電動(dòng)車供電裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露電動(dòng)車供電裝置及其控制方法，該方法包含于開始對(duì)一電動(dòng)車充電之前，偵測(cè)一電動(dòng)車供電裝置中一開關(guān)的一輸出端的電壓。若該輸出端的電壓大于一第一預(yù)定值，則使一漏電斷路器跳脫，以截止電源輸入該開關(guān)，禁止由該輸出端輸出電源。若該輸出端的電壓小于該第一預(yù)定值，則使該開關(guān)導(dǎo)通，以由該輸出端輸出電源，開始對(duì)該電動(dòng)車充電。偵測(cè)該輸出端的電流，當(dāng)該輸出端的電流大于一第二預(yù)定值時(shí)，截止電源輸入該開關(guān)。
【專利說明】電動(dòng)車供電裝置及其控制方法
【技朮領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車供電裝置的控制方法，尤其涉及一種可預(yù)防電動(dòng)車供電裝置危險(xiǎn)失效的控制方法。
【背景技朮】
[0002]第I圖為先前技術(shù)電動(dòng)車供電裝置100的示意圖。電動(dòng)車供電裝置100包含一開關(guān)102、一繼電器104、一繼電器控制器106、一控制器108、一電流偵測(cè)器110及一通訊裝置112。繼電器104用以控制開關(guān)102的導(dǎo)通與截止。開關(guān)102的一輸入端稱接于一交流電源122，開關(guān)102的一輸出端耦接于一連接頭120，用以與一電動(dòng)車連接。交流電源122可為110VAC、220VAC或是其它常見的市電電源。電動(dòng)車供電裝置100可透過通訊裝置112與電動(dòng)車通訊，例如通訊裝置112可利用電動(dòng)車供電裝置通訊協(xié)議中的第一控制確認(rèn)訊號(hào)CP及第二控制確認(rèn)訊號(hào)PP，確認(rèn)電動(dòng)車處于可充電狀態(tài)，且連接頭120已連接至電動(dòng)車。接著，通訊裝置112可通知控制器108輸出控制訊號(hào)至繼電器控制器106，透過繼電器控制器106導(dǎo)通繼電器104，進(jìn)而導(dǎo)通開關(guān)102。開關(guān)102導(dǎo)通后，交流電源122通過開關(guān)102輸出至與連接頭120相連接的電動(dòng)車，以對(duì)電動(dòng)車充電。
[0003]電動(dòng)車供電裝置100使用電流偵測(cè)器110做為保護(hù)機(jī)制，也就是在充電時(shí)若輸出至電動(dòng)車的電流超過一預(yù)定值，控制器108會(huì)控制繼電器控制器106，截止開關(guān)102，以避免危險(xiǎn)。但是若電動(dòng)車供電裝置100的開關(guān)102、繼電器104或繼電器控制器106等功率組件中任一個(gè)組件發(fā)生異常，例如異常的短路情形，上述的保護(hù)機(jī)制就無法提供保護(hù)。舉例而言，若開關(guān)102發(fā)生異常的短路情形，則交流電源122的電壓可能在通訊裝置112尚未確認(rèn)電動(dòng)車處于可充電狀態(tài)且連接頭120尚未連接至電動(dòng)車之前，就被輸出至連接頭120，形成危險(xiǎn)失效(fail-to-danger)的情形。
[0004]也因此先前技術(shù)的電動(dòng)車供電裝置100的開關(guān)102及繼電器104等功率組件必須采用具有一定等級(jí)以上的SIL(safety integrity level)認(rèn)證組件,例如SIL2或SIL3等級(jí)以上的組件，然而符合此等級(jí)認(rèn)證的組件價(jià)格較高且市面上供貨較少，取得亦較困難，所以如何改進(jìn)以往的保護(hù)機(jī)制便是電動(dòng)車供電裝置發(fā)展的重點(diǎn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明一實(shí)施例揭露電動(dòng)車供電裝置的控制方法。該方法包含于開始對(duì)一電動(dòng)車充電之前，偵測(cè)該電動(dòng)車供電裝置中一開關(guān)的一輸出端的電壓。若該輸出端的電壓大于一第一預(yù)定值，則使一漏電斷路器跳脫，以截止電源輸入該開關(guān)。若該輸出端的電壓小于該第一預(yù)定值，則使該開關(guān)導(dǎo)通，以由該輸出端輸出電源，開始對(duì)該電動(dòng)車充電。偵測(cè)該輸出端的電流，當(dāng)該輸出端的電流大于一第二預(yù)定值時(shí)，截止電源輸入該開關(guān)。
