電動交通工具充電站手柄輸入的制作方法
【專利說明】電動交通工具充電站手柄輸入發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本公開總體上涉及用于對電動交通工具進(jìn)行充電的充電裝置以及系統(tǒng)。
[0002]背景
[0003]圖1-2表示包含電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)30、EV連接器50、EV充電插座70和電動交通工具90(例如，EV、PHEV等)的常規(guī)SAE J1772(2012年10月修訂版)電動交通工具(EV)充電系統(tǒng)10的一個例子。EVSE 30從公用電網(wǎng)或其他電源接收在不同額定電壓和60赫茲的頻率(在美國)的AC電功率(electric power)并且將它通過電線(cord)35和插入在交通工具上配合的EV充電插座70的EV連接器50傳送到電動交通工具90的電池95AVSE 30可以將電網(wǎng)AC功率轉(zhuǎn)換為DC輸出功率，其然后被提供給電動交通工具90，或可替代地，EVSE可以輸出將由EV車載充電器(未示出)在內(nèi)部轉(zhuǎn)換為DC功率的AC功率。
[0004]圖2顯示常規(guī)SAE J1772EV連接器50的例子。如在US 2011/0169447A1中描述的，例如，手柄按鈕55和閂鎖51被機(jī)械地連接(例如，通過彈簧偏置、樞轉(zhuǎn)桿)，使得手柄按鈕55的按下引起閂鎖51向上移動以允許EV連接器50插入到相應(yīng)的EV充電插座70中(或從相應(yīng)的EV充電插座70移除)。當(dāng)手柄按鈕55隨著EV連接器50被插入EV充電插座70而被釋放時，閂鎖51接合在EV充電插座70中的相應(yīng)的配合部件(例如，凸緣、棘爪等)，并且在該接合的位置，這種強(qiáng)制接合防止無意去耦。
[0005]五個觸點(diǎn)C1-C5被描繪在EV連接器50的頭部。觸點(diǎn)C1-C5包括與在EV充電插座70中的相應(yīng)的導(dǎo)電元件(未示出)配合以提供在其間的電氣通路的導(dǎo)電元件。觸點(diǎn)C4例如使能經(jīng)由控制導(dǎo)頻信號在EVSE 30和交通工具90之間的基本的雙向通信。
[0006]手柄按鈕55的功能是控制將EV連接器50保持在EV充電插座70中的閂鎖51。當(dāng)EV連接器50被適當(dāng)?shù)剡B接到EV充電插座70時，在EV連接器50到EV充電插座70接口的觸點(diǎn)C3和C5指示給EVSE 30。觸點(diǎn)C3被電連接到EVSE 30設(shè)備接地以及到交通工具底盤接地。如在SAEJ1772的第4.2.2章節(jié)中闡述的，手柄按鈕55的開口應(yīng)當(dāng)觸發(fā)交通工具充電控件以在斷開之前提供受控的切斷或充電功率。如在SAE J1772的第6.2.2章節(jié)中闡述的，EVSE監(jiān)控其鄰近電路并且只在EVSE檢測到有效的鄰近電路電壓沒有故障并且手柄按鈕55開關(guān)被閉合時充電被允許。
[0007]圖3示出符合SAEJ1772標(biāo)準(zhǔn)的使能在EV 90和EVSE 30之間的機(jī)械連接的驗(yàn)證的常規(guī)鄰近檢測電路。然而，鄰近檢測的實(shí)施細(xì)節(jié)留給制造商斟酌決定。手柄按鈕55是該鄰近檢測電路的一部分，并且通常是閉合的(除了當(dāng)連接器閂鎖51被致動以將連接器從EV充電插座70解耦合時)。
[0008]圖4示出了包括圖3的電路的如在SAEJ1772標(biāo)準(zhǔn)(2012年10月修訂版)中公開的常規(guī)AC電平2系統(tǒng)配置(208到240VAC的額定電源電壓(V)，小于或等于80A連續(xù))的表示。來自電源的AC功率被使用適當(dāng)?shù)腅V連接器30和電線組件提供給車載充電器91 AVSE 30在電源和交通工具90之間提供所需的接地故障保護(hù)(GFI)34。如果在車載電力電子器件和交通工具框架接地之間存在非對稱的阻抗連接，則它將由在EVSE30中的GFI感測線圈34拾起。如果該連接產(chǎn)生高于預(yù)先確定的閾值的電流，則EVSE控制電子器件32將引起接觸器/繼電器36斷開在被連接到電力網(wǎng)的線路L1、L2和交通工具90之間的電連接。
[0009]SAE J1772標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在EVSE 30和用戶之間的一些最小的人機(jī)接口(HMI )，諸如EVSE被連接至AC主電源的所需的“通電指示”或“AC存在”指示器(SAE J17724.6.5)和提供可見于操作者的充電狀態(tài)信息同時將EV連接器50插入EV充電插座70的“充電狀態(tài)指示器”(SAE J17724.2.2.3)。擴(kuò)展EVSE 30的能力的附加HMI功能可以由EVSE制造商的斟酌決定來提供，并且可以包括按鈕、小鍵盤、觸摸屏等以使用戶能夠設(shè)定充電時間、設(shè)定充電延遲或使能顯示功能(如充電電流的顯示)。例如，一些市售的EVSE HMI允許用戶在將他們的電動交通工具90(例如，EV、PHEV等)連接到EVSE 30時設(shè)定充電延遲以允許用戶避免高峰需求結(jié)算利率。
