[0001] 本申请涉及新能源车辆的充电小车领域，具体涉及一种充电小车的电路结构。

[0002] 近几年，新能源汽车数量日益增长，这对新能源汽车充电的条件提出了更高的要求，因此，充电小车应运而生。

[0003] 然而，现有的充电小车结构复杂，设计制造成本较高，这明显限制了新能源汽车的发展和普及。此外，现有的充电小车通常充电电路和补能电路单独设置的，在对充电小车进行补能时，需要将充电桩的枪体与所述充电小车的补能接口连接，而在充电小车为新能源车辆充电时，需要将充电小车的充电枪与所述新能源车辆的充电接口连接。在上述操作期间，往往容易出现接口连接错误的情况，导致严重的安全事故。因此，现在亟需一种新型的充电小车，实现操作简单便捷，从而促进新能源汽车的良性发展。

[0054] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

[0055] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”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，而不是指示或者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。

[0056] 此外，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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0057] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0058] 充电小车是一种为新能源汽车充电的设备。充电小车一般需要从充电桩上存储足够的电能，再移动至待充电车辆所在位置，将预先存储的电能传输给待充电车辆，以实现对待充电车辆的充电。现有的充电小车的储能过程如下：通过充电桩上的枪与充电小车上的插座(充电座)相连接，从充电桩上获取存储电能的。现有的充电小车的放电过程(为待充电车辆充电)如下：将充电小车的充电枪插到待充电车辆的充电接口上，将充电小车存储的电能传输给待充电车辆，实现为待充电车辆充电。可见，现有技术中的充电小车具有两个接口：用于补能的充电座和用于放电的充电枪。

[0059] 充电小车上的充电座只用于给充电小车自身补能，其中连接的电路为补能电路，一旦充电小车的充电座与充电桩的枪连接，即可启动补能过程。相应地，充电小车上地充电枪只用于给待充电车辆充电，其中连接的电路为放电电路，一旦充电小车的充电枪与待充电车辆的充电接口连接，即可启动放电过程。由此可知，现有技术中的充电小车的补能电路和放电电路是分开的，并且连接至不同的接口。

[0060] 用户在使用充电小车时，如果要给充电小车储能，则需要将充电桩的充电枪插到充电小车的充电座上，如果要给待充电车辆充电，则需要将充电小车的充电枪插到待充电车辆的充电接口上。此处的用户可以包括待充电车辆的车主以及充电小车的现场运营人员。可见，用户在使用过程中，需要通过从充电小车的两个接口中选择所需要的其中一个，与外部设备连接，才可以实现用户预期的效果。

[0061] 以上对现有技术中的充电小车的控制和使用进行了说明，以下在实施例中，对本申请提供的技术方案进行阐述。

[0062] 第一实施例

[0063] 本申请实施例提供一种充电小车的电路结构。请参看图1、图2以及图3理解本申请实施例。图1为本申请实施例提供的充电小车的应用场景示意图。图2为本申请实施例提供的充电小车的电路结构的第一示意图。图3为本申请实施例提供的充电小车的电路结构的第二示意图。图4和图5分别为图3的电路结构拆分后的两个部分的放大示意图。图4和图5根据特定方式连接后即可的到图3的电路结构。上图中的充电枪和连接端口为同一个结构，只是为了电路展示而拆为两个部分来表示，实际上是同一个连接接口。

[0064] 在本申请实施例中，充电是指将电池中存储的电能输送给其他设备充电，这个过程对于充电小车来说属于放电。例如，将充电小车电池中存储的电能输送给待充电的新能源车辆，这个过程可以看作是充电小车的为待充电车辆的放电过程。对应的充电电路即为用于给外部设备充电的电路。补能是指将电能存储到电池中的过程。例如，将充电桩的电能输送给充电小车，充电小车为自身电池存储电能的过程。对应的补能电路即为用于给充电小车自身电池储能的电路。在下文中，充电(放电)和补能可能会多次出现，给待充电新能源车的充电过程即为充电小车的充电过程，用充电桩为充电小车进行补能的过程即为充电小车的补能过程。如图1所示，充电小车101为待充电车辆102充电，充电小车101还可以从充电机处获取电能存储在自身电池中。在上述两个过程中，充电小车的连接接口皆为同一个。

[0065] 新能源汽车实质上为电动汽车，因此在下文中可能出现的新能源车、新能源汽车、电动车、电动汽车、待充电车辆都表示同样的含义。

[0066] 本申请实施例提供的充电小车的电路结构，包括电池201和连接端口202、充电控制器203和电池管理器204。

[0067] 所述电池与所述连接端口之间设有补能电路和充电电路，所述补能电路用于给所述电池存储电能，所述充电电路用于将所述电池中存储的电能输送给待充电设备。所述电池一般为高压电池，所述电池用于存储和释放高压电，为充电小车提供足够的动力和续航能力。所述电池一般采用锂离子电池或钴酸锂电池等化学体系。这些电池具有较高的工作电压，通常在几百伏至一千伏之间。因此，在充电小车的高压电池放电时，输出的电压非常大，但是待充电的新能源车辆所能接受的充电电压通常低于充电小车直接输出的电压。具体的电压大小与车辆充电系统的类型有关。一般来说，电动汽车的充电分为交流充电(AC充电)和直流快充(DC快充)，两者的电压范围有所不同。

[0068] AC充电通常在家用或公共充电桩中进行，使用交流电为车辆充电。这种方式充电速度较慢，但适合过夜充电或长时间停车时使用。家用充电：使用220V单相电(部分国家可能是240V)。公共交流充电桩：常见的是220V单相电或380V三相电。直流快充(DC快充)DC快充使用直流电直接为车辆电池充电，可以大幅缩短充电时间，适合需要快速补充电量的情况，如长途旅行中的中途充电。电压范围：通常在200V到1000V之间。对于一些高性能电动车，快充电压可能更高，例如800V甚至1000V的系统，以实现更快的充电速度。由此可以看出，在充电小车中的高压电池的额定电压不变的情况下，无法直接为每个车辆提供匹配的电压值。因此，在充电电路中，设置电压转换器是有必要的。

