提高了充放电装置的使用便捷性。

需要说明的是，本实施例的电源接头4还可采用具有插座、插脚能够伸出壳体/收纳于壳体内的电源接头，如在先申请专利CN201811347258.3、CN201920428388.3或本领域技术人员公知的其他电源插头，这些均在本发明的保护范围之内，在此不做限制。

作为进一步改进，在本实施例中，如图3、图6和图7所示，充放电切换开关模块5包括充电开关9、放电开关10、充电电阻11、放电电阻12；放电电阻12的一端、充电开关9的一端分别通过连接确认线(CC)与所述第一信号端连接；放电电阻12的另一端分别与充电开关9的另一端、充电电阻11的一端、放电开关10的一端连接；充电电阻11的另一端、放电开关10的另一端连接第一电缆7内的地线(PE)。其中应当说明的是，充电电阻11与放电电阻12的阻值不相等，以使电动汽车的控制器能够根据不同的电阻值匹配结果判断充放电意图。

本实施例的充放电工作原理为：

用户在使用充放电装置对电动汽车进行充电/放电操作时，将充放电枪头1插入电动汽车的充电座，电动汽车的控制器(可以是整车控制模块)通过连接确认线(图中示出CC线)获取充放电切换开关模块5的电阻信号，以判断和确定用户的充电/放电意图，具体判断如下：

用户在使用充放电装置对电动汽车进行充电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器公端18插在市电插座上，控制模块2判断电源接头4接通了220V市电电源，用户将充电开关9闭合，此时放电电阻12被短路，电动汽车的控制器检测到CC与PE之间的电阻值为R2(示例：R2＝680Ω，等于设定的充电阻值，匹配成功)，以此确定用户的充电意图，此时电动汽车进入等待充电状态；控制模块2通过控制引导线与电动汽车的控制器进行国家标准18487.1中的握手通讯并判断双方状态，通过控制充放电模块3上的继电器工作以接通充电电路，从而实现电动汽车的充电。

用户在使用充放电装置对电动汽车进行放电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器母座19连接用电器，用户将放电开关10闭合，此时充电电阻11被短路，电动汽车的控制器检测到CC与PE之间的电阻值为R3(示例：R3＝2kΩ，等于设定的放电阻值，匹配成功)，以此确定用户的放电意图；此时，电动汽车通过充电座输出电源至充放电枪头1，控制模块2判断电能是来自电动汽车，然后控制模块2判断电源接头4内部各开关的状态(如连接器公端18是否收缩回电源接头4内部)，以此判断放电条件是否满足安全要求(具体原理可参见在先申请专利CN201811347258.3)，避免电动汽车的直接放电造成用电安全隐患；因此只有当判断满足安全要求时，控制模块2才控制充放电模块3上的继电器工作以接通放电电路，电动汽车对外接用电器进行放电。

第二实施例：

基于上述第一实施例的进一步改进，得到本实用新型的第二实施例，具体如下：

参见图4和图5，在第二实施例中，充放电枪头1上设有枪头锁紧组件和触动开关13；枪头锁紧组件包括连杆15、连杆按钮16，连杆15伸出于充放电枪头1壳体的一端设有卡勾，连杆15的另一端与连杆按钮16连接，连杆按钮16的按压触点与触动开关13的控制端连接。

其中，充放电切换开关模块5不仅包括如第一实施例所述的充电开关9、放电开关10、充电电阻11、放电电阻12，还包括第一电阻14。其中，充电电阻11的另一端通过触动开关13连接地线；第一电阻14的一端与充电电阻11的另一端连接，第一电阻14的另一端连接地线。其中，第一电阻14与充电电阻11串联后的阻值不等于放电电阻12的阻值。

可以理解的是，为了提升本发明产品的便捷性，充放电切换开关模块5配置有滑动开关按钮20以实现充电开关9/放电开关10的通断。在结构设计上，滑动开关按钮20设置在连杆15上方，连杆15开设有供充放电切换开关模块5穿过的通孔，使得连杆15能够在上下自由移动时却不会受限于充放电切换开关模块5。

本实施例的充放电工作原理为：

在用户使用充放电装置对电动汽车进行充电/放电的操作过程中，在充放电枪头1插入电动汽车的充电座后，电动汽车的控制器需检查连杆15是否卡勾到位，以确定充放电枪头1与充电座之间连接的稳定性，连杆按钮16连着触动开关13，通过触动开关13的开关信号判断卡勾是否到位。为便于理解，作为示例性的，当充放电枪头1与电动汽车的充电座刚开始接触时，连杆15向上翘起，致使连杆按钮16下的触动开关13接触电路并通电，此时第一电阻14被短路，电动汽车的控制器检测到的电阻值为R2＝680Ω，则说明充放电枪头1还未插到位。当充放电枪头1插到位后，连杆15恢复原状，卡勾勾住电动汽车的接口，此时连杆按钮16下的触动开关13断开，此时第一电阻14不发生短路，电动汽车的控制器检测到的电阻为R2+R1＝680Ω+2.7KΩ，则以此判定充放电枪头1插接到位，充放电装置可以正常使用。

