用于向電動或混合動力車輛充電的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種為電動或混合動力車輛充電的系統(tǒng)（10），包括：交流充電連接器（12），其可經(jīng)由電連接插座（4）連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)，高插座（4）具有溫度敏感裝置（8）；以及處理模塊（20、CAN、UT），該處理模塊用于確定是否使用家庭充電模式（模式1），其特征在于：該系統(tǒng)還包括當使用家庭充電模式時被激活的用于對溫度敏感裝置進行極化的模塊（SP、RP），以及用于憑借極化后的溫度敏感裝置確定代表電連接插座的溫度的值的模塊（24）。
【專利說明】用于向電動或混合動力車輛充電的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明大致涉及電動車輛和混合動力車輛的用戶的安全性，這些車輛的充電是通過將它們連接至電力網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。更具體地，本發(fā)明涉及其充電可以特別在私人電氣系統(tǒng)或者家庭網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行的電動或者混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使這種類型車輛的不同充電方法標準化，標準草案IEC61851-1推薦了處于車輛等級的充電系統(tǒng)，該充電系統(tǒng)必須通過交流充電連接器經(jīng)由被稱為操控線(pilotline)的線路與配電網(wǎng)絡(luò)通信，根據(jù)所用的充電模式(例如此課題定義的模式3中)，憑借被稱為“操控電路”的控制電路強加多個附加功能。
[0003]在標準草案中定義的被稱為“模式I”的第一充電模式對應(yīng)于電動或混合動力車輛在私人電氣系統(tǒng)或者家庭網(wǎng)絡(luò)中的充電。此充電模式造成的具體問題是長時間需要大量功率,這可導(dǎo)致重復(fù)使用中某些元件(例如連接到網(wǎng)絡(luò)的電插座)的過熱。
[0004]盡管用來保護電插座防止過熱(過熱會導(dǎo)致操作這些插座的用戶燙傷或者在極度過熱的情況下著火)的裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，但是這些裝置不適用于如當前標準所推薦的充電系統(tǒng)。作為示例，文獻DE3331847示出了配備有如果插座變熱時則將電路斷開的雙金屬元件的電插座并不適用于允許根據(jù)不同模式經(jīng)由操控線進行充電的充電系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且特別地，首先提出一種用于在家庭配電網(wǎng)絡(luò)中充電的安全的充電系統(tǒng)。
[0006]為此目的，本發(fā)明的第一方面涉及一種用于向電動或混合動力車輛充電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可經(jīng)由具有溫度敏感裝置的電插座連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)的交流充電連接器，和用于確定家庭充電模式是否被使用的處理模塊，其特征在于，所述充電系統(tǒng)還包括當使用家庭充電模式時被激活的用于對溫度敏感模塊進行極化(polarizing)的極化模塊，以及用于憑借被極化的溫度敏感裝置來確定代表電插座的溫度的值的模塊。這樣的充電系統(tǒng)允許檢測使用的充電模式是否是家庭充電模式(即根據(jù)標準草案IEC61851-1的模式1)，而且在這種情況下，通過控制充電期間電插座的溫度來保護充電安全，通過使用極化模塊來監(jiān)視集成到插座中的溫度敏感裝置的變化。該充電系統(tǒng)特別適合于較舊的或老式的電氣設(shè)備，和/或當使用不適當?shù)难娱L線路時，因為它有助于防止插座連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)的位置過熱。此外，這樣的充電系統(tǒng)被證明是經(jīng)濟上可行的，到其實施的附加成本是低的程度。
