一种cc/cp诊断电路及充电机
技术领域
1.本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，特别是一种cc/cp诊断电路及充电机。


背景技术：

2.随着节能减排，以及控制大气污染的需求，新能源汽车逐渐在市场商用，而电动汽车更是新能源汽车的主力军。作为电动汽车的重要零部件，充电机的作用是将电网的电能转换为电动汽车的电池储能。充电机与充电桩在建立连接前会通过cc信号（connection confirm）和cp信号（control pilot）进行信息交互保证连接。但是对于电动汽车而言，当cc/cp信号出现开路或者与车身短路的情况，可能造成充电桩与充电机的错误信息交互，充电机和充电桩无法准确识别故障状态，甚至有可能将故障连接状态错误识别为正常连接，发起充电请求。
3.专利cn210626574u提出了一种交流充电桩故障检测装置，其只能用于检测交流充电桩端的故障，无法检测车端的故障，也不能得到其具体的故障信息。
4.因此，如何提出一种cc/cp诊断电路及充电机，能够准确识别各种故障状态是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中不能准确检测故障信息的问题，本实用新型提出了一种cc/cp诊断电路及充电机。
6.本实用新型的技术方案为，提出了一种cc/cp诊断电路，包括主功率电路、以及与所述主功率电路连接的供电电路，还包括与cc线路和cp线路连接的诊断电路，所述诊断电路包括多个电压检测点，并通过检测所述电压检测点的电压确定所述cc线路和/或cp线路的故障状态。
7.进一步，所述诊断电路包括与cc线路连接的电阻r5和电阻r6、以及设于所述电阻r5和电阻r6与cc线路之间的第三电压检测点和第四电压检测点，当所述第三电压检测点和/或第四电压检测点电压异常时，所述cc线路出现故障。
8.进一步，所述cc线路包括相互连接的cc1线路和cc2线路，所述电阻r5一端连接到cc1线路、另一端与电源输入连接，所述电阻r6一端连接到所述cc2线路、另一端串联有开关s7后连接到地；
9.所述第三电压检测点设于所述电阻r5与所述cc1线路之间，所述第四电压检测点设于所述电阻r6与所述cc2线路之间。
10.进一步，当充电机上电自检时，根据所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压状态判定有3种故障状态，分别为：
11.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且在所述开关s7闭合前后均为0v时，判定为第一故障状态：cc线路故障短接到地；
12.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且在所述开关s7闭合
前后均为电源输入电压时，判定为第二故障状态：cc线路故障短接到电源输入；
13.当所述第三电压检测点在所述开关s7闭合前后均为电源输入电压，且所述第四电压检测点在所述开关s7闭合后电压为0v时，判定为第三故障状态：cc线路出现断路故障。
14.进一步，当所述主功率电路处于充电状态时，根据所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压状态判定有4种故障状态，分别为：
15.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且均为0v时，判定为第一故障状态：cc线路故障短接到地；
16.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且均为电源输入电压时，判定为第二故障状态：cc线路故障短接到电源输入；
17.当所述第三电压检测点的电压为电源输入电压，且所述第四电压检测点的电压为0v时，判定为第四故障状态：cc1线路出现断路故障；
18.当所述第三电压检测点的电压不变，且所述第四电压检测点的电压降低至0v时，判定为第五故障状态：cc2线路出现断路故障。
19.进一步，所述诊断电路包括与cp线路连接的电阻r1和电阻r3、以及设于所述电阻r1和电阻r3与cp线路之间的第二电压检测点和第五电压检测点，当所述第二电压检测点和/或第五电压检测点电压异常时，所述cp线路出现故障。
20.进一步，所述cp线路包括cp1线路和cp2线路，所述电阻r1一端连接到cp1线路，另一端串联有开关s2后连接到地，所述诊断电路还包括并联于所述电阻r1和开关s2两端的电阻r2和开关s4，所述电阻r2用于与电阻r1并联后分压；所述电阻r3一端连接到cp2线路、另一端串联有开关s6后连接到地；