[0069] 在所述充电电路中，所述电池201与所述连接端口202之间设有电压转换器205，所述电压转换器用于将所述电池中的电压转换为待充电设备所需的电压，所述充电控制器203与所述电压转换器205电连接，用于调控所述电压转换器输出的电压。

[0070] 所述电压转换器可以为直流电压转换器，能够将所述电池中的高压直流电转换为待充电设备所需的低压电，通过所述连接端口输出给待充电设备，以为待充电设备充电。在一种实施方式中，电压转换器可以采用60kW DC‑DC转换器(直流‑直流电压转换器)，将充电小车中电池的直流电压转换为待充电车辆所需的直流电压。

[0071] 在所述补能电路中，所述电池201与所述连接端口202之间设有第一开关206，所述电池管理器204与所述第一开关202电连接，用于控制所述第一开关的通断，以控制所述补能电路连通或断开。

[0072] 在电池的实际工作中，为了安全起见，补能和充电过程不会同时进行，即补能电路和充电电路不会同时闭合。具体地，当处于充电状态时，所述充电电路导通，所述补能电路断开；当处于补能状态时，所述充电电路断开，所述补能电路导通。

[0073] 在一种实施方式中，所述第一开关可以是充电正继电器和充电负继电器，电池管理器通过控制充电正继电器和充电负继电器中分别对应的线圈上的电流，来控制第一开关的开闭。当所述第一开关打开时，所述补能电路断开，当所述第一开关闭合时，所述补能电路导通。充电正继电器和充电负继电器共同作用，确保充电过程既高效又安全。充电正继电器负责管理电流的流动，充电负继电器则负责在适当时机断开电流连接，共同保护电动车的电池和充电设备。这两者的有效运行是电动车充电过程顺利进行的关键。其中，充电正继电器控制电流的流动，且主要用于启动和管理充电小车的充电过程，确保充电小车和充电设施之间安全、可靠的电流传输。在充电开始时，充电正继电器闭合，允许电流从充电桩流向充电小车的电池中，同时负责监测和调整电流大小，以适应充电桩和充电小车电池的能力和需求。保证充电过程的安全性和效率，防止电池过载或其他安全问题的发生。充电负继电器控制充电过程的结束，即断开电流连接，通常在充电小车充电完成或出现故障时起作用，确保在适当时机停止电流传输，以避免电池过充或其他潜在的安全风险。充电负继电器通常在充电完成或出现异常情况时开启，将电流切断，停止充电过程。它也可能在系统故障或紧急情况下起到断电保护作用，保护充电设备和充电小车；能够防止电池过充，延长电池寿命，在充电设备或充电小车发生问题时，提供安全断电功能，避免损坏或事故发生。

[0074] 所述电池管理器204与所述充电控制器203之间设置有第一单刀双掷继电器，所述第一单刀双掷继电器的第一端子连接所述充电控制器，所述第一单刀双掷继电器的第二端子连接所述电池管理器，所述第一单刀双掷继电器的公共端子连接所述连接端口。

[0075] 所述电池管理器是用于管理充电小车的补能的控制器，也可以称之为BMS(电池管理系统)，其主要作用包括控制和管理充电小车的电池以及与电池相关的通信线路和电路。充电控制器是用于充电小车对外放电的控制器，也可以称之为CCU(充电控制器)，其主要作用包括控制与放电相关的通信线路和电路。所述单刀双掷继电器包括单刀双掷开关和对应的线圈，所述线圈上通过的电流可以控制所述单刀双掷开关的闭合方向，进而确定所述公共端连接的电路。所述第一单刀双掷继电器的第一端子为单刀双掷开关的一个端子，所述第二端子为所述单刀双掷开关的另一个端子。

[0076] 所述连接端口202用于与外部设备连接，并判断所述外部设备是待充电设备还是充电机，并根据所述外接设备的类型确定所述电路结构的状态，当所述外接设备类型为待充电设备时，所述电路结构对应放电状态，当所述外接设备类型为充电机时，所述电路结构对应补能状态。

[0077] 所述连接端口202可以连接充电机，用来给充电小车补能，也可以连接待充电设备，为待充电设备充电。当所述充电小车为自身补能时，外接充电机(充电桩)，所述补能电路导通并开始工作。当所述充电小车为外接待充电设备充电时，所述充电电路导通并开始工作，为待充电设备输送电能。

[0078] 在本申请实施例中，所述补能电路和所述充电电路都是从所述电池一端通过不同的元件，与所述连接端口导通的。也就是说，本申请的方案将补能电路和充电电路集成到了同一个接口中，在实际应用中，充电和补能都可以通过该接口完成。在所述电池的实际工作中，为了安全起见，放电和充电过程不会同时进行，即补能电路和充电电路不会同时闭合。具体地，当处于补能状态时，所述充电电路断开，所述补能电路导通；当处于充电状态时，所述补能开关断开，所述充电电路导通。所述充电控制器参与所述充电电路和补能电路的控制。

[0079] 所述充电控制器用于根据所述连接端口返回的电路状态，控制所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至第一端子或者第二端子。在一种实施方式中，所述单刀双掷继电器的开关的第二端子设置为常闭端，第一端子设置为常开端。初始状态下，所述单刀双掷继电器的开关闭合至第二端子(常闭端)，当所述线圈提供足够的电流时，所述线圈的周围产生磁场，使所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至第一端子(常开端)。所述第一单刀双掷继电器的线圈上的电流有充电控制器来控制。

