一种带有充电信息显示功能的充电口组件及充电系统的制作方法

1.本发明属于电动汽车技术领域，尤其涉及一种带有充电信息显示功能的充电口组件及充电系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.电动汽车通过交直流充电口与外部的充电桩实现电连接，以将外部电量输送给汽车的动力电池，充电期间，用户通常会离开驾驶室，如果充电过程中想要查看电池电量是否已经充满，需进入驾驶室，将钥匙打到“acc”或者“on”挡，才能够从仪表盘上读出，非常繁琐。并且，用户在将充电枪插入充电口时，一方面想要确定充电枪是否与车辆连接成功，另一方面，通常还想要了解电量剩余情况、充电所需时长等信息。对于这一需求，当充电枪与车辆连接成功时，充电桩通常会给出提醒，但是当前电量剩余情况等更详细的信息仍然需要进入驾驶室从仪表查看。为了解决这一问题，有车辆厂商设计提示功能，主要通过灯光提示用户充电状态，使得用户在车外也能了解充电情况，但是，这种方式不是十分直观，并且只能满足用户的基本充电显示需求，难以满足客户的个性化和汽车的产品力提升需求。
4.尽管目前已经出现通过网络借助手机app查看充电状态的相关报道，但是，仍然不能解决充电枪插入充电口对于当前电池状态及时了解的问题，还需通过手机app执行一系列身份认证等操作才能查看，并且，是否能够查看依赖于网络状态，若车辆在地下车库进行充电，有可能受到网络信号不佳的影响而导致无法查看，给用户带来不便。
5.此外，即使当前充电桩给出了连接成功的指示，也存在无法正常充电的情形，用户通常会通过多次尝试，或者换一个充电桩来试着解决这一问题，过程繁琐，并且，若是车辆端存在问题，对于无专业知识的用户来说，难以排查。


技术实现要素：

6.为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种带有充电信息显示功能的充电口组件及充电系统。通过在充电口处设置显示模块，使得用户在插上充电枪后即可直观了解当前电池状态等信息，无需进入驾驶室或登录手机app查看。
7.为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
8.一种带有充电信息显示功能的充电口组件，包括充电口、控制模块，以及与所述控制模块连接的显示模块；其中，所述充电口前端用于连接充电枪，所述充电口后端与动力电池连接；所述控制模块与电池管理系统通信连接；所述控制模块用于自动力电池管理系统获取电池充电状态信息，并发送至所述显示模块。
9.进一步地，所述充电口包括直流充电口组件和交流充电口组件；所述直流充电口组件前端用于连接直流充电枪，后端与动力电池连接；所述交流充电口组件前端用于连接交流充电枪，后端经由车载充电机与动力电池连接。
10.进一步地，所述显示模块通过安装法兰面板与电动汽车连接，并且，所述安装法兰面板上还设有通孔，用于嵌入充电口。
11.进一步地，所述充电口组件还包括盖板，且盖板下方设有用于感测盖板开合的传感器，所述传感器与电池管理系统连接，所述电池管理系统根据盖板的开合信号，控制是否为所述控制模块供电。
12.进一步地，所述充电口组件包括与控制模块连接的低压接口电路，所述低压接口电路与整车低压电源系统连接，当电池管理系统接收到盖板打开信号时，控制低压接口电路连通；反之，当电池管理系统接收到盖板闭合信号时，控制低压接口电路闭合。
13.进一步地，所述显示模块包括显示屏和面板显示电路；当所述控制模块接收到电池管理系统检测到的充电连接信息时，控制所述面板显示电路连通。
14.进一步地，所述电池充电状态信息包括充电连接状态和电池当前状态信息。
15.进一步地，所述控制模块还接收电池管理系统的故障检测结果和/或充电桩的故障检测结果。
16.一个或多个实施例提供了一种电动汽车充电系统，包括设于车辆端的带有充电信息显示功能的充电口组件和电池管理系统，以及充电桩；
17.所述电池管理系统用于实时监测电池状态，当监测到充电枪与电池的连接信息后，开始实时监测电池状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。