21.所述第二电压检测点设于所述电阻r1与cp1线路之间，所述第五电压检测设于所述电阻r3与cp2线路之间；
22.在所述第二电压检测点与cp1线路之间还连接有开关s5，所述开关s5一端连接在所述第二电压检测点与cp1线路之间、另一端连接电源输入。
23.进一步，当充电机上电自检时，根据所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压状态判定有3种故障状态，分别为：
24.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且在所述开关s5闭合前后均为0v时，判定为第六故障状态：cp线路故障短接到地；
25.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且在所述开关s5闭合前后均为电源输入电压时，判定为第七故障状态：cp线路故障短接到电源输入；
26.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压在所述开关s5闭合前均为0v，且在所述开关s5闭合后，所述第二电压检测点的电压变为电源输入电压，所述第五电压检测点的电压仍为0v时，判定为第八故障状态：cp线路出现断路故障。
27.进一步，当所述主功率电路处于充电状态时，根据所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压状态判定有4种故障状态，分别为：
28.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且均为0v时，判定为第六故障状态：cp线路故障短接到地；
29.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且均为电源输入电压时，判定为第七故障状态：cp线路故障短接到电源输入；
30.当所述第二电压检测点的电压为0v，且所述第五电压检测点的电压为电源输入电压时，判定为第九故障状态：cp1线路出现断路故障；
31.当所述第二电压检测点的电压不变，且所述第五电压检测点的电压降低至0v时，判定为第十故障状态：cp2线路出现断路故障。
32.本实用新型还提出了一种充电机，当所述充电机通过cc线路和cp线路完成与充电桩的cc信号和cp信号交互连接时，所述充电机开始充电；
33.当cc线路和cp线路中至少一路出现故障时，所述充电机停止充电模式；
34.所述充电机采用上述cc/cp诊断电路诊断所述cc线路和cp线路的故障。
35.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
36.本实用新型提出了一种与cc线路和cp线路连接的诊断电路，诊断电路上设置了多个电压检测点，通过检测各电压检测点的电压能够准确识别电路中的故障，提高了充电机的安全性。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型插充电枪之前cc/cp信号自检诊断原理图；
39.图2为本实用新型插充电枪充电后cc/cp信号诊断原理图；
40.其中，检测点1表示第一电压检测点、检测点2表示第二电压检测点、检测点3表示第三电压检测点、检测点4表示第四电压检测点、检测点5表示第五电压检测点。
具体实施方式
41.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
43.下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
44.现有的充电机和充电桩在建立连接前会通过cc信号和cp信号进行信息交互保证连接，但对于电动汽车而言，当cc/cp信号出现开路或者与车身短路的情况，可能造成充电桩和充电机的错误信息交互，充电机和充电桩无法准确识别故障状态，可能将故障连接状态错误识别为正确连接，发起充电请求，从而引发各种问题。本实用新型的思路在于，提出一种cc/cp诊断电路，通过设置在诊断电路上的多个电压检测点，准确确定cc/cp线路的故障，提高了充电机的充电安全性。
45.请参见图1，本实用新型提出了一种cc/cp诊断电路，其包括有主功率电路，以及与主功率电路连接的供电电路（图中未标出），通过供电电路与主功率电路连接，能够对主功率电路充电。其还包括有与cc线路和cp线路连接的诊断电路，其中cc线路用于cc信号的信息交互、cp线路用于cp信号的信息交互，诊断电路用于检测cc线路和cp线路的状态。从图1中可以看出，本实用新型设置有多个电压检测点，分别为检测点2、检测点3、检测点4和检测点5（检测点2为第二电压检测点、检测点3为第三电压检测点、检测点4为第四电压检测点、检测点5为第五电压检测点），通过检测多个电压检测点的电压，能够准确确定cc线路和cp线路的状态，当诊断电路确定cc线路和/或cp线路存在故障时，诊断电路能够给充电装置发送一个信号，进而断开供电电路停止给主功率电路充电。
