2 电子锁设计目标分析
2.1功能需求分析
首先,针对充电枪电子锁的功能需求来分析,并以此确认设计充电枪电子锁需要考虑哪些因素。
1)满足法规要求法规对锁止装置的要求为,当交流充电电流大于16A时:①充电过程中车辆接口具有锁止功能,防止充电过程中的意外断开;②未可靠锁止时,供电设备或电动汽车应停止充电或不启动充电。
2)满足用户的使用需求考虑充电线缆防盗和充电过程不被意外打断:①用户离车后,无论车辆是否处于充电中,充电线缆与车辆的连接应不可被断开;②用户在需要使用车辆时,不论车辆在充电中或未充电,可以通过人为操作进行解锁充电枪电子锁,从而使充电线缆和车辆进行分离。
2.2设计目标分析
综合考虑法规需求及使用需求所述,充电线已连接的情况下,共有以下几点要求:①充电中,该装置应锁止;②人员离车时,该装置应锁止;③未锁止时,不得开始充电(此项为充电必要条件,锁止装置被其需求)。
分析充电线缆与车辆已连接状态下,充电状态和人员离车状态对该装置的需求,结果见表1。
进一步分析表1中④人员未离车且车辆处于非充电状态,此时可能发生的情景:①用户要断开充电缆与车辆,改变计划不再充电。②在充电线缆与车辆已经连接的情况下,用户将充电线缆另一端与供电端连接,并确认车辆已开始充电。③在充电线缆与供电端已连接前提下,用户连接了充电线缆与车辆,并确认车辆已开始充电。④用户设置了预约充电,将充电线缆另一端与供电端连接,确认充电线缆已连接好且未开始充电,等待到达预约时间后开始充电。
我们针对以上可能发生的情景,进行以下分析。
情景①:装置锁止,如果用户需要使用车辆,那么此装置应可被解锁,并断开充电线缆。因此,需设计人工解锁方式(增加室内解锁开关、拉锁等)。
情景②:在充电线缆与供电端连接时,装置应处于锁止状态,否则无法即刻开始充电。
情景③:充电线缆与车辆连接时,装置应立即锁止,否则无法即刻开始充电。
情景④:如果车辆具备预约充电功能,那么当充电线缆与车辆连接时,装置应锁止,否则计时到达后无法开始充电。
为满足上述4项需求,系统应具备以下功能:①具备人为主动解锁方式,如解锁开关、拉锁;②充电线缆与车辆连接时,该装置应立即锁止。
因此,无论人员是否离开车辆,是否处于充电中,充电线缆与车辆连接时应立即锁止。在装置锁止状态下,可以通过解锁开关、拉锁等方式解开锁止,拔出充电线缆。
2.3逻辑闭环
设计中出现了装置的解锁功能,此时应考虑,当装置被解锁后如何再次闭锁?如果车辆使用人员忘记已经解锁了该装置便离开车辆,该如何保障不被其它人断开?
人员离开车辆的客观判定条件为:整车电源置于OFF挡时,闭锁整车,闭锁整车的操作是主要判定条件。
故此逻辑应包括:如果该装置解锁状态时有整车闭锁操作,则同时闭锁该装置。另外,考虑用户如果短时间内未离开车辆,但也没有拔掉充电枪,则应设计其自动再闭锁,即当该装置处于解锁状态下的时间超过2 min,而用户未进行拔掉充电枪的操作则该装置应自动再闭锁。
2.4用户便捷性考虑
基于使用习惯,考虑到用户使用的便捷性,假找用户在充满电后(或未充满)需要去行驶车辆,那么前提就要将充电线进行解锁后拔出,如果还是按照解锁整车、打开车门、按压车内电子锁开关这样的顺序去操作,用户会觉得繁琐。因此,可以在遥控钥匙上设计一个充电枪电子锁解锁按钮,让用户在靠近整车时,即可打开电子锁,从而方便快捷地拔掉充电枪。
同时为了考虑到用户意外按压到电子锁解锁按钮,导致充电终止,遥控钥匙上的电子锁解锁按钮需要设计成可识别用户主动操作的方式,比如:长按解锁开关或连续按压2次解锁开关等方式,这样可以防止用户在无意识情况下解锁充电枪。
启辰晨风的电动汽车遥控钥匙即有此设计方案如图3所示。
总结以上内容,该装置的功能设计目标如下。
1)装置的闭锁:①充电线缆与车辆连接时,该装置应立即锁止;②充电线缆与车辆连接且装置处于解锁状态,当有闭锁整车操作时,同时锁止该装置;③充电线缆与车辆连接且装置处于解锁状态,计时超过2 min,则自动锁止该装置。
2)装置的解锁:①充电线缆与车辆连接且装置处于锁止状态时,可通过车内的开关或拉索解锁该装置;②充电线缆与车辆连接且装置处于锁止状态时,可通过遥控钥匙解锁该装置。