18.进一步地，所述充电枪在与电池建立连接后，充电桩实时监测自身状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。
19.以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
20.通过在充电口处设置显示模块，使得用户在插上充电枪后即可直观了解当前电池状态等信息，无需进入驾驶室或登录手机app查看，提升了用户体验。
21.此外，在充电枪与车辆连接后，充电桩端和车辆端均进行自检，使得当不能正常充电时，能够获取故障原因并通过显示模块显示，帮助用户快速直观地确定原因，避免了用户反复尝试或更换充电枪等方式进行排查。
附图说明
22.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
23.图1为本发明实施例中包含充电口组件的充电系统架构图；
24.图2为本发明实施例中充电口组件正视图；
25.图3为本发明实施例中充电口组件立体图；
26.图4为本发明实施例中显示屏显示实例。
具体实施方式
27.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.实施例一
31.本实施例公开了一种带有充电信息显示功能的充电口组件，所述充电口组件包括充电口、控制模块，以及与所述控制模块连接的显示模块；其中，所述充电口前端用于连接充电枪，所述充电口后端与动力电池连接；所述控制模块与电池管理系统(bms)通信连接，由于动力电池与电池管理系统连接，电池管理系统能够实时获取电池状态；所述控制模块用于自动力电池管理系统获取电池充电状态信息，并发送至所述显示模块。
32.所述充电口包括直流充电口组件和交流充电口组件。所述直流充电口组件前端用于连接直流充电枪，后端与电动汽车的动力电池连接，能够将来自于直流充电桩的直流电直接输出动力电池，用于给动力电池充电。所述的交流充电口组件前端用于连接交流充电枪，后端经由车载充电机与动力电池连接，能够将来自于交流充电桩的交流电输入至车载充电机，经过车载充电机转换后给动力电池进行充电。
33.所述充电口组件还包括通信模块，与控制模块连接，用于实现所述控制模块与电池管理系统之间的通信。
34.所述显示单元包括显示屏和面板显示电路。具体地，包围所述直流充电口组件和交流充电口组件设有安装法兰面板，本实施例中，所述安装法兰面板为平板形式，该平板上设有两个通孔，大小和形状分别与直流充电口组件和交流充电口组件的充电口大小和形状相适配，分别用于嵌入直流充电口组件和交流充电口组件的充电口。相类似地，所述安装法兰面板上还嵌入显示屏，本实施例中具体为液晶显示屏。
35.本领域技术人员可以理解，所述安装法兰面板的形状可以为矩形或其他形状，显示屏的位置、形状和大小可根据充电口在安装法兰面板上的布局和所占面积，按需进行设置，本实施例中，所述显示屏设于安装法兰面板的上侧，为矩形。
36.所述安装法兰面板为液晶显示单元、交流充电口组件和直流充电口组件提供支撑。通过螺栓等固定方式固定在电动汽车充电口组件盖板下方。具体地，安装法兰面板上设有4个安装孔，孔径均为7mm，通过4个安装孔实现与电动汽车的装配。
37.所述充电口组件还包括与控制模块连接的低压接口电路，所述低压接口电路与整车低压电源系统连接，当电池管理系统接收到盖板打开信号时，控制低压接口电路连通，为控制模块进行供电；反之，当电池管理系统接收到盖板闭合信号时，控制低压接口电路闭合，结束对控制模块的供电。具体地，可在所述盖板下方设有开关传感器，与电池管理系统连接，用于感测盖板是否打开。所述开关传感器与电池管理系统(bms)连接，所述电池管理系统连接蓄电池，被配置为：实时接收开关传感器的感测信号，充电口盖打开后，开关传感器的电信号会发生变化，0变为1，电池管理系统(bms)会检测到电信号的转变，判断充电口盖处于打开状态，电池管理系统(bms)判断充电口盖打开后，用户有充电需求，给充电口的控制模块进行供电，唤醒开始工作，并发出整车充电状态信息，连通电池与所述控制模块，实现控制模块的供电，充电口的控制模块工作后，根据收到充电状态信息，显示相应的充电状态。从而减少非充电状态下的非必要负载，节省电量。
38.基于所述充电口组件的充电过程如下：