46.其中，cc线路包括有cc1线路和cc2线路，其中cc1线路用于实现cc信号的信息交互，本实用新型中主要用于诊断cc1线路的状态，cc2线路为辅助诊断线路，能够用于进一步确定cc1线路的状态。诊断电路中设置有输入电源，其用于提供输入电压，本实用新型中采用+12v的电源电压或12v的pwm信号输入。请参见图1，诊断电路包括有与cc1线路连接的电阻r5、以及与cc2线路连接的电阻r6。
47.具体的，电阻r5一端连接输入电源、另一端连接cc1线路，其作为cc1信号检测的匹配电阻，电阻r6一端连接cc2线路、另一端串联有开关s7后连接到地，其作为cc2信号检测的匹配电阻。第三电压检测点设于电阻r5与cc1线路之间，第四电压检测点设于电阻r6与cc2线路之间。
48.请参见图1，充电机上电自检时，cc线路检测原理如下：
49.充电机被唤醒后，当cc线路处于正常情况时，当开关s7断开时，电阻r6上没电压，此时由于第三电压检测点与输入电源（12v）连接，第三电压检测点会检测到12v电压，第四电压检测点上检测到0v电压，当开关s7闭合后，电阻r5和电阻r6形成通路，并均分输入电源的电压，此时第三电压检测点和第四电压检测点连接到同一电位，其电压大小为。
50.同时该情况下，根据第三电压检测点和第四电压检测点的电压状态能够判定出3种故障状态（实际应用中也只有3种故障状态，本实用新型中能够准确识别出3种故障），分别为：
51.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且在所述开关s7闭合前后均为0v时，判定为第一故障状态：cc线路故障短接到地；
52.该情况下由于第三电压检测点和第四电压检测点上的电压不受输入电源影响，且其电压恒为0，说明电源输出的电压被拉低到0（若是cc线路断路，第三电压检测点应有电压，故该情况并非断路故障），故可以判断得出此时cc线路出现短路连接到车身地（第一故障状态）。
53.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且在所述开关s7闭合前后均为电源输入电压时，判定为第二故障状态：cc线路故障短接到电源输入（电动车的电池，一般为12v）；
54.该情况下第三电压检测点和第四电压检测点上的电压不受输入电源影响，且其电压恒定为12v（电源输入电压），可以看出该情况下第三电压检测点和第四电压检测点接入
了一个电压输入，导致其不受输入电源，故可以判断得出cc线路短路连接到整车的12v电压供电（第二故障状态）。
55.当所述第三电压检测点在所述开关s7闭合前后均为电源输入电压，且所述第四电压检测点在所述开关s7闭合后电压为0v时，判定为第三故障状态：cc线路出现断路故障。
56.该情况下可以看出第三电压检测点的电压不受到电阻r6分压的影响，使其恒定为电源输入电压，可以得出此时电阻r6断出电路，故可以判定得出cc线路出现断路故障（第三故障状态）。
57.通过检测开关s7闭合前后第三电压检测点和第四电压检测点的电压，能够准确识别出cc线路的各种故障问题，大大提高了充电线路的安全性。
58.请参见图2，充电状态下cc线路检测原理如下：
59.当插入充电枪，主功率电路处于充电状态时，当cc线路处于正常情况时，cc线路的开关s3处于闭合状态，此时第三电压检测点和第四电压检测点处于同一电位，其电压相同，均为。
60.同时该情况下，根据第三电压检测点和第四电压检测点的电压状态能够判定出4种故障状态，分别为：
61.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且均为0v时，判定为第一故障状态：cc线路故障短接到地；
62.该情况下第三电压检测点和第四电压检测点上的电压不受输入电源影响，且电压恒为0，说明电源输出的电压被拉低到0，故可以判定为cc线路故障短接到地（第一故障状态）。
63.当所述第三电压检测点和所述第四电压检测点的电压相同，且均为电源输入电压时，判定为第二故障状态：cc线路故障短接到电源输入；
64.该情况下说明，第三电压检测点和第四电压检测点上的电压不受输入电源的影响，且第三电压检测点和第四电压检测电连接了一个恒定的电压输入，故可以判定得出此时cc线路短路连接到整车的12v电压供电(第二故障状态）。