[0007]根據(jù)一有益的實施例，充電連接器和電插座通過傳輸模塊被連接，傳輸模塊包括形成操控線路的地線和至少一個操控線。使用這樣的操控線路確保了配電網(wǎng)絡(luò)和車輛充電系統(tǒng)之間的標準化通信，以允許特別是在如標準草案IEC61851-1中定義的模式I或模式3中為車輛充電。
[0008]根據(jù)另一個有益的實施例，進一步提供了一種連接到操控線路的操控電路，以確保充電系統(tǒng)與除了家庭充電模式之外的充電模式兼容。合并這樣的操控電路允許了符合向充電系統(tǒng)強加額外責(zé)任的當前標準，以便允許以不同的模式充電。從而，例如為了符合標準草案IEC61851-1，操控電路能夠檢查車輛到配電網(wǎng)絡(luò)的連接，以連續(xù)檢查保護性接地連接的完整性，為充電系統(tǒng)供能或去供能，并選擇充電速率。
[0009]根據(jù)另一個有益的實施例，極化模塊包括與極化電阻器串聯(lián)的極化源。極化源優(yōu)選是電壓源，以簡單地通過極化電阻器執(zhí)行對溫度敏感裝置的極化。
[0010]在有益的實施例中，其中所述操控電路包括用于阻塞電流通過的模塊，極化源是激活操控電路的阻礙模塊的負極化源。負極化源的使用允許通過使用操控電路的阻礙模塊避免可能由充電系統(tǒng)的元件(例如操控電路)引起的對溫度測量的干擾。
[0011]根據(jù)另一個有益的實施例，由被布置在操控線路的極化電路上的開關(guān)通過串聯(lián)設(shè)置極化源與電阻器，例如串聯(lián)在所述源和所述極化電阻器之間，來對極化模塊的激活進行供電。通過確定家庭充電模式是否被使用來控制該開關(guān)，以便僅在需要時實施極化模塊。
[0012]根據(jù)另一個有益的實施例，用于確定代表電插座的溫度的值的模塊等同于用于確定家庭充電模式是否正在被使用的處理模塊。重復(fù)使用用于兩種不同的功能的同一模塊允許減少充電系統(tǒng)需要的部件，并從而減小其實施成本。
[0013]根據(jù)另一個有益的實施例，當所確定的電插座的溫度的代表值大于預(yù)定閾值時，用于中斷充電的截止模塊被激活。在檢測到插座過熱之時，該截止模塊通過中斷充電以防止可能被手動處理的電插座的過熱以及由于過熱導(dǎo)致的著火風(fēng)險，確保了充電和用戶的安全。
[0014]根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種包括根據(jù)第一方面的充電系統(tǒng)的電動或混合動力車輛。
[0015]根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種用于向根據(jù)第二方面的電動或混合動力車輛充電的方法，該車輛經(jīng)由配備有溫度敏感裝置的插座連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，其包括以下步驟:(i)檢測交流充電連接器到配電網(wǎng)絡(luò)的連接；(ii)確定是否正在使用家庭充電模式；(iii)當使用的充電模式是家庭充電模式時，對電插座的溫度敏感裝置進行極化；以及(iv)憑借極化后的溫度敏感裝置，確定代表電插座的溫度的值。在變型的實施例中，步驟(i)和(ii)可以顛倒。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]在閱讀以非限制性示例的方式給出并在附圖中示出的本發(fā)明實施例的下列具體描述之后，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更加明顯，在附圖中:
[0017]-圖1以功能塊的形式示意性地示出了一種根據(jù)本發(fā)明的實施例的經(jīng)由操控線路和電插座連接到配電網(wǎng)絡(luò)的充電系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0018]如可從圖1中看出，對應(yīng)于由EV或HV指示的部分的電動或混合動力車輛經(jīng)由操控線路2和電插座4連接到配電網(wǎng)絡(luò)。電插座是在充電點處接地6。
[0019]讓我們首先考慮電插座4。它包括溫度敏感裝置8，其可憑借例如所示的熱敏電阻器，或者也可憑借可與電阻器串聯(lián)的雙金屬元件來實現(xiàn)。插座也可以包括與溫度敏感裝置8并聯(lián)和/或串聯(lián)地安裝的電容器或等效裝置，以保護它免受瞬態(tài)擾動。