[0006]本發(fā)明另一實(shí)施例揭露電動(dòng)車供電裝置包含一開關(guān)、一電壓偵測(cè)器、一第一繼電器、一第一繼電器控制器、一第二繼電器、一第二繼電器控制器、一控制器、一電流偵測(cè)器及一通訊裝置。該電壓偵測(cè)器用以偵測(cè)該開關(guān)的一輸出端的電壓。該第一繼電器耦接于該開關(guān)，用以控制該開關(guān)。該第一繼電器控制器耦接于該第一繼電器，用以控制該第一繼電器。該第二繼電器，用以于該輸出端的電壓大于一預(yù)定值時(shí)觸發(fā)一漏電斷路器。該第二繼電器控制器耦接于該第二繼電器，用以控制該第二繼電器。該控制器耦接于該電壓偵測(cè)器、該第一繼電器控制器及該第二繼電器控制器，用以根據(jù)該輸出端的電壓，控制該第一繼電器控制器及該第二繼電器控制器。該電流偵測(cè)器耦接于該控制器，用以偵測(cè)該輸出端的電流。該通訊裝置耦接于該控制器，用以與一電動(dòng)車通訊。
[0007]本發(fā)明提供的實(shí)施例中任一組件單一的失效不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，所以本發(fā)明的開關(guān)及繼電器等功率組件不需要使用SIL2或SIL3等級(jí)以上的組件，就可使整體電動(dòng)車供電裝置設(shè)計(jì)上的安全性達(dá)到SIL4的等級(jí)。如此不但可節(jié)省購買組件的成本及供貨等待時(shí)間，更進(jìn)一步提高了電動(dòng)車供電裝置的安全性，大幅避免電動(dòng)車供電裝置對(duì)使用者可能造成的危險(xiǎn)。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0008]圖1為先前技術(shù)電動(dòng)車供電裝置的示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置的示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置的示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置的示意圖；
[0012]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例說明圖2至圖5電動(dòng)車供電裝置的控制方法。
【【具體實(shí)施方式】】
[0013]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置200的示意圖。電動(dòng)車供電裝置200可包含一開關(guān)202、一第一繼電器204、一第一繼電器控制器206、一控制器208、一電流偵測(cè)器210、一通訊裝置212、一電壓偵測(cè)器218、一第二繼電器214、一第二繼電器控制器216、一溫度偵測(cè)器220、一第三繼電器224、一第三繼電器控制器226及一負(fù)載230。開關(guān)202以外的組件可設(shè)置在一印刷電路板250上。
[0014]圖2的開關(guān)202可為具有一線圈2022的電磁開關(guān)，當(dāng)有電流流過線圈2022時(shí)，開關(guān)202導(dǎo)通。開關(guān)202另具有一輸入端，可以透過一漏電斷路器244耦接于一交流電源242，及一輸出端耦接于一連接頭240。連接頭240系用以與一電動(dòng)車連接。本實(shí)施例中，交流電源242可為單相的市電電源，其可包含火線L(Line)及中性線N(Neutral)。第一繼電器204、第二繼電器214及第三繼電器224可以為單刀單擲(SPST)或是其它類型的繼電器。第一繼電器204及第二繼電器214可為具有常開(Normally Open)接點(diǎn)的繼電器，分別以符號(hào)R1_N0及符號(hào)R2_N0表示，第三繼電器224可為具有常閉(Normally Closed)接點(diǎn)的繼電器，以符號(hào)R3_NC表示。第一繼電器控制器206、第二繼電器控制器216及第三繼電器控制器226，可為以多個(gè)功率晶體管組成的電路。
[0015]電壓偵測(cè)器218耦接于控制器208。第三繼電器224可耦接于電壓偵測(cè)器218及開關(guān)202的輸出端之間，用以控制電壓偵測(cè)器218與開關(guān)202的輸出端的連接。即電壓偵測(cè)器218可于第三繼電器224導(dǎo)通時(shí)，偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓，也就是偵測(cè)連接頭240的電壓。第三繼電器控制器226耦接于第三繼電器224，用以控制第三繼電器224。第一繼電器204耦接于開關(guān)202，用以控制開關(guān)202的導(dǎo)通及關(guān)閉，也就是當(dāng)?shù)谝焕^電器204導(dǎo)通時(shí)，電流可由交流電源242的火線L經(jīng)過開關(guān)202的線圈2022再經(jīng)過的第一繼電器204流至中性線N，形成回路以導(dǎo)通開關(guān)202。