65.当所述第三电压检测点的电压为电源输入电压，且所述第四电压检测点的电压为0v时，判定为第四故障状态：cc1线路出现断路故障；
66.该情况下由于第三电压检测点上的电压为12v（电压输入电压），表明其未受到电阻r6以及充电枪内的电阻rc分压的影响，可以看出cc1线路断开了与电阻r6以及电阻rc的连接，即可以判定为cc1线路出现断路故障（第四故障状态）。
67.当所述第三电压检测点的电压不变，且所述第四电压检测点的电压降低至0v时，判定为第五故障状态：cc2线路出现断路故障。
68.该情况下，第三电压检测点上的电压仍然维持在正常情况下的电压，说明充电枪内的电阻rc起到了分压作用，并对电阻r5进行分压，说明此时cc1线路正常，同时第四电压检测点上的电压变为0，说明其未接收到电压输入电压，故可以判定为cc2线路出现断路故障（第五故障状态）。
69.这里第三故障状态是在诊断电路上电自检时确定的，其只能确定cc线路出现断路故障，并不能确定具体为cc1线路还是cc2线路出现断路。第四故障状态和第五故障状态为
充电状态下检测确定的，其能够准确识别cc1线路还是cc2线路的故障。
70.插入充电枪进入充电状态时，能够通过检测第三电压检测点和第四电压检测点上电压的变化，准确确定cc线路上的故障问题，进一步提高了充电机的安全性。
71.当判定cc线路处于异常状态时，充电机能够及时上报给整车控制器处理，并断开充电状态，避免后续问题的发生。
72.请参见图1，cp线路包括有cp1线路和cp2线路，以及与cp1线路和cp2线路连接的电阻r1和电阻r3。与cc线路相同，cp1线路作为主检测线路，cp2线路用于辅助检测，进一步确认cp1线路的状态。
73.具体的，电阻r1一端连接到cp1线路，另一端串联开关s2后接地，在电阻r1和开关s2两端并联有电阻r2和开关s4，电阻r3一端连接到cp2线路，另一端串联开关s6后接地。这里开关s2和开关s4为国标要求的cp切换开关，电阻r1和电阻r2为cp1信号检测的匹配电阻，电阻r3为cp2信号检测的匹配电阻。诊断电路中还设有开关s5，其一端连接在cp1线路与电阻r1之间，另一端连接到输入电源（12v），其与开关s6和开关s7一同构成cc/cp信号的逻辑切换开关。在cp1线路和cp2线路中还设有二极管，其主要用于起到保护作用。第二电压检测点设置在电阻r1与cp1线路之间，第五电压检测点设置在电阻r3与cp2线路之间。
74.请参见图1，充电机被唤醒后，开关s2和开关s6闭合，当cp线路处于正常状态时，在逻辑开关s5闭合前，由于cp线路部分为接入到输入电源，此时第二电压检测点和第五电压检测点上的电压均为0v，当开关s5闭合后，忽略cp1线路和cp2线路上二极管导通压降的影响，第二电压检测点和第五电压检测点均连接到输入电源，其处于同一电位，均为12v。
75.同时，该情况下，根据第二电压检测点和第五电压检测点的电压状态能够判定3种故障状态（实际应用中也只有3中故障状态，本实用新型能够针对3种故障状态准确检测），分别为：
76.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且在所述开关s5闭合前后均为0v时，判定为第六故障状态：cp线路故障短接到地；
77.该情况下，由于第二电压检测点和第五电压检测点连接到输入电源，且当开关s5闭合时其电压恒为0，可以看出第二电压检测点和第五电压检测点的上的电压被拉低到0，即第二电压检测点和第五电压检测点与地接通，故可以判定为cp线路故障短接到车身地（第六故障状态）。
78.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且在所述开关s5闭合前后均为电源输入电压时，判定为第七故障状态：cp线路故障短接到电源输入；
79.该情况下，由于在开关s5闭合之前第二电压检测点和第五电压检测点上存在电压，可以判定cp线路提供了一个电压输入，又由于其电压恒定与12v，故可以判定为cp线路故障短接到整车的12v电压供电（第七故障状态）。
80.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压在所述开关s5闭合前均为0v，且在所述开关s5闭合后，所述第二电压检测点的电压变为电源输入电压，所述第五电压检测点的电压仍为0v时，判定为第八故障状态：cp线路出现断路故障。
81.该情况下，由于第二电压检测点的电压受到开关s5的影响，故可以认定cp线路并没有短接到地，而第五电压检测点的电压恒定为0，可以看出电源输入的电压没有传输到第五电压检测点处，由于输入电压传输到第二电压检测点处不需要经过cp线路，可以判定出