[0010]簡要概述
[0011 ] 根據(jù)本公開，新的HMI電路(參見，例如，圖5-6)被加入到EVSE 30內(nèi)的鄰近電路布線中以添加附加的功能到當(dāng)前不存在的手柄按鈕。此HMI電路被配置成將手柄按鈕55的用戶操作利用為到EVSE 30控制電子器件和軟件的輸入。例如，EVSE 30顯示器(圖8A-8B)將充電相關(guān)的選擇或選項(xiàng)顯示給用戶，并且用戶可以使用手柄按鈕來簡單地通過按EV連接器50的手柄按鈕55來瀏覽和/或選擇各選擇或選項(xiàng)中的一個或多個。此HMI電路提供用于輸入指令到EVSE的附加的選項(xiàng)并且拓寬了充電系統(tǒng)的HMI。此外，所公開的HMI電路以很少增加的成本提供增強(qiáng)的EVSE功能并且無需常規(guī)EVSE的重新布置或重新設(shè)計(例如，不需要專用HMI按鈕、小鍵盤或觸摸屏接口的添加的組件和成本)。本公開允許現(xiàn)有的EV連接器手柄按鈕的新穎的再利用、標(biāo)準(zhǔn)EV-EVSE接口的所需的組件以實(shí)現(xiàn)EVSE HMI oEVSE HMI被以新穎的方式使用EVSE的現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)組件來實(shí)現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本公開的實(shí)現(xiàn)，被設(shè)置于EVSE中的EVSE人機(jī)接口(HMI)電路100包括被配置成從EVSE控制電子器件接收控制導(dǎo)頻信號以指示EV連接器是否被插入到電動交通工具的插座中的控制導(dǎo)頻輸入端子。HMI電路100還包括被配置成在控制導(dǎo)頻信號指示EV連接器未連接到EV插座時從EV連接器接收指示EV連接器的手柄按鈕的狀態(tài)的鄰近信號的鄰近輸入端子。HMI電路還包括接地端子、具有被連接到控制導(dǎo)頻輸入端子并且被電耦合在鄰近輸入端子和接地端子之間的控制輸入端的電流源。HMI電路還包括輸出端子和被連接在鄰近輸入端子和接地端子之間并且具有被連接到輸出端子以在電流源由控制輸入端來激活時指示手柄按鈕的狀態(tài)的輸出端的比較器電路。手柄按鈕的狀態(tài)被利用為到HMI電路的輸入。
[0013]在本概念的另一方面，EVSE包括EV連接器，其包含有鄰近檢測電路，所述鄰近檢測電路包括手柄按鈕和到EVSE的鄰近信號輸入線路。EVSE還包括具有比較器的EVSE HMI電路。比較器包括輸出端子、被電連接到接地的第一輸入端子和被電連接到鄰近信號輸入線路的第二輸入端子。電流源輸入線路被配置成將電流注入形成在接地和鄰近信號輸入線路之間的回路中。當(dāng)EV連接器未連接到EV插座時，EVSE HMI電路比較器在EV連接器的手柄按鈕被激活時輸出第一輸出，并且在EV連接器的手柄按鈕未被激活時輸出不同于第一輸出的第二輸出。
[0014]在另一方面，EVSE包括EVSE控制電子器件和EV連接器，該EV連接器包含鄰近檢測電路，該鄰近檢測電路包含被設(shè)置在EV連接器的鄰近檢測端子和接地端子之間的手柄按鈕，該EV連接器鄰近檢測電路被配置成檢測在EV連接器和電動交通工具之間的連接以及向EVSE控制電子器件輸出指示該連接的信號。EVSE還包括當(dāng)EV連接器未連接到EV插座時被配置成當(dāng)EV連接器的手柄按鈕被激活時輸出第一輸出以及當(dāng)EV連接器的手柄按鈕沒有被激活時輸出第二輸出的HMI電路。
[0015]鑒于各個實(shí)現(xiàn)和/或方面的詳細(xì)描述(其被參考附圖做出，附圖的簡要描述被在下文提供)，本公開的前述和附加的方面以及實(shí)現(xiàn)將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是明顯的。
[0016]附圖的簡要描述
[0017]在閱讀以下詳細(xì)描述時以及在參考附圖時，本發(fā)明的前述和其它優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
[0018]圖1表示常規(guī)電動交通工具充電系統(tǒng)的示例。
[0019]圖2描繪了常規(guī)EVSEEV連接器的示例。
[0020]圖3描繪了常規(guī)鄰近檢測電路的示例。
[0021]圖4描繪了包括圖3的電路的常規(guī)AC二級系統(tǒng)配置的示例。
[0022]圖5是根據(jù)本概念的至少某些方面的HMI電路的表示。
[0023 ]圖6是根據(jù)本概念的至少某些方面的圖5中描繪的HMI電路的表示。
[0024]圖7根據(jù)本概念的至少某些方面描繪了通過EVSE操作HMI電路的流程圖。
[0025]圖8A-8B描繪了EVSE顯示裝置的一系列模擬屏幕截圖，其根據(jù)本概念的至少某些方面描繪了用戶結(jié)合HMI電路使用EV連接器手柄按鈕與EVSE進(jìn)行交互的示例。
[0026]圖9描繪了EVSE顯示裝置的另一個模擬序列，其根據(jù)本概念的至少某些方面描繪了用戶結(jié)合HMI電路使用EV連接器手柄按鈕與EVSE進(jìn)行交互的示例。