其中，电动汽车的控制器通过连接确认线(图中示出CC线)获取充放电切换开关模块5的电阻信号，以判断和确定用户的充电/放电意图，其原理具体如下：

用户在使用充放电装置对电动汽车进行充电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器公端18插在市电插座上，控制模块2判断电源接头4接通了220V市电电源，用户将充电开关9闭合，此时放电电阻12被短路，电动汽车的控制器检测到CC与PE之间的电阻值为R2+R1(示例：R2+R1＝680Ω+2.7KΩ，等于设定的充电阻值，匹配成功)，以此确定用户的充电意图，此时电动汽车进入等待充电状态，控制模块2通过控制引导线与电动汽车的控制器进行国家标准18487.1中的握手通讯并判断双方状态，并通过控制充放电模块3上的继电器工作以接通充电电路，从而实现电动汽车的充电。

用户在使用充放电装置对电动汽车进行放电时，充放电枪头1插入汽车的充电座，电源接头4的连接器母座19连接用电器，用户将放电开关10闭合，此时第一电阻14、触动开关13、放电开关10三者组成的电路被短路，电动汽车的控制器检测到CC与PE之间的电阻值为R3(示例：R3＝2KΩ，等于设定的放电阻值，匹配成功)，以此确定用户的放电意图，电动汽车直接放电到充放电枪头1，此时充电盒6内的电路获得220V交流电，控制模块2判断电能是来自电动汽车，也即车端来电，并判断电源接头4内部各开关的状态(如连接器公端18是否收缩回电源接头4内部)，以此判断放电条件是否满足安全要求(具体原理可参见在先申请专利CN201811347258.3)，避免电动汽车的直接放电造成用电安全隐患；只有当判断满足安全要求时，控制模块2才控制充放电模块3上的继电器工作以接通放电电路，电动汽车对外接用电器进行放电。

第三实施例：

基于上述的第一实施例/第二实施例，进一步改进得到本实用新型的第三实施例。在第三实施例中，充放电装置还包括充电盒6，控制模块2、充放电模块3均配置于充电盒6上。

其中，可根据具体的产品结构设计，将充电开关9、放电开关10配置于充电盒6、充放电枪头1或充放电装置的其他部位上，示例性的，作为可选的设计一，如图6所示，充电开关9、放电开关10配置于充电盒6上；作为可选的设计二，如图7所示，充电开关9、放电开关10配置于充放电枪头1上。

此外，为了便于用户操作，在充放电枪头1上设计手持部17。其中应当说明的是，电源接头4上的设计结构不局限于如图2所示结构，还可以是如本申请申请人自主研发设计的电源接头4(参见CN201811347258.3、CN201920428388.3)或其他能够兼容至少一个连接器公端18、至少一个连接器母座19的电源接头，这些均在本专利的保护范围内，在此不做限制。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种充放电装置，其特征在于，包括：

充放电枪头、控制模块、充放电模块、电源接头、充放电切换开关模块；

所述充放电枪头通过第一电缆分别与所述控制模块、所述充放电模块电连接，所述充放电模块通过第二电缆与所述电源接头电连接，所述电源接头设有连接器公端和连接器母座；

所述充放电切换开关模块具有与电动汽车信号连接的第一信号端，所述控制模块具有与电动汽车信号连接的第二信号端，所述控制模块的控制端与所述充放电模块的受控端电连接。

2.如权利要求1所述的充放电装置，其特征在于，所述充放电切换开关模块包括充电开关、放电开关、充电电阻、放电电阻；

所述放电电阻的一端、所述充电开关的一端分别与所述第一信号端连接；

所述放电电阻的另一端分别与所述充电开关的另一端、所述充电电阻的一端、所述放电开关的一端连接；

所述充电电阻的另一端、所述放电开关的另一端连接所述第一电缆内的地线。

3.如权利要求2所述的充放电装置，其特征在于，所述充电电阻与所述放电电阻的阻值不相等。

4.如权利要求2所述的充放电装置，其特征在于，所述充放电切换开关模块还包括第一电阻、触动开关；

所述充电电阻的另一端通过所述触动开关连接所述地线；

所述第一电阻的一端与所述充电电阻的另一端连接，所述第一电阻的另一端连接所述地线。

5.如权利要求4所述的充放电装置，其特征在于，所述充放电枪头上设有枪头锁紧组件，所述触动开关设于所述充放电枪头；

所述枪头锁紧组件包括连杆、连杆按钮，所述连杆伸出于所述充放电枪头壳体的一端设有卡勾，所述连杆的另一端与所述连杆按钮连接，所述连杆按钮的按压触点与所述触动开关的控制端连接。

6.如权利要求4所述的充放电装置，其特征在于，所述第一电阻与所述充电电阻串联后的阻值不等于所述放电电阻的阻值。

7.如权利要求2或4所述的充放电装置，其特征在于，所述充电开关、所述放电开关配置于所述充放电枪头。

8.如权利要求2或4所述的充放电装置，其特征在于，所述充放电装置还包括充电盒，所述控制模块、所述充放电模块设于所述充电盒内，且所述充电开关、所述放电开关配置于所述充电盒。

9.如权利要求7所述的充放电装置，其特征在于，所述充放电枪头上设有用于控制所述充电开关和所述放电开关的滑动开关按钮。

10.如权利要求1所述的充放电装置，其特征在于，所述第一信号端连接所述充放电枪头内的连接确认线，所述第二信号端连接所述充放电枪头内的控制导引线。

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