故障在cp线路，由于第五电压检测点的电压为0，故可以判定为cp线路出现断路故障（第八故障状态）。
82.通过开关s5闭合前后第二电压检测点和第五电压检测点上的电压变化，能够准确识别出cp线路的故障信息，提高了充电线路的安全性。
83.请参见图2，充电状态下cp线路检测原理如下：
84.当插入充电枪，主功率电路处于充电状态时，正常状态下，诊断逻辑开关s5和s6断开，开关s1、开关s2和开关s4闭合，此时电路由充电桩供电，由于电阻r2与电阻r1并联后与充电桩内的1k电阻串联，第二电压检测点和第五电压检测点设置在电阻r2与1k电阻之间，其电压为分压之后的电压，这里电阻r1为1.3k欧姆，电阻r2为3.01k欧姆，其与1k电阻分压后，第二电压检测点和第五电压检测点的电压为6v，即正常情况时，第二电压检测点和第五电压检测的电压为6v。
85.其中，在充电桩内设置有第一电压检测点，其设置在充电桩的输出口，用于检测充电桩的状态，当第一电压检测点的电压为0时，说明充电桩存在故障，当第一电压检测点的电压为12v时，说明充电桩正常。
86.充电桩正常时，根据第二电压检测点和第五电压检测点的电压状态能够判定出4种故障状态，分别为：
87.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且均为0v时，判定为第六故障状态：cp线路故障短接到地；
88.该情况下，由于第二电压检测点和第五电压检测点的电压恒定为0，表明充电桩的输出电压被拉低，即第二电压检测点和第五电压检测点连接到地，故可以判定为cp线路故障短接到地（第六故障状态）。
89.当所述第二电压检测点和所述第五电压检测点的电压相同，且均为电源输入电压时，判定为第七故障状态：cp线路故障短接到电源输入；
90.该情况下，由于第二电压检测点和第五电压检测点上有电压，表明cp线路并没有出现断路故障，其电压恒定为12v，表明第二电压检测点和第五电压检测点上的电压并未受到充电桩上1k电阻的分压，即其连接到电源，故可以判定为cp线路故障断路连接到电源输入，即12v供电（第七故障状态）。
91.当所述第二电压检测点的电压为0v，且所述第五电压检测点的电压为电源输入电压时，判定为第九故障状态：cp1线路出现断路故障；
92.该情况下，由于第二电压检测点的电压为0，表明cp线路出现断路故障，但由于第五电压检测点的电压为12v，表明cp2线路正常，故可以判定为cp1线路出现断路故障（第九故障状态）。
93.当所述第二电压检测点的电压不变，且所述第五电压检测点的电压降低至0v时，判定为第十故障状态：cp2线路出现断路故障。
94.该情况下，由于第二电压检测点的电压不变，仍保持在正常状态下的电压6v，表明cp1线路未出现断路，而第五电压检测点的电压为0，表明其第五电压检测点未接收到输入电压，故可以判定为cp2线路出现断路故障（第十故障状态）。
95.与cc线路检测原理相同，第八故障状态在cp线路上电自检时确定，其只能判定出cp线路出现断路故障，并不能确定具体为cp1线路还是cp2线路故障，而第九故障状态和第
十故障状态用于充电状态下的故障检测，其能够准确识别cp1线路和cp2线路的故障。
96.本领域技术人员可以先通过自检模式确定cc线路和cp线路的故障，若自检模式下不能准确确定具体故障，可以插入充电枪，对cc线路和cp线路的具体故障进行检测。
97.请参见图2，l1、l2、l3为火线、n为零线，其作为给主功率电路供电的供电电路，在供电电路与主功率电路之间设有多个开关，当cc/cp诊断电路确定cc线路和/或cp线路中存在故障时，充电机能够及时检测出异常状态并上报给整车控制器，此时供电电路与主功率电路之间的多个开关断开，停止向主功率电路供电。
98.本实用新型提出的cc/cp诊断电路，能够分别针对充电枪未插入时上电自检和充电枪插入时充电状态下进行cc线路和cp线路的检测，且针对每一种故障状态，各个电压检测点的电压均有不同，可以根据各电压检测点的具体电压状态，准确判定具体故障，用户能够针对具体的故障进行检修，大大提高了充电机的安全性。
99.本实用新型还提出了一种充电机，当所述充电机通过cc线路和cp线路完成与充电桩的cc信号和cp信号交互连接时，所述充电机开始充电；
100.当cc线路和cp线路中至少一路出现故障时，所述充电机停止充电模式；
101.其中，所述充电机采用上述cc/cp诊断电路诊断所述cc线路和cp线路的故障。
102.与现有技术相比，本实用新型能够准确识别电路故障，避免了充电机与充电桩错误的信息交互，能够有效提高充电机的安全性。
103.上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。