[0080] 请同时参看图4和图5。图4和图5实际上是图3的局部拆分电路结构示意图，将图4中的1、2、3、4、5、6端分别与图5中的7、8、9、9、10、11端对应连接后，即可获得完整的电路结构示意图。在一种实施方式中，当所述第一单刀双掷继电器KBC的开关闭合至第一端子(常开端子)时，所述连接端口将待充电设备的充电需求信息通过第一通信线传输给所述充电控制器，当所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至第二端子(常闭端子)，所述电池管理器将所述电池的补能需求信息通过第二通信线传输给所述连接端口。所述第一通信线为图中BMS的S+引脚与连接端口的S+引脚之间的导线。所述第二通信线为图中CCU的S+引脚与连接端口的S+引脚之间的导线。

[0081] 当所述第一单刀双掷继电器KBC的开关闭合至第一端子(常闭端子)时，所述连接端口将待充电设备的充电需求信息通过第一通信线传输给所述充电控制器。所述第一通信线是在所述连接端口的通信端口和所述充电控制器的通信端口连接的导线，通过该导线能够传输待充电设备的充电需求信息。所述需求信息可以用于所述充电控制器调节所述电压控制器输出的电压。

[0082] 当所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至第二端子(常开端子)时，所述电池管理器BMS将所述电池的补能需求信息通过第二通信线传输给所述连接端口。所述第二通信线是在所述连接端口的通信端口和所述电池管理器的通信端口直接连接的导线，电池管理器将自身电池的补能需求信息，通过该导线能够传输充电小车的电池所需的补能信息给连接端口，再由连接端口将所述信息发送给充电机，以供充电机调节从中输出的补能电能的参数。

[0083] 当所述充电小车连接待充电车辆时，所述充电小车需要判断充电小车与待充电车辆是否连接成功。本申请可以用所述电池管理器进行判断。

[0084] 在一种实施方式中，所述电池管理器的内部电源U2串联两个电阻后接地，所述两个电阻之间设置有第二开关KB1，所述两个电阻之间的电压值根据所述第二开关的闭合和断开而发生改变，所述电压值用于充电小车判断所述连接端口是否与充电机连接。所述电池管理器的内部电源U2可以提供12V的电压。当所述第二开关断开时，所述两个电阻(R5和RB)之间的电压值为12V。当所述第二开关闭合时，所述两个电阻之间的电压值变为6V。因此，可以通过测量所述两个电阻之间的电压值，来判断所述充电小车是否与充电机连接成功。所述第二开关的开闭由与之对应的第二线圈上的电流控制。

[0085] 在一种实施方式中，所述电池正极与所述电压转换器正极之间还设有放电正继电器401，所述放正继电器并联有分流电路，所述分流电路上设有串联的预充继电器402和预充电阻403，当所述电路结构处于放电状态时，所述充电控制器控制所述预充继电器闭合，以通过所述预充电阻对流过所述放电正继电器的电流进行分流。

[0086] 放电正继电器通过控制电流的启动和终止，保护电池和系统安全，确保放电过程稳定、可靠。放电正继电器控制从电池向外部负载(如电动机、电子设备等)的电流输出；负责启动放电过程，让电流从电池正极流出。当需要放电时，放电正继电器闭合，允许电流从电池正极流向负载。它通常由电池管理系统(BMS)控制，根据系统需求(即是否对外充电)和电池状态决定是否闭合。因此，放电正继电器能够确保放电过程的启动和管理，使电池能够为负载提供所需的电能，并防止过大的电流输出，保护电池和电路避免过热或其他损害。

[0087] 为了保护电路，当所述电池开始放电时，充电控制器控制预充继电器闭合，防止所述放电正继电器粘连。在放电(对外充电)开始前，充电控制器控制预充继电器闭合，预充电阻会分流，以使放电正继电器通过一个较低的电压预充待充电车辆的电池，以平稳地引入充电电流，避免突如其来的高电流冲击待充电车辆的电池，从而延长待充电车辆的电池和充电小车的寿命，减少充电过程中的能量损失。预充继电器确保在连接充电小车和电动车电池之前，电容器或电池电压处于安全范围内，这避免了充电开始时由于电压差异引起的高电流冲击，从而保护电动车的电子元件和充电设备。预充电阻是一个用来限制预充电流的电阻，通常与预充继电器一起使用，以确保在预充电阶段电流的平稳过渡。预充继电器由充电小车的充电控制器管理。当充电开始准备好时，充电控制器会断开预充继电器，允许充电电流通过主电路进入电动车的电池系统。

[0088] 在充电线路中增设预充继电器和预充电阻，通过控制和平稳化充电过程中的电压和电流变化，保护了电动车和充电设备的安全和长寿命。这些技术不仅提升了充电效率，也增强了用户和设备的安全性。

[0089] 在一种实施方式中，所述电池管理器与所述电压转换器的输入正极和输入负极连接，用于进行放电粘连检测；所述第一开关包括充正继电器404，所述电池管理器连接至所述充正继电器与所述连接端口之间，用于对所述充电正继电器进行充电粘连检测。由于充电小车的电池为高压电池，因此，为防止一瞬间经过电路的电压过大，导致充电电路粘连，将预充继电器和预充电阻组合设置，并且将所述电池管理器和所述电压转换器连接，共同进行放电粘连检测。

[0090] 在一种实施方式中，所述电池管理器的电源正极引脚设有一个二极管405，所述二极管的负极与所述电池管理器的电源正极引脚相连，所述二极管的正极与所述第一开关的第二端子连接，所述二极管用于防止所述电池管理器的电源正极引脚的电流流向所述连接端口的电流。所述二极管单向导通，如果由正极流向负极的电流大于0.7V则会有电流从所述二极管流过。此处的二极管是为了控制电路上的电流单向流动，以免对电池管理器内部电源U2附近的两个电阻R5和RB之间的电压检测造成误导。至此，以上二极管部分可以设置为开路，但是考虑到当BMS自身整车电量不足或断开的情况下，BMS并没有连接供电电源，无法正常工作以至于无法进行补能过程，因此，BMS的电源正极引脚处还需要从连接端口的电源输出引脚获取电源，所以，在此设置一个二极管，即可以控制电流流动的方向，还为BMS供电提供了有效保障。

