基于多规转接头与卡扣组装的充电方法及系统与流程

本发明涉及充电，尤其涉及基于多规转接头与卡扣组装的充电方法及系统。

背景技术：

1、在充电技术领域，多规转接头被广泛用于适配不同品牌与规格的电子设备，其内部集成了多种充电协议的支持能力。现有常规做法通常分为两类：一类是依赖充电设备与转接头之间的电气握手信号，在连接建立后由双方通过通讯协议自动协商确定充电参数；另一类则是在转接头或线缆上设置物理识别元件，如特定阻值的电阻或编码引脚，通过读取该元件的状态来推断所支持的充电规格。这两种方式均以电气信号作为协议匹配的唯一依据，转接头与充电线缆或待充电设备之间的机械连接状态并未被纳入协议识别的考量范围，机械连接是否稳固、锁止结构是否到位，通常仅被作为简单的通断判断条件，而不参与协议选择逻辑的触发与决策。

2、常规做法所存在的缺陷之一在于，电气握手与协议协商过程完全依赖触点之间的接触质量，当转接头与设备之间的机械连接处于半插入或未完全锁止状态时，触点可能仍能形成微弱导通，此时系统无法区分该状态与可靠连接状态之间的差异，导致协议协商在接触不良的背景下启动，容易引发误匹配或协商失败，充电过程可能以错误的电压或电流参数启动，对设备电池或充电电路造成潜在损害。

3、另一个缺陷在于，现有的协议识别机制在每次连接建立时都需要重新执行完整的电气探测与协商流程，即使转接头规格类型并未发生变化，只要电气连接发生过中断或重新接通，系统便会重复进行协议探测与匹配计算，不仅增加了充电启动的等待时间，也使得在多规格转接头频繁更换使用场景下的充电响应速度受限于信号处理与协议枚举的耗时，无法依据机械状态的确定性变化来简化识别过程，影响了用户的实际充电体验与系统的智能响应水平。

技术实现思路

1、本发明实施例提供基于多规转接头与卡扣组装的充电方法及系统，能够解决现有技术中的问题。

2、本发明实施例的第一方面，提供基于多规转接头与卡扣组装的充电方法，包括：

3、检测卡扣从未锁定状态转变为锁定状态，生成组装完成信号；

4、响应于组装完成信号，向多规转接头触点施加脉冲探测信号，采集反射波形的幅值特征与相位特征，将幅值特征与相位特征与预存阻抗指纹库进行匹配，输出转接头规格类型标识；

5、根据转接头规格类型标识查询对应的候选充电协议集合，基于候选充电协议集合构建充电协议决策树；

6、沿充电协议决策树向待充电设备发送协议探测帧，接收响应帧并解析协议支持标识，根据协议支持标识剪除不支持分支，重复执行直至决策树仅剩单一叶节点，输出对应的目标充电协议；

7、读取目标充电协议对应的充电参数并加载至充电输出端口，同步监测待充电设备的端口电压与端口电流，当端口电压或端口电流的变化率超过预设安全阈值时，停止加载并恢复至加载前状态，返回执行协议探测帧发送步骤；

8、当端口电压与端口电流的变化率均未超过预设安全阈值时，完成充电参数加载并启动充电。

9、响应于组装完成信号，向多规转接头触点施加脉冲探测信号，采集反射波形的幅值特征与相位特征，将幅值特征与相位特征与预存阻抗指纹库进行匹配，输出转接头规格类型标识包括：

10、响应于组装完成信号，生成脉冲宽度随时间递减的脉冲探测信号，依次向多规转接头触点施加脉冲探测信号；

11、采集多规转接头触点返回的反射波形，提取反射波形的幅值衰减系数作为幅值特征，提取反射波形的相位偏移量作为相位特征，基于幅值特征构建幅值衰减曲线，基于相位特征构建相位偏移曲线；

12、计算幅值衰减曲线的曲率作为幅值曲率特征，计算相位偏移曲线的曲率作为相位曲率特征，将幅值曲率特征与相位曲率特征组合构成当前阻抗指纹；

13、将当前阻抗指纹中的幅值曲率特征与预存阻抗指纹库中各转接头规格类型的标准幅值曲率特征进行曲线形状匹配，将当前阻抗指纹中的相位曲率特征与预存阻抗指纹库中各转接头规格类型的标准相位曲率特征进行曲线形状匹配，计算形状相似度，选取形状相似度最高的转接头规格类型，输出转接头规格类型标识。