39.(1)用户准备充电时，先打开充电口盖板，将充电枪插入充电口组件中的直流充电口组件或交流充电口组件，此时高低压线束为连接状态，充电桩通过所述充电口组件与整车电池系统建立连接，充电桩电信号到达动力电池系统；
40.(2)电池管理系统实时监控电池充电连接状态，当监测到充电连接信号后，开始执行电池状态监测，同时控制面板显示电路连通，唤醒充电口显示模块，即实现动力电池向显示模块的低压供电。
41.(3)充电桩端对充电连接信号进行状态监控，并与车辆动力电池进行信息交互，都处于ok状态下，动力电池的逻辑模块向充电桩发出充电请求和充电电流请求，此时充电交互完成。
42.具体地，充电桩端和车辆充电连接状态下形成低压连接回路，包括充电桩信号发出端、充电枪、车辆充电接口和整车接地。充电桩端实时采集充电桩信号发出端的电压，通过采集的电压判断充电连接状态：当充电枪与充电座没有连接，电路不是导通状态，会采集到12v电压，当充电枪与充电座处于连接状态，12v电压会集中在充电座的电阻上，此时采集点电压为0。
43.(4)电池管理系统实时获取电池充电状态信息，并发送至充电口组件中的控制模块，进而发送至显示单元，作出相应的状态显示。
44.(5)用户可通过充电口显示模块的充电显示状态直观感受到充电信息，从而了解当前的充电状态。
45.所述充电口接口可通过接口电路与车辆动力电池管理系统(bms)或其中控制模块实现通讯连接，bms通讯模块可向充电口通讯模块发出充电状态信息。所述的充电模块开始工作后，会进行状态自检，并实时检索通讯模块接收到的充电状态信息，充电状态信息可直接输出给控制模块进行检索，控制模块进行逻辑判断，向面板电路发出控制信号，控制面板电路执行相应的状态显示动作。
46.显示单元用于显示充电状态和电池当前状态信息，包括但不限于充电连接信息、充电电量信息、充电状态信息、充电电流和车辆续航状态。显示形式可根据需求任意设置，例如充电连接信息采用锁的形式表示，锁闭合表示充电枪已经成功连接充电口，当锁显示为开启状态时，则表示充电枪未成功连接到充电口，或未进行连接。
47.所述的充电状态信息表示充电桩与车辆端的充电交互通过，车辆及桩端无故障，正常进行充电，通过文字显示为正在充电。该文字也可以显示为充电故障，表示充电枪插入充电口后，车端和桩端在自检过程中，检测到影响正常充电的故障存在，不允许进行充电，并上报充电故障；当发生充电故障时，屏幕上提示用户存在故障的信息，会便于故障的排查维修。该文字也可以显示为充电完成，表示经过充电桩的能量补充，动力电池电量已经充电，正常充电结束，上报充电完成。
48.本实施例中，车端或桩端的自检包括绝缘阻值检测、电压检测、连接状态检测和温度检测。具体如下：
49.车端绝缘阻值检测：检测高压回路的绝缘阻值是否高于设定阈值，整车报警阈值为200kω，当检测的绝缘阻值低于200kω，判断有绝缘漏电风险，不允许充电，上报绝缘故障。
50.车端电压检测检测：通过电压采集电路检测整车电压值，是否处于工作电压范围内，高于最大工作电压，判断整车出现过载故障，不允许充电，上报故障；当低于最小工作电压，判断出现欠压故障，不允许充电，上报故障。
51.充电桩端充电连接状态检测：充电枪与充电座是否处于充电连接状态，如不是，不允许充电。
52.车端/充电桩端温度检测：对动力电池或充电桩端当前温度进行采集，判断是否处于正常工作温度范围内，高于最大工作温度，判断整车出现过温故障，限制充电电流或不允许充电，上报故障；当低于最小工作温度，判断出现低温故障，限制充电电流或不允许充电，上报故障。
53.所述的电池电量显示动力电池的荷电状态信息，通过文字直接显示soc值，方便用户随时知晓车辆的当前电量信息，便于后期的充电规划和行驶规划。
54.所述的充电电流显示车辆当前的充电电流值，方便用户知晓当前的充电速率，便于计算充到一定电量或充满电所需的时间。
55.所述的车辆续航可以直接文字显示当前的车辆的续航里程，无需再通过打开仪表观察续航，减少充电状态确认时用户的操作动作。
56.实施例二
57.基于实施例一中所述的充电口组件，本实施例提供了一种电动汽车充电系统，包括设于车辆端的所述充电口组件和电池管理系统，以及充电桩；