[0091] 所述二极管405与所述第二线圈串联后与所述连接端口的电源负极引脚相连，所述第二线圈用于通过流过的电流所产生的磁场控制所述第二开关的闭合和断开，以判断所述连接端口是否与待充电连接。

[0092] 所述第二线圈上并联有第三线圈，所述第二通信线上设置有第三开关KB2，所述第三线圈用于通过由流过的电流所产生的磁场控制所述第三开关是否连接至所述第二通信线的一端，当所述第三开关闭合至所述第二通信线的一端时，所述第二通信线在所述电池管理器与所述连接端口之间连通，以将所述电池的补能需求信息通过第二通信线传输给所述连接端口。在一种实施方式中，所述第三开关可以是单刀双掷开关，当所述第三线圈上产生的磁场使得第三开关闭合时，所述第二通信线导通，当所述第三线圈未受到第三线圈产生的磁场的影响时，所述第一通信线导通。当所述连接端口通过第一单刀双掷继电器与所述电池管理器连接时，所述第三线圈上有电流通过。

[0093] 在一种实施方式中，所述第一单刀双掷继电器KBC的线圈406一端接地，另一端与所述充电控制器的电源正极引脚相连，当所述连接端口返回的电路结构状态为放电状态时，所述充电控制器的内部电源U1产生电流，以使所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至与所述第一端子(常开端子)。当所述连接端口检测到充电小车连接的设备为待充电车辆时，所述充电控制器的电源引脚输出电流，所述电流经过所述第一单刀双掷继电器附近对应的线圈，所述线圈周围产生磁场控制所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至所述第一端子。相应的，当所述连接端口检测到充电小车来连接的设备为充电机时，所述第一单刀双掷继电器的开关闭合至所述第二端子(常闭端子)，所述单刀双掷继电器与所述电池管理器的电源正极引脚连接，此时，所述连接端口上的电流通过第二线圈和第三线圈，以控制所述第二开关KB1和第三开关KB2的闭合。

[0094] 在一种实施方式中，在所述充电电路中，所述电压转换器与所述连接端口之间设置有放电输出继电器，所述电池与所述电压转换器之间还设置有放电负继电器409，所述电池与所述连接端口之间还设有充电负继电器410；所述放电负继电器、所述充电负继电器与所述电池管理器电连接；当所述连接端口返回补能状态时，所述电池管理器控制所述充电正继电器和所述充电负继电器闭合，以使所述补能电路导通而执行补能任务；当所述连接端口返回放电状态时，所述电池管理器控制所述放电正继电器和放电负继电器闭合，所述充电控制器控制放电输出继电器闭合，以使所述充电电路导通而执行为待充电车辆的充电任务。

[0095] 放电输出继电器可以包括放电正输出继电器407和放电负输出继电器408，用于充电电路的绝缘检测。为保证充电过程的安全性、保护设备、确保充电设施合规，在充电开始前和过程中需要对充电系统进行绝缘监测。绝缘检测的常见方法有两种：直流泄漏测试和交流阻抗测试。本申请施例中以直流电为例，在此采用第一种方法，即直流泄漏测试法：通过在充电电路中施加一个小的测试电压(低于工作电压)，测量流过绝缘材料的泄漏电流，从而计算出绝缘电阻。具体地，预充电阶段检测：在充电启动前，充电小车会对电动汽车和自身的绝缘状态进行初步检测。如果检测到绝缘电阻低于设定阈值，则拒绝启动充电过程。充电过程中监控：在充电过程中，充电小车还会持续监控绝缘状态。如果检测到绝缘电阻下降到危险水平，会立即停止充电并发出警报。此处引入输出正继电器和输出负继电器即为了测绝缘。输出正继电器和输出负继电器分别断开并获得两次电压值，通过电压差，计算测得绝缘电阻值。

[0096] 所述充电负继电器410和放电负继电器409由所述电池管理器提供的电流来控制其开闭。所述充电负继电器与所述充电正继电器共同控制所述补能电路的导通和断开。所述放电正继电器和所述放电负继电器共同控制所述充电电路的导通和断开。

[0097] 当所述连接端口返回的状态为对自身补能时，所述电池管理器控制所述补能电路导通，以为电池补能。当所述连接端口返回的状态为对待充电车辆充电时，所述电池管理器控制充电电路导通，以为所述待充电车辆进行充电。

[0098] 在一种实施方式中，所述充电电路还包括加热继电器411；所述加热继电器的开关两端分别与所述电池的正负极相连，以与所述电池内部的加热膜串联；所述加热继电器的线圈通过所述电池管理器控制，当所述加热继电器的开关闭合时，所述加热继电器利用所述电池输出的电流产生热量，为所述充电电路加热。

[0099] 加热继电器是一种用于控制高压电池加热系统的电气设备，加热继电器可以实现温度控制和过热保护的作用。当需要加热时，所述加热继电器闭合，产生热量。当温度达到设定值时，加热继电器断开，停止加热。加热继电器还具备过热保护功能。当加热系统异常升温或温度超过安全范围时，继电器会自动断开电路，以避免过热引发安全问题。

[0100] 在本申请实施例中，所述加热继电器的开关端和加热膜是串联的。当电池管理系统控制加热继电器线圈端存在12V的电势差时，即可控制加热继电器开关端吸合，使电流通过加热膜从而产生热量。加热膜一般是集成在高压电池内部的结构，可能还包括PTC、石墨烯等加热材料，具体由电池厂商决定。在天气严寒时(0℃以下时，磷酸铁锂等类型电池放电能力很弱)，所述电池管理器通过控制加热继电器吸合，使电池放出小电流进行自加热，当温度满足要求时，会断继电器。