14、根据转接头规格类型标识查询对应的候选充电协议集合，基于候选充电协议集合构建充电协议决策树包括：

15、根据转接头规格类型标识从规格协议映射表中查询初始充电协议集合；

16、获取电池温度与电池荷电状态，根据电池温度与电池荷电状态从电池安全协议库中提取安全充电协议集合，将初始充电协议集合与安全充电协议集合交集运算得到候选充电协议集合；

17、提取候选充电协议集合中各充电协议的电压调制波形特征与通信时序特征，当候选充电协议集合中任意两个充电协议之间的波形干扰度超过预设波形干扰阈值或时序冲突度超过预设时序冲突阈值时，将两个充电协议标记为互斥协议对，基于互斥协议对构建协议互斥矩阵；

18、根据协议互斥矩阵将候选充电协议集合中的充电协议划分为多个协议分支组，对每个协议分支组内的充电协议按历史握手成功率排序形成协议测试链，将各协议测试链作为并行分支构建充电协议决策树。

19、沿充电协议决策树向待充电设备发送协议探测帧，接收响应帧并解析协议支持标识，根据协议支持标识剪除不支持分支，重复执行直至决策树仅剩单一叶节点，输出对应的目标充电协议包括：

20、从充电协议决策树的根节点获取多个并行分支，提取各并行分支中协议测试链的首位充电协议构建并行探测序列，按照各充电协议的通信时序特征设置发送时间偏移量，根据发送时间偏移量错时向待充电设备发送并行探测序列中各充电协议对应的协议探测帧；

21、接收待充电设备返回的响应帧，解析响应帧中的协议支持标识与握手时延，当协议支持标识指示待充电设备支持充电协议时，记录充电协议的握手时延并保留充电协议所在的分支，当协议支持标识指示待充电设备不支持充电协议时，剪除充电协议所在的不支持分支；

22、判断充电协议决策树中剩余分支数量，当剩余分支数量为多个分支时从各剩余分支中协议测试链的下一位充电协议构建新的并行探测序列，并重复执行协议探测帧发送与不支持分支剪除过程；

23、当决策树仅剩单一叶节点时，从单一叶节点中已记录握手时延的充电协议中选取握手时延最短的充电协议作为目标充电协议。

24、读取目标充电协议对应的充电参数并加载至充电输出端口，同步监测待充电设备的端口电压与端口电流，当端口电压或端口电流的变化率超过预设安全阈值时，停止加载并恢复至加载前状态，返回执行协议探测帧发送步骤包括：

25、读取目标充电协议对应的充电电压参数与充电电流参数，将充电电压参数与充电电流参数加载至充电输出端口，同步监测充电输出端口的端口电压与端口电流，计算端口电压的电压变化率与端口电流的电流变化率，提取电压变化率与电流变化率的时序波动特征；

26、当电压变化率或电流变化率超过预设安全阈值时，停止加载充电电压参数与充电电流参数，将时序波动特征与预存的协议冲突特征库进行模式匹配，识别时序波动特征对应的冲突协议类型并提取冲突协议类型的协议族标识；

27、将充电输出端口恢复至加载前状态，根据协议族标识从充电协议决策树中剪除包含协议族标识的所有分支，从剩余分支中选取握手时延最短的充电协议作为次选充电协议；

28、向待充电设备发送次选充电协议对应的协议降级指令，协议降级指令携带次选充电协议的协议标识与降级充电参数，返回执行从充电协议决策树的根节点获取多个并行分支并发送协议探测帧的步骤。

29、将时序波动特征与预存的协议冲突特征库进行模式匹配，识别时序波动特征对应的冲突协议类型并提取冲突协议类型的协议族标识包括：

30、从时序波动特征中提取电压变化率的波动频率与波动幅度、电流变化率的波动频率与波动幅度，将电压变化率的波动频率与波动幅度、电流变化率的波动频率与波动幅度组合构建四维波动特征向量；