[0020]讓我們接著考慮操控線路2，操控線路2將電插座4連接到電動或混合動力車輛(EV或HV)的充電系統(tǒng)10。操控線路2用作充電系統(tǒng)10和配電網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸模塊。該操控線路包括將地6連接到溫度敏感裝置的一端和車輛的參考電位的地線2a，以及至少一條線2b(被稱為“操控線”)，線2b將溫度敏感裝置的另一端連接到所述車輛。操控線2b被連接到充電系統(tǒng)，以允許與溫度敏感裝置的通信，然而在模式3中，它將允許與連接至配電網(wǎng)絡(luò)的充電點的通信。
[0021]現(xiàn)在讓我們考慮電氣或混合動力車輛的電池(或多個電池)的充電系統(tǒng)10。充電連接器12被提供在充電系統(tǒng)的輸入端，用于將操控線路2連接到電插座。所述充電連接器12是交流連接器，該交流連接器在模式I中允許連接到提供交變電流的家庭網(wǎng)絡(luò)。順便提一下，應(yīng)當注意的是，該充電系統(tǒng)的主體通過地線2a等電位于地電勢。
[0022]優(yōu)選計劃要為充電系統(tǒng)提供防止靜電放電(ESD)的保護模塊14，例如，保護裝置14被并聯(lián)和/或串聯(lián)安裝在操控線2b上。操控線2b也可通過電容器16或等效裝置影響到車輛的充電系統(tǒng)10，該電容器16或等效裝置被安裝為并聯(lián)和/或串聯(lián)于保護模塊14，以防止靜電放電(ESD)(如圖所示)和防止瞬態(tài)擾動。
[0023]還計劃為充電系統(tǒng)10提供一種被稱為操控電路18的電路。此操控電路包括二極管D、電阻器R2和R3、和開關(guān)S2。它們的連接模式由標準草案IEC61851-1定義。這個操控電路的功能是確認所述車輛到配電網(wǎng)絡(luò)的充電點的連接，連續(xù)確認保護接地連接的完整性，為充電系統(tǒng)供能或去供能，以及選擇充電速率，以便提供如上述標準草案中定義的除了家庭充電模式或模式I之外的充電模式(即模式3)所需的附加功能。
[0024]接著，操控線2b可以激活處理模塊，處理模塊包括例如低通濾波器，低通濾波器的輸出端連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(CAN)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端自身被連接到處理單元(UT)。該處理單元可以是例如微控制器、微處理器、可擦除可編程邏輯器件(EPLD)、或多個這些電子部件和/或等效部件的組合。所述處理單元提供布爾變量型的邏輯信息(規(guī)定為“模式I ”)，如標準草案IEC61851-1所定義，該邏輯信息當為真時，表示當前充電是通過直接連接到本地家庭網(wǎng)絡(luò)上的電插座來完成的。
[0025]最后，該充電系統(tǒng)包括極化模塊，極化模塊優(yōu)選地包括與極化電阻器RP串聯(lián)的極化源SP。這些極化模塊由被“模式I”的布爾信息激活的開關(guān)C啟動。所述極化模塊的功能是，通過極化源SP經(jīng)由電阻器RP，將溫度敏感裝置8極化到預(yù)定的電壓，這只發(fā)生在所述“模式I”的布爾信息是真時。極化源有利地是負電壓源，例如相對于地是-12V。
[0026]我們現(xiàn)在將根據(jù)圖1所示的實施例，解釋充電系統(tǒng)如何操作。
[0027]當經(jīng)由配電網(wǎng)絡(luò)的車輛充電不發(fā)生在家庭模式或根據(jù)標準草案IEC61851-1的模式I時，模式I信號控制開關(guān)C，使得它保持斷開狀態(tài)，因此，該極化模塊不起作用。
[0028]可替代地，當充電以家庭模式或根據(jù)標準草案IEC61851-1的模式I完成時，模式I信號控制開關(guān)C，使得其保持閉合。結(jié)果，溫度敏感裝置被極化源SP經(jīng)由電阻器RP極化。接在該極化之后，可以由處理單元確定來自極化后的溫度敏感裝置的代表溫度的值，并且因此確定電插座的溫度，該處理單元優(yōu)選也與用于確定充電模式的處理單元相同。該溫度代表值可以通過任何適當?shù)姆椒ù_定，該方法包括算法和可能的適當?shù)?多種)專用軟件，可能使用，如圖所示，與用于分析模式3中的操控線路相同的低通濾波器和相同的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0029]最后，應(yīng)當注意，溫度敏感裝置的負極化源SP的使用允許防止操控電路(特別是部件D、R3以及可能的R2)干擾電插座溫度的測量，因為當操控線的電壓為負時，二極管D阻塞了大部分電流流動。