第一繼電器控制器206耦接于第一繼電器204，用以控制第一繼電器204。第二繼電器214耦接于負(fù)載230，當(dāng)?shù)诙^電器214導(dǎo)通時(shí)可配合負(fù)載230，觸發(fā)漏電斷路器244。第二繼電器控制器216耦接于第二繼電器214，用以控制第二繼電器214?？刂破?08可耦接于第一繼電器控制器206、第二繼電器控制器216及第三繼電器控制器226，用以控制第一繼電器控制器206、第二繼電器控制器216及第三繼電器控制器226。電流偵測(cè)器210耦接于控制器208，用以偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電流，如同圖1的電流偵測(cè)器Iio做為一道保護(hù)機(jī)制。通訊裝置212耦接于控制器208，用以與電動(dòng)車通訊，通訊方式如同第I圖的通訊裝置112。溫度偵測(cè)器220耦接于控制器208，用以偵測(cè)電動(dòng)車供電裝置200的溫度，若溫度過高則停止電動(dòng)車供電裝置200的動(dòng)作。溫度偵測(cè)器220可設(shè)置于裝配印刷電路板的殼體內(nèi)。
[0016]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置200的示意圖。圖3的實(shí)施例中，交流電源242可為三相電源，可包含三相火線L1，L2，L3及中性線N。圖3的開關(guān)202可為三相的電磁開關(guān)，漏電斷路器244可為三相的漏電斷路器。其余電路與圖2相同。
[0017]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例說明電動(dòng)車供電裝置200的示意圖。圖4的開關(guān)202可為三相的固態(tài)繼電器(SSR)。固態(tài)繼電器可為使用光稱合控制或其它類型的固態(tài)繼電器。圖4的第一繼電器204不需要透過線圈2022控制開關(guān)202，而是由固態(tài)繼電器的控制端控制固態(tài)繼電器的導(dǎo)通及關(guān)閉。在另一實(shí)施例中，圖4的開關(guān)202可為單相的固態(tài)繼電器，使用在如同圖2所示的單相交流電源242。
[0018]請(qǐng)參考圖2、圖4及圖5，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例說明第上述所有實(shí)施例的電動(dòng)車供電裝置200的控制方法300?？刂品椒?00可包含如下步驟:
[0019]步驟302:開始；
[0020]步驟304:于開始對(duì)電動(dòng)車充電前，偵測(cè)電動(dòng)車供電裝置200的開關(guān)202的輸出端的電壓；
[0021]步驟306:判斷開關(guān)202的輸出端的電壓是否大于一第一預(yù)定值；若是，執(zhí)行步驟322 ;若否，執(zhí)行步驟308 ；
[0022]步驟308:決定是否要繼續(xù)偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓；若是，執(zhí)行步驟312 ;若否，執(zhí)行步驟310 ；
[0023]步驟310:停止偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓；
[0024]步驟312:對(duì)電動(dòng)車充電；
[0025]步驟314:判斷是否已對(duì)電動(dòng)車完成充電；若是，執(zhí)行步驟316 ;若否，執(zhí)行步驟312 ；
[0026]步驟316:停止對(duì)電動(dòng)車充電；
[0027]步驟318:偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓并且判斷開關(guān)202的輸出端的電壓是否大于第一預(yù)定值；若是，執(zhí)行步驟322 ;若否，執(zhí)行步驟320 ；
[0028]步驟320:電動(dòng)車供電裝置200進(jìn)入一等待模式(Standby Mode),等待下一次對(duì)電動(dòng)車充電，執(zhí)行步驟324 ；
[0029]步驟322:使漏電斷路器244跳脫以截止交流電源242輸入開關(guān)202，以停止對(duì)電動(dòng)車充電；[0030]步驟324:結(jié)束。