[0101] 在一种实施方式中，所述充电电路还包括第一分流器；所述第一分流器设置在所述输出负继电器与所述连接端口的负极之间；当所述第一分流器上有电流流过时，利用所述电流产生的电压降测量所述电压转换器流出的电流。具体地，可以测量电流大小、方向、电压等实时监控信息。

[0102] 分流器是一种用于测量电流的电气元件，通常用于在需要准确测量大电流的情况下。它通过产生一个与通过它的电流成比例的微小电压降来实现这一功能。分流器广泛应用于电流计、电源设备、直流电动机控制和电池管理系统等场景。

[0103] 分流器的基本原理是根据欧姆定律(V＝I*R)，即通过已知电阻(R)的电压降(V)来计算电流(I)。分流器通常由低电阻值、高精度的电阻材料制成，当电流流经分流器时，会产生一个非常小的电压降。这个电压降可以被测量并转换为电流值。

[0104] 分流器一般有以下几个主要组成部分：

[0105] 电阻体：核心组件，通常由锰铜、康铜或镍铬合金等稳定性高且温度系数小的材料制成。

[0106] 端子：用于连接电路的输入输出端子，确保电流通过分流器。

[0107] 支架或底座：有些分流器会配有安装支架或底座，以便固定在设备或面板上。

[0108] 分流器具有高精度、宽量程、低功耗、简单可靠等优点。由于分流器电阻值极低且稳定，可以精确测量大电流；适用于从几毫安到几千安的大范围电流测量；由于电阻值小，分流器自身消耗的功率很低；结构简单，无活动部件，可靠性高。因此，在本申请第一实施例中采用分流器可以实现对放电电流的统计分析，以为运营侧提供可靠的数据和建议。

[0109] 第一分流器的两端可以分别连接充电控制器和电表，两者同时采集电流信息，此外，电表会通过485通讯线与充电控制器连接，实时向充电控制器传送电压、电流、电量等信息。

[0110] 在一种实施方式中，所述充电电路还包括预充继电器和预充电阻，所述预充继电器与所述预充电阻串联，作为整体与所述放电正继电器并联；

[0111] 当所述高压电池开始放电时，所述预充继电器闭合，以通过所述预充电阻对流过所述放电正继电器的电流进行分流。

[0112] 为了保护电路，当所述高压电池开始放电时，充电控制器控制预充继电器闭合，防止所述放电正继电器粘连。在放电开始前，充电控制器控制预充继电器闭合，预充电阻会分流，以使放电正继电器通过一个较低的电压预充电动车的电容器或电池，以平稳地引入充电电流，避免突如其来的高电流冲击电池，从而延长电池和充电桩的寿命，减少充电过程中的能量损失。预充继电器确保在连接充电小车和电动车电池之前，电容器或电池电压处于安全范围内，这避免了充电开始时由于电压差异引起的高电流冲击，从而保护电动车的电子元件和充电设备。预充电阻是一个用来限制预充电流的电阻，通常与预充继电器一起使用，以确保在预充电阶段电流的平稳过渡。预充继电器由充电小车的充电控制器管理。当充电开始准备好时，充电控制器会断开预充继电器，允许充电电流通过主电路进入电动车的电池系统。

[0113] 在充电线路中增设预充继电器和预充电阻，通过控制和平稳化充电过程中的电压和电流变化，保护了电动车和充电设备的安全和长寿命。这些技术不仅提升了充电效率，也增强了用户和设备的安全性，是现代电动车充电技术中不可或缺的组成部分。

[0114] 在一种实施方式中，所述高压电池的正极通过正极输出线分别与所述充电电路的正极和所述充电线路的正极并联，所述正极输出线上连接有熔断器；当所述熔断器上流过的电流超过阈值时，所述熔断器被熔断，所述正极输出线上的电路断开。

[0115] 熔断器主要用于保护高压电池系统免受过流的影响。高压电池正极的熔断器主要作用是在电池系统中的电流超出设定范围时切断电流。这可以防止电池因异常高电流而受损，例如电池短路或其他电路故障导致的过载情况。在电池系统中，特别是涉及高能量密度的锂离子电池时，正极熔断器可以有效减少因电路故障或操作错误导致的火灾风险。一旦电流超过安全水平，熔断器迅速切断电路，防止进一步的损害或危险。熔断器通常设计为可重置或更换的部件，这样在发生问题时，可以相对容易地修复或替换。这有助于维护高压电池系统的可靠性和长期性能。在实际应用中，正极熔断器的额定参数需要根据电池系统的电流特性和操作条件来选择。通常，它们能够承受高电压和瞬时高电流，确保在正常操作和异常情况下均能可靠工作。熔断器必须能够快速响应异常电流，避免造成不可逆的损坏或危险。因此，设计上需要考虑到响应时间的快速性和可靠性。

[0116] 在该实施方式中，高压电池系统中的熔断器确保了系统的可靠性、安全性和持久性。

[0117] 相应的，在连接端口附近也可以连接一个熔断器，以确保充电过程中连接端口的安全性。

[0118] 在一种实施方式中，所述高压电池的负极通过负极输出线分别与所述充电电路的负极和所述充电线路的负极并联，所述负极输出线上连接有第二分流器，所述第二分流器测量所述高压电池输出的电流，以准确地监测和提供高压电池的电池状态。

[0119] 在电池管理系统中，分流器帮助监控和管理电池的性能和安全性。具体地原理可以参看前述对分流器的介绍，此处指简单描述第二分流器的特定作用。

[0120] 通过精确的电流测量，第二分流器可以帮助监控电池的充电和放电过程，确保其在安全的操作范围内运行。如果检测到异常电流，例如过电流或短路情况，电池管理系统可以及时采取保护措施，如断开电路或发出警报。第二分流器提供的数据对于电池管理系统进行能量计量(即库仑计数)非常重要。通过精确的电流测量，BMS可以更好地估算电池的荷电状态(State of Charge,SoC)和健康状态(State of Health,SoH)，从而优化电池的使用和寿命。