58.所述电池管理系统用于实时监测电池状态，当监测到充电枪与电池的连接信息后，开始实时监测电池状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。
59.所述充电枪在与电池建立连接后，充电桩实时监测自身状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。
60.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，包括充电口、控制模块，以及与所述控制模块连接的显示模块；其中，所述充电口前端用于连接充电枪，所述充电口后端与动力电池连接；所述控制模块与电池管理系统通信连接；所述控制模块用于自动力电池管理系统获取电池充电状态信息，并发送至所述显示模块。2.如权利要求1所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述充电口包括直流充电口组件和交流充电口组件；所述直流充电口组件前端用于连接直流充电枪，后端与动力电池连接；所述交流充电口组件前端用于连接交流充电枪，后端经由车载充电机与动力电池连接。3.如权利要求1或2所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述显示模块通过安装法兰面板与电动汽车连接，并且，所述安装法兰面板上还设有通孔，用于嵌入充电口。4.如权利要求1所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述充电口组件还包括盖板，且盖板下方设有用于感测盖板开合的传感器，所述传感器与电池管理系统连接，所述电池管理系统根据盖板的开合信号，控制是否为所述控制模块供电。5.如权利要求4所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述充电口组件包括与控制模块连接的低压接口电路，所述低压接口电路与整车低压电源系统连接，当电池管理系统接收到盖板打开信号时，控制低压接口电路连通；反之，当电池管理系统接收到盖板闭合信号时，控制低压接口电路闭合。6.如权利要求5所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述显示模块包括显示屏和面板显示电路；当所述控制模块接收到电池管理系统检测到的充电连接信息时，控制所述面板显示电路连通。7.如权利要求1所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述电池充电状态信息包括充电连接状态和电池当前状态信息。8.如权利要求7所述的带有充电信息显示功能的充电口组件，其特征在于，所述控制模块还接收电池管理系统的故障检测结果和/或充电桩的故障检测结果。9.一种电动汽车充电系统，其特征在于，包括设于车辆端的如权利要求1-8任一项所述带有充电信息显示功能的充电口组件和电池管理系统，以及充电桩；所述电池管理系统用于实时监测电池状态，当监测到充电枪与电池的连接信息后，开始实时监测电池状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。10.如权利要求9所述的电动汽车充电系统，其特征在于，所述充电枪在与电池建立连接后，充电桩实时监测自身状态，并发送至所述充电口组件，经由显示模块进行显示。

技术总结
本发明涉及电动汽车技术领域，具体公开了一种带有充电信息显示功能的充电口组件及充电系统。所述带有充电信息显示功能的充电口组件，包括充电口、控制模块，以及与所述控制模块连接的显示模块；其中，所述充电口前端用于连接充电枪，所述充电口后端与动力电池连接；所述控制模块与电池管理系统通信连接；所述控制模块用于自动力电池管理系统获取电池充电状态信息，并发送至所述显示模块。本发明通过在充电口处设置显示模块，使得用户在插上充电枪后即可直观了解当前电池状态等信息，无需进入驾驶室或登录手机APP查看。驾驶室或登录手机APP查看。驾驶室或登录手机APP查看。


技术研发人员：李东 陈琦琦 袁中 王飞 陈盛 吴康
受保护的技术使用者：奇瑞新能源汽车股份有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/6/27