[0030]應(yīng)理解的是，可以對本文所述的本發(fā)明各種實施例做出對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說明顯的各種修改和/或改進，而不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電動或混合動力車輛的充電系統(tǒng)(10)，包括適用于經(jīng)由配備有溫度敏感裝置(8)的電插座(4)連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)的交流充電連接器(12)，以及處理模塊(20、CAN、UT)，所述處理模塊(20、CAN、UT)用于確定是否正在使用家庭充電模式(模式1)，其特征在于:所述充電系統(tǒng)還包括所述溫度敏感裝置的極化模塊(SP、RP),以及用于使用極化后的溫度敏感裝置來確定(24)表示所述電插座的溫度的值的模塊，當家庭充電模式被使用時激活所述極化模塊(SP、RP)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述充電連接器(12)和所述電插座(8)通過傳輸模塊被連接，所述傳輸模塊包括形成操控線路(2)的地線(2a)和至少一個操控線(2b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，其還包括操控電路(18)，所述操控電路(18)連接到所述操控線路(2)，以確保所述充電系統(tǒng)與除了家庭充電模式(模式I)之外的充電模式兼容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述極化模塊包括與極化電阻器(RP)串聯(lián)的極化源(SP)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4所述的充電系統(tǒng)(10)，其中，所述操控電路(18)包括用于截止電流的流動的模塊(D)，其特征還在于，所述極化源(SP)是負極化源，所述負極化源激活所述操控電路的所述截止模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，由被布置在所述操控線路的所述極化電路上的開關(guān)(C)通過串聯(lián)設(shè)置所述極化源與所述極化電阻器，來對所述極化模塊(SP、RP )的激活進行供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，用于確定代表所述電插座的溫度的值的所述模塊(UT)以及用于確定是否正在使用家庭充電模式(模式I)的所述處理模塊(20、CAN、UT )共享同一個處理單元(UT )。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的充電系統(tǒng)(10)，其特征在于，它包括用于中斷所述充電的模塊，當所確定的所述電插座(4)的溫度的代表值超過預(yù)定閾值時，用于中斷所述充電的所述模塊被激活。
9.一種電動或混合動力車輛,包括根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的充電系統(tǒng)(10)。
10.一種為根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動或混合動力車輛充電的方法，所述車輛經(jīng)由電插座(4 )連接到家庭配電網(wǎng)絡(luò)，所述電插座(4 )配備有溫度敏感裝置(8 )，其特征在于，其包括以下步驟: -檢測所述充電連接器(12)到配電網(wǎng)絡(luò)的交流連接； -確定是否正在使用家庭充電模式(模式I); -當使用的充電模式是家庭充電模式時，對所述電插座的所述溫度敏感裝置(8)進行極化；以及 -憑借極化后的溫度敏感裝置，確定代表所述電插座的溫度的值。
【文檔編號】H01R13/713GK103562000SQ201280025469
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月6日
【發(fā)明者】N·莫朗, S·達克魯斯佩雷拉, A·莫德梅因 申請人:標致·雪鐵龍汽車公司