[0121] 可见，高压电池负极上的第二分流器是电池管理系统中的关键组件，它提供精确的电流测量，帮助监控电池的状态和性能，确保安全和优化使用。通过实时监控和反馈，分流器为电池系统的稳定运行和长寿命提供了重要支持。

[0122] 本申请实施例提供的充电小车的电路结构通过连接端口与补能控制器和充电控制器之间的通信，将所述状态传输给补能控制器和充电控制器，使得两者控制相应的电路，以实现充电小车的补能或者放电。在该方案中，只采用了一连接端口，它可以与不同类型外部设备的连接，并且能够自主判断补能或者放电的状态，操作更加方便；同时将现有技术中的两个接口分别负责充放电的结构集成在了一个连接端口中，充电小车电路的明显得到简化，节省生产成本。

[0123] 第二实施例

[0124] 本申请第二实施例在本申请第二实施例的基础上，进一步对电路结构进行详细说明，相关部分可以参考第二实施例的内容。

[0125] 当所述连接端口202与充电机连接进行补能时，所述连接端口202处电压为补能电压，所述补能电压用于判定所述连接端口202处于补能状态，当所述连接端口202与待充电设备连接进行放电时，所述连接端口202处的电压为放电电压，所述放电电压用于判定所述连接端口处于放电状态。

[0126] 所述电池管理器用于通过所述第一通信线从所述连接端口获得所述连接端口202返回的补能状态，以使所述电池管理器控制为电池补能；所述充电控制器用于通过所述第二通信线从所述连接端口获得所述连接端口返回的放电状态，以使充电控制器控制为待充电设备充电。

[0127] 在一种实施例中，连接端口202是枪体。在以下说明书的内容中，枪体和连接端口指代的意义相同。电池管理器是用于管理充电小车的补能的控制器，也可以称之为BMS(电池管理系统)，其主要作用包括控制和管理充电小车的电池以及与电池相关的通信线路和电路。充电控制器是用于充电小车对外放电的控制器，也可以称之为CCU(充电控制器)，其主要作用包括控制与放电相关的通信线路和电路。如图1所示，所述枪体中的引脚与所述补能管理器和所述充电控制器相连。所述第一通信线一般可以是所述电池管理器上的整车CAN线(图3中可以看到)。所述第二通信线可以为所述连接端口的检测引脚CC1与所述充电控制器的检测引脚CC1之间的导线。第一通信线和第二通信线用于将连接端口获得的状态信息分别传输给电池管理器和充电控制器。

[0128] 在一种实施例中，连接端口可以用于与充电机连接，如充电桩。连接端口还可以用于与外部待充电设备连接，如待充电新能源汽车。当连接端口与充电机连接时，即将连接端口(枪体)插在充电桩的充电插座上时，表示用户欲进行为充电小车的补能操作，但充电小车还不知道此时用户要进行补能操作，因此，需要一种判定方法，实现连接端口与充电桩的充电插座连接时，充电小车可以自行识别当前操作，进而控制内部的线路。通常，连接端口在连接充电桩的插座或者待充电车辆的插座时，连接端口与插座之间产生的电压是不同的，因此，可以从连接端口处测得连接时的电压，以实现判断此时连接端口为补能状态或是放电状态。在一种实施方式中，采用补能电压相关的判定方法可以较好的实现上述目的。当连接端口当连接端口与充电桩的充电插座连接时，两者连接处会产生补能电压，该电压的数值可以用于判定此时连接端口所处的操作状态，即是否为补能状态。当连接端口与待充电设备的充电接口相连接时，表明用户欲进行为待充电新能源汽车充电的操作，该过程即为充电小车的放电过程。因此，在一种实施方式中，采用放电电压相关的判定方法可以较好的实现连接端口判定用户是否进行放电过程。当连接端口与待充电新能源车辆的充电接口连接时，两者连接处会产生放电电压，该电压的数值可以用于判定此时连接端口所处的操作状态，即是否为放电状态。

[0129] 根据上述描述可知，连接端口可以获得补能状态或放电状态，进而电池管理器可以通过第一通信线从连接端口处获得补能状态，以使电池管理器控制补能相关电路，实现为电池的补能；相应地，充电控制器通过第二通信线从连接端口处获得此时为放电状态，以使充电控制器控制相关电路进行放电任务。

[0130] 上述对充电控制器、电池管理器以及连接端口之间地数据传输过程，以下在上述基础之上，对三者之间的连接线路进行说明。

[0131] 所述充电控制器的电源引脚32通过第一继电器104与所述连接端口的电源引脚12相连，所述第一继电器104为单刀双掷继电器。

[0132] 所述充电控制器的电源引脚A+可以由充电控制器控制电流从此处输出。所述连接端口的电源引脚A+可以由连接状态控制电流从此处输出。

[0133] 继电器是一种电气控制器件，当输入量(如电压、电流、温度等)达到一定值时，继电器会产生预定的动作，从而实现电路的接通或断开。继电器通常用于自动控制系统中，以实现自动化操作和保护功能。继电器的基本结构主要包括：线圈：通过通电产生磁场，引起继电器动作；铁芯：导磁材料，使磁场集中并增强磁力；衔铁：可动部分，在磁力作用下移动，触发开关动作；触点：开关部分，通过衔铁移动实现电路的接通或断开。继电器的主要分类包括：电磁继电器、固态继电器、热继电器、时间继电器、电流继电器等。