[0031]步驟304及318中，控制器208可以透過控制第三繼電器控制器226，導(dǎo)通第三繼電器224，建立電壓偵測(cè)器218與開關(guān)202的輸出端的連接，以利用電壓偵測(cè)器218偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓。偵測(cè)的結(jié)果會(huì)傳回控制器208，以進(jìn)行后續(xù)的判斷步驟。步驟306及318中，控制器208可根據(jù)偵測(cè)的結(jié)果判斷開關(guān)202的輸出端的電壓是否大于第一預(yù)定值，且步驟306及318中的第一預(yù)定值可為零電位，代表開關(guān)202的輸出端無電壓輸出，是為安全情形后，才執(zhí)行后續(xù)的充電步驟。步驟308中，控制器208可決定是否要繼續(xù)偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓。步驟310中，控制器208可透過控制第三繼電器控制器226，截止第三繼電器224以停止偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓。步驟312中，控制器208可透過控制第一繼電器控制器206，導(dǎo)通第一繼電器204，進(jìn)而導(dǎo)通開關(guān)202，以使交流電源242可經(jīng)過開關(guān)202及連接頭240，對(duì)電動(dòng)車充電。步驟314中，控制器208可判斷是否已對(duì)電動(dòng)車完成充電。步驟316中，控制器208可透過控制第一繼電器控制器206，截止第一繼電器204，進(jìn)而截止開關(guān)202，以使交流電源242無法經(jīng)過開關(guān)202及連接頭240，停止對(duì)電動(dòng)車充電。步驟322中，控制器208可以透過控制第繼電器控制器216，導(dǎo)通第二繼電器214，第二繼電器214導(dǎo)通后，會(huì)形成與負(fù)載230串聯(lián)的電流路徑，在交流電源242的火線L或是L1、L2、L3其中任一條及一大地端G之間形成回路，如此便可刻意在交流電源242及大地端G之間造成漏電流，觸發(fā)漏電斷路器244，使漏電斷路器244跳脫，進(jìn)而使交流電源242無法進(jìn)入開關(guān)202，所以開關(guān)202的輸出端便無電壓輸出，可增加除了電流偵測(cè)器210以外保護(hù)機(jī)制。
[0032]在方法300的各步驟，電流偵測(cè)器210可偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電流，若輸出端的電流大于一第二預(yù)定值，則電流偵測(cè)器210可通知控制器108，以控制第一繼電器204，截止開關(guān)202，避免危險(xiǎn)。另一實(shí)施例中，若輸出端的電流大于第二預(yù)定值，則電流偵測(cè)器210可通知控制器108，以控制第二繼電器214，使漏電斷路器244跳脫，截止交流電源242輸入開關(guān)202，禁止開關(guān)202輸出電源，避免危險(xiǎn)。
[0033]在另一實(shí)施例中，電動(dòng)車供電裝置200可不包含第三繼電器224及第三繼電器控制器226，而電壓偵測(cè)器218直接耦接于控制器208及開關(guān)202的輸出端之間，用以持續(xù)的偵測(cè)開關(guān)202的輸出端的電壓。所以在本實(shí)施例中，步驟308及步驟310可以省略。在另一實(shí)施例中，電動(dòng)車供電裝置200可不包含溫度偵測(cè)器220，而其它的動(dòng)作方式如圖2、圖3、圖4及圖5所述。
[0034]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例揭露了具有開關(guān)202的輸出端，即連接頭240的電壓偵測(cè)機(jī)制的電動(dòng)車供電裝置200及其控制方法。在開始對(duì)電動(dòng)車充電前，先行偵測(cè)電動(dòng)車供電裝置200的開關(guān)202的輸出端的電壓，只有當(dāng)輸出端的電壓不大于第一預(yù)定值，即連接頭240不帶電時(shí)，代表開關(guān)202、第一繼電器204或第一繼電器控制器206等功率組件沒有異常短路情形，才會(huì)開始對(duì)電動(dòng)車充電，亦即在電動(dòng)車供電裝置增加了另一道保護(hù)機(jī)制。此道保護(hù)機(jī)制可以偵測(cè)危險(xiǎn)失效的情形，亦即在電動(dòng)車供電裝置發(fā)生危險(xiǎn)失效的情形時(shí)，刻意觸發(fā)漏電斷路器244，使漏電斷路器244跳脫，避開原先可能發(fā)生的危險(xiǎn)。如此本發(fā)明的電動(dòng)車供電裝置中任一組件單一的失效不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，所以本發(fā)明的開關(guān)及繼電器等功率組件不需要使用SIL2或SIL3等級(jí)以上的組件，就可使整體電動(dòng)車供電裝置設(shè)計(jì)上的安全性達(dá)到SIL4的等級(jí)。如此不但可節(jié)省購買組件的成本及供貨等待時(shí)間，更進(jìn)一步提高了電動(dòng)車供電裝置的安全性，大幅避免電動(dòng)車供電裝置對(duì)使用者可能造成的危險(xiǎn)。