31、从预存的协议冲突特征库中读取多个冲突协议类型及其对应的标准波动特征向量，计算四维波动特征向量与各标准波动特征向量之间的欧氏距离，选取欧氏距离最小的标准波动特征向量对应的冲突协议类型作为时序波动特征对应的冲突协议类型；

32、从冲突协议类型中提取协议通信机制标签与协议功率等级标签，将协议通信机制标签与协议功率等级标签组合生成协议族标识，将四维波动特征向量、冲突协议类型与协议族标识关联存储至协议冲突特征库中更新协议冲突特征库。

33、当端口电压与端口电流的变化率均未超过预设安全阈值时，完成充电参数加载并启动充电包括：

34、当电压变化率与电流变化率均未超过预设安全阈值时，判定充电电压参数与充电电流参数加载至充电输出端口成功，向待充电设备发送充电准备就绪信号，接收待充电设备返回的电池荷电状态与电池温度；

35、根据电池荷电状态生成充电电流递增梯度序列，按照充电电流递增梯度序列从初始电流值开始逐级提升充电输出端口的端口电流，在每级电流提升后监测端口电压的电压跌落幅度；

36、当电压跌落幅度超过预设电压跌落阈值时，将当前端口电流降低至上一级电流值并保持恒流输出，当电压跌落幅度未超过预设电压跌落阈值时，继续按照充电电流递增梯度序列提升端口电流直至端口电流达到充电电流参数，启动充电。

37、本发明实施例的第二方面，提供一种基于多规转接头与卡扣组装的充电系统，包括：

38、卡扣检测单元，用于检测卡扣从未锁定状态转变为锁定状态，生成组装完成信号；

39、转接头识别单元，用于响应于组装完成信号，向多规转接头触点施加脉冲探测信号，采集反射波形的幅值特征与相位特征，将幅值特征与相位特征与预存阻抗指纹库进行匹配，输出转接头规格类型标识；

40、协议树构建单元，用于根据转接头规格类型标识查询对应的候选充电协议集合，基于候选充电协议集合构建充电协议决策树；

41、协议探测单元，用于沿充电协议决策树向待充电设备发送协议探测帧，接收响应帧并解析协议支持标识，根据协议支持标识剪除不支持分支，重复执行直至决策树仅剩单一叶节点，输出对应的目标充电协议；

42、安全监测单元，用于读取目标充电协议对应的充电参数并加载至充电输出端口，同步监测待充电设备的端口电压与端口电流，当端口电压或端口电流的变化率超过预设安全阈值时，停止加载并恢复至加载前状态，返回执行协议探测帧发送步骤；

43、充电启动单元，用于当端口电压与端口电流的变化率均未超过预设安全阈值时，完成充电参数加载并启动充电。

44、本发明实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括：

45、处理器；

46、用于存储处理器可执行指令的存储器；

47、其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。

48、本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。

49、本发明卡扣锁定状态与组装完成信号的联动，确保充电流程仅在物理连接确认后启动，从源头避免接触不良和电弧风险。脉冲探测信号结合阻抗指纹库匹配，能够准确输出转接头规格类型标识，为后续协议选择提供可靠的决策依据，使充电设备自适应适配不同规格的转接头，显著提升充电兼容性与连接可靠性。候选充电协议集合构建的决策树，将多协议协商过程转化为有序的树形搜索。沿树发送协议探测帧并依据响应帧剪除不支持分支，最短路径收敛至唯一目标协议，大幅减少协议探测帧的发送次数与等待时间，有效降低协议协商过程中的无效交互，提升充电启动速度和系统响应效率。充电参数加载期间同步监测端口电压与端口电流，当变化率超过预设安全阈值时立即停止加载并恢复至加载前状态，重新执行协议探测帧发送步骤，形成闭环保护机制。该机制能够及时响应异常波动，防止过压过流对设备造成损伤，并在异常消除后自动重试，避免一次扰动导致充电流程完全终止，兼顾充电过程的安全性与容错能力。上述机制在物理层、协议层与参数加载层形成完整联动，仅需插入转接头并完成卡扣锁定，即可自动完成规格识别、协议协商和安全加载，无需用户手动设置。充电过程全程动态监测，异常时自动恢复，既缩短了充电准备时间，又增强了系统在不同充电场景下的适应能力。