[0134] 单刀双掷继电器就是一种常见的电磁继电器，与普通继电器不同的是，单刀双掷继电器具有一个公共端，一个常开触点和一个常闭触点。公共端是继电器的输入端，当继电器动作时，公共端端子会连接到常开触点或常闭触点端子。在继电器线圈未通电状态下，常开触点端子是断开的。当线圈通电时，公共端与常开触点端子接通。在继电器线圈未通电状态下，常闭触点端子是接通的。当线圈通电时，公共端与常闭触点端子断开。单刀双掷继电器用于控制电路中，可以实现电源切换、控制电路以及信号切换。在本申请第二实施例中，单刀双掷继电器主要用于控制电路。

[0135] 充电控制器的电源引脚A+通过单刀双掷继电器KBC与连接端口的电源引脚A+相连接。第一继电器KBC中包括公共端、常闭触点和常开触点。其中，远离线圈的触点为常闭触点，靠近线圈的触点为常开触点。可以理解为，在默认状态或初始状态下，第一继电器KBC始终与常闭触点端子相连接。当第一继电器KBC的公共端与常开触点端子相连接时，充电控制器的电源引脚会与连接端口的电源引脚导通。当连接端口与外部连接时，产生电压，会有电流从连接端口的电源引脚A+处流出。

[0136] 所述第一继电器KBC的线圈一端接地，另一端与所述充电控制器的电源引脚A+连接，所述第一继电器的公共端与所述连接端口的电源引脚A+相连。第一继电器KBC的线圈两端分别于接地线和充电控制器的电源引脚A+相连接。如果充电控制器的电源引脚A+上有电源输出，则电流会流过第一继电器KBC的线圈，从而使第一继电器KBC的线圈吸合开关闭合至常开触点端子。

[0137] 当所述第一继电器的开关闭合至常闭端时，所述第一继电器与所述电池管理器的电源引脚相连。当第一继电器KBC的开关闭合至常闭触点端子时，连接端口通过第一继电器和电池管理器的电源引脚A+相连。

[0138] 当所述第一继电器的开关闭合至常开端时，所述第一继电器与所述充电控制器的电源引脚相连。当第一继电器KBC的开关端闭合至常开触点端子时，连接端口通过第一继电器和充电控制器的电源引脚A+导通。

[0139] 由此可见，此处第一继电器KBC可以控制连接端口的电源引脚的连接对象，即可以选择将连接端口的电源引脚与电池管理器的电源引脚和充电控制器的电源引脚中的一个导通，形成回路。第一继电器的设计为连接端口的功能切换提供了有力的基础支持。

[0140] 所述充电控制器用于根据所述放电状态，控制所述第一继电器的闭合方向。除放电状态之外，充电控制器还可以接收到补能状态。当充电控制器通过第二通信线获取判定结果(放电状态或补能状态)后，根据补能状态或者放电状态控制第一继电器的开关闭合方向。如果获得的判定结果为补能状态，则第一继电器处于默认状态，准备进行补能过程。如果判定结果为放电状态，则充电控制器的电源引脚上有输出电源，输出的电流作用于第一继电器的线圈，使得第一继电器的开关闭合方向改变，第一继电器公共端连接至常开触点端子，与充电控制器的电源引脚导通，准备进行放电过程。

[0141] 所述的充电小车的控制电路，还包括第二继电器；所述电池管理器的信号传输引脚通过所述第二继电器与所述连接端口的信号传输引脚形成信号传输回路。第二继电器KB2一端与电池管理器的信号传输引脚S+相连，另一端与连接端口的信号传输引脚S+相连，形成的信号传输回路可以用于传输电池管理器相关的充电需求参数，例如充电所需的电压值、电量值、电池状态等，以此使得充电枪可以接收到所述参数，进而与外部设备进行通信，选择合适的补能方式。

[0142] 所述电池管理器的电源引脚A+与所述连接端口的电源引脚A+连接；

[0143] 所述电池管理器的检测引脚A+通过与第三继电器KB1开关端串联接地；

[0144] 当所述连接端口与所述充电机进行连接时，所述第三继电器KB1闭合，所述电池管理器的检测引脚处存在电压变化，以供所述电池管理器判定所述连接端口是否与充电机连接。

[0145] 所述电池管理器的检测引脚的另一端连通到所述电池管理器内部的电压。在一种实施方式中，由于电池管理器内部有12V电压，因此，在连接端口不连接任何设备时，电池管理器检测引脚CC2处测得的电压为12V。如果连接端口与外部电压进行连接，第三继电器KB1的线圈上会通过电流，该电流会使得第三继电器KB1的开关端闭合。如此，电池管理器的检测引脚处可以形成完整回路。此时，由于第三继电器KB1的电路上增设了电阻RB，因此，所述检测引脚CC2处测得的电压从12V变为6V。换而言之，当连接端口检测到补能状态时，连接端口的电源引脚有电压输出，此时第三继电器KB1的线圈通过电流使开关闭合，进而使得第三继电器开关所在的线路导通，此时测得的检测引脚CC2处的电压为6V，即，此处的电压从12V变为6V，可以确定连接端口与外部以及连接完成。值得说明的是，理论上，第三继电器的线路设计可以取消，因为在连接端口的检测引脚处的放电状态和补能状态中已经包含了连接端口与设备的连接状态(是否连接)，因此，可以直接利用连接端口的检测引脚处的电压变化，即可获得此处连接端口与外部设备连接的状态以及即将进行的补能或者放电状态。

[0146] 所述电池管理器的电源正极引脚输出线上设置有二极管，所述第二继电器和所述第三继电器并联后与所述二极管串联，且通过所述第一继电器与所述连接端口的电源引脚相连。二极管的单向导通的，为电路的保护提供了基础。此处的二极管是为了控制电路上的电流单向流动，以免对电压的检测造成误导。