[0035] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車供電裝置的控制方法，包含: 于開始對(duì)一電動(dòng)車充電前，偵測(cè)該電動(dòng)車供電裝置中一開關(guān)的一輸出端的電壓； 當(dāng)該輸出端的電壓大于一第一預(yù)定值時(shí)，使一漏電斷路器跳脫，以截止電源輸入該開關(guān)，禁止由該輸出端輸出電源； 偵測(cè)該輸出端的電流；及 當(dāng)該輸出端的電流大于一第二預(yù)定值時(shí)，截止電源輸入該開關(guān)，禁止由該輸出端輸出電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車供電裝置的控制方法，其特征在于，其更包含: 當(dāng)該輸出端的電壓不大于該第一預(yù)定值時(shí)，使該開關(guān)導(dǎo)通，以由該輸出端輸出電源，開始對(duì)該電動(dòng)車充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車供電裝置的控制方法，其特征在于，其更包含: 當(dāng)該輸出端的電壓不大于該第一預(yù)定值時(shí)，停止偵測(cè)該輸出端的電壓；及 使該開關(guān)導(dǎo)通，以由該輸出端輸出電源，開始對(duì)該電動(dòng)車充電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電動(dòng)車供電裝置的控制方法，其特征在于，其更包含: 于充電完成后，使該 開關(guān)截止； 偵測(cè)該輸出端的電壓 '及 當(dāng)該輸出端的電壓大于該第一預(yù)定值時(shí)，使該漏電斷路器跳脫，以截止電源輸入該開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)車供電裝置的控制方法，其特征在于，其更包含: 當(dāng)該輸出端的電壓不大于該第一預(yù)定值時(shí)，進(jìn)入等待模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車供電裝置的控制方法，其特征在于，其中該第一預(yù)定值為零電位，該開關(guān)系為一電磁開關(guān)或一固態(tài)繼電器(SSR)。
7.一種電動(dòng)車供電裝置，包括: 一開關(guān); 一電壓偵測(cè)器，用以偵測(cè)該開關(guān)的一輸出端的電壓； 一第一繼電器，耦接于該開關(guān)，用以控制該開關(guān)； 一第一繼電器控制器，耦接于該第一繼電器，用以控制該第一繼電器； 一第二繼電器，用以于該輸出端的電壓大于一預(yù)定值時(shí)，觸發(fā)一漏電斷路器； 一第二繼電器控制器，耦接于該第二繼電器，用以控制該第二繼電器； 一控制器，耦接于該電壓偵測(cè)器、該第一繼電器控制器及該第二繼電器控制器，用以根據(jù)該輸出端的電壓，控制該第一繼電器控制器及該第二繼電器控制器； 一電流偵測(cè)器，耦接于該控制器，用以偵測(cè)該輸出端的電流 '及 一通訊裝置，耦接于該控制器，用以與一電動(dòng)車通訊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)車供電裝置，其特征在于，其更包含一溫度偵測(cè)器，耦接于該控制器，用以偵測(cè)該電動(dòng)車供電裝置的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)車供電裝置，其特征在于，其更包括: 一第三繼電器，耦接于該電壓偵測(cè)器及該輸出端，用以控制該電壓偵測(cè)器與該輸出端的連接 '及 一第三繼電器控制器，耦接于該第三繼電器及該控制器之間，用以控制該第三繼電器； 其中，于開始對(duì)該電動(dòng)車充電前，該控制器控制該第三繼電器控制器，使該第三繼電器導(dǎo)通，以偵測(cè)該輸出端的電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)車供電裝置，其特征在于，其更包括: 一負(fù)載，耦接于該第二繼電器，用以配合該第二繼電器，以觸發(fā)該漏電斷路器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)車供電裝置，其特征在于，其中該開關(guān)系為一電磁開關(guān)或一固態(tài)繼電器( SSR)。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103972856SQ201310026038
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月24日
【發(fā)明者】吳陳寬 申請(qǐng)人:昆達(dá)電腦科技(昆山)有限公司, 神達(dá)電腦股份有限公司