[0147] 所述电池管理器的电源引脚A+通过所述第二继电器KB2的线圈和所述第三继电器KB1的线圈形成回路。

[0148] 所述连接端口的信号传输引脚S+通过所述第二继电器KB2的开关端串联至所述电池管理器的信号传输引脚S+。

[0149] 所述连接端口的检测引脚CC1通过串联电阻接地；

[0150] 其中，所述电阻与接地线之间设有常闭开关S，所述常闭开关用于使所述连接端口的检测引脚CC1判断当前为放电状态或者补能状态。当外部设备与连接端口连接的过程中，会经历两个状态：半连接状态、连接完成状态。在两个不同的状态下，连接端口处的电压有所不同。

[0151] 其中，所述连接端口与充电机连接初始瞬间，所述常闭开关S断开，所述补能电压为第一电压值；所述连接端口与充电机连接完成，所述常闭开关闭合，此时所述电阻接入电路，所述补能电压为第二电压值；所述连接端口与待充电设备连接初始瞬间，所述常闭开关断开，所述放电电压为第三电压值；所述连接端口与待充电设备连接完成，所述常闭开关闭合，此时所述电阻接入电路，所述放电电压为第四电压值。

[0152] 所述连接端口通过补能电压从第一电压值变化为第二电压值，判定处于补能状态；所述连接端口通过放电电压从第三电压值变化为第四电压值，判定处于放电状态。在一种实施方式中，上述的第一电压值为2.55V，第二电压值为2.1V；第三电压值为6V，第四电压值为4V。需要说明的是，上述电压值只是本申请实施例中的较优值，并非固定唯一的。由于本申请第二实施例中的连接端口需要同时满足充电和补能的需求，因此，采用不同的电压值对所处状态进行判断。理论上，在第三电压值和第四电压值普遍分别为6V和4V的情况下，将第一电压值的第二电压值设置为不等于6V或4V即可。

[0153] 在一种实施方式中，所述第二继电器为单刀双掷继电器。第二继电器KB2中，靠近线圈的触点为常开触点(常开端)，远离线圈的触点为常闭触点(常闭端)。

[0154] 当所述第二继电器KB2的开关闭合至常闭端时，所述充电控制器的信号传输引脚通过所述第二继电器与所述连接端口的信号传输引脚相连接，以使所述充电控制器获得充电需求信息；

[0155] 当所述第二继电器KB2的开关闭合至常开端时，所述电池管理器的信号传输引脚通过所述第二继电器与所述连接端口的信号传输引脚相连，以时所述电池管理器获得补能需求信息。

[0156] 本申请第二实施例提供的充电小车的控制电路首先通过连接端口测量和判断所处的状态，然后通过连接端口与电池管理器和充电控制器之间的通信，将所述状态传输给电池管理器和充电控制器，使得两者控制相应的电路，以实现充电小车的补能或者放电。在该方案中，只采用了一个连接端口，它可以与不同类型外部设备的连接，并且能够自主判断补能或者放电的状态，因此，无需人为选择接口，在操作上更加方便；同时将现有技术中的两个接口分别负责充放电的结构集成在了一个连接端口中，充电小车电路的明显得到简化，节省生产成本。

[0157] 第三实施例

[0158] 本申请第三实施例提供一种电路的控制方法。所述电路的控制方法与前述第一和第二实施例中的电路结构相对应，因此，以下说明仅仅是示意性的，相关部分请参看前述内容。

[0159] 本申请第三实施例提供的电路的控制方法，应用于第一和第二实施例中的任一电路结构，包括步骤S101和步骤S102。

[0160] 步骤S101，当连接端口与外部电源连接时，所述连接端口的检测引脚获得补能电压，并根据所述补能电压判定所述连接端口处于补能状态，将所述补能状态信息通过第一通信总线发送给电池管理器，以使所述电池管理器执行补能过程。本步骤用于实现为充电小车自身补能的目的。本步骤获取连接端口此时的连接状态和需要切换的功能，当获取的为补能状态时，对控制相应的补能电路导通，利用外部设备为充电小车补能。

[0161] 步骤S102，当连接端口与待充电设备连接时，所述连接端口的检测引脚获得放电电压，并根据所述放电电压判定所述连接端口处于放电状态，将所述放电状态信息通过第二通信总线发送给充电控制器，以使所述充电控制器执行充电过程。本步骤用于实现为外部设备充电的目的。将自身存储的电能输送给外部待充电设备，以实现自身放电。

[0162] 本申请第三实施例提供的电路的控制方法通过连接端口测量电压，并根据电压判断此时所处的补能或者放电状态，电池管理器和充电控制器获取连接端口返回的判断结果后，据此控制电路，以实现补能过程或者放电过程。采用该方案的电路控制方法可以高效的实现一个连接端口进行充放电的判断和执行。

[0163] 第四实施例

[0164] 本申请第四实施例提供一种充电小车，由于本申请第四实施例的充电小车是在前述电路结构和控制方法的基础上实现的，因此，以下对充电小车的描述仅仅是示意性的，相关内容请参看第一、第二以及第三实施例中电路结构和控制方法部分。

[0165] 请参看图6，图6为本申请实施例提供的充电小车的外部结构示意图。本申请第四实施例提供一种充电小车600，包括枪体601、驱动轮602、把手603。所述驱动轮由电机带动，以驱动充电车的行进；所述把手可以提供方向控制和速度控制的交互条件，通过对把手的操控(如按下按钮、旋转把手、调整朝向等)可以实现对充电车的行进状态的控制。

[0166] 本申请第四实施例提供的充电小车是基于前述电路结构设计的，并且结合前述电路的控制方法来控制的。因此，本申请第四实施例提供的充电小车可以实现通过一个枪体进行充、放电的功能，打破了现有技术中只能一个接口充电、另一个接口放电的局限性，从根本上节约了充电小车的生产成本。

[0167] 本申请虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本申请，任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

[0168] 在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

[0169] 内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

[0170] 1、计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD‑ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

[0171] 2、本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。