专利名称：带控制器的充电电缆的制作方法
技术领域：
下面描述总体上涉及电动车辆以及混合动力电动车辆所用的充电电缆。
背景技术：
在包括插入式混合动力电动车辆的许多电动车辆中，是从公共电力设施 (utility)电源(例如，从电力设施接收电的公用或私用插座)来给车辆电池充电。充电电 缆被用来将车用公共电力设施电源连接到车辆电池。充电电缆将电动车辆中的充电系统连接到公共电力设施的电力。一旦被连接，通 常车辆充电系统开始对车辆电池进行充电，直到该电池被完全充满为止。为了减少费用，用 户可等到公共电力设施费率减价时(例如，在夜间时段期间)才将车辆插入电源，但是可能 会发生当用户忘记或者无法在适当的时间将充电电缆插入时车辆未被充电的情况。因此，期望提供一种充电电缆，其用于在公共电力设施费率减价时对车辆电池方 便的充电。此外，由随后的详细描述和所附权利要求，并且结合附图以及前述的技术领域和 背景技术，其它期望的特征和特性将变得明显。
发明内容
根据各个示例性实施方式，充电电缆被构造成将车辆电池电耦接至公共电力设施 电源，该充电电缆包括车辆连接器、数据模块、以及控制模块。车辆连接器被构造成连接到 车辆上的充电端口。数据模块被构造成从公共电力设施电源接收公共电力设施数据，以及 从车辆接收车辆数据。控制模块被通信地耦接至数据模块，并且该控制模块被构造成基于 公共电力设施数据和车辆数据对在公共电力设施电源与充电端口之间的电耦接器进行控 制。优选地，所述充电电缆进一步包括被通信地耦接到所述数据模块的通信模块，所述通信 模块被构造成通过网络来发送和接收所述公共电力设施数据及所述车辆数据。优选地，所 述控制模块进一步包括基于所述公共电力设施数据和所述车辆数据来确定充电时间表的 处理器。优选地，所述充电时间表是使用一天中的当前时刻、所述公共电力设施电源的电压 电平、包括公共电力设施费率时间表的所述公共电力设施数据、以及包括所述车辆电池充 电水平的所述车辆数据来确定的。优选地，所述充电电缆进一步包括被构造成显示所述车 辆电池充电状态以及接受用户输入的用户接口。优选地，所述充电电缆进一步包括被通信 地耦接到所述数据模块的测量模块，所述测量模块被构造成测量电力使用量并产生使用量 数据，其中所述使用量数据被保留在所述数据模块中。优选地，所述充电电缆进一步包括被 构造成显示充电状态的充电状态指示器。优选地，所述充电电缆进一步包括被构造成显示 公共电力设施电力状态的公共电力设施电力状态指示器。优选地，所述公共电力设施电力 状态包括电力连接状态和接地连接状态。车辆充电电缆的另一个实施例包括数据通信系统、控制系统、以及用户接口。数 据通信系统被构造成与家庭区域网通信，并且还被构造成与车辆通信。控制系统包括数据 模块和控制模块。数据模块被通信地耦接至数据通信系统，并且被构造成保留公共电力设施费率和电力使用量信息。控制系统被通信地耦接至数据模块，并且被构造成对公共电力设施电源与车辆电池之间的电耦接器进行控制。控制模块基于公共电力设施费率和电力使 用量信息来计算充电时间表。用户接口被构造成显示车辆电池的充电状态并且被构造成接 受用户输入。优选地，所述控制系统进一步包括通信地耦接至所述数据模块的测量模块，所 述测量模块被构造成测量电力使用量并产生使用量数据，其中所述使用量数据被存储在所 述数据模块中。优选地，所述控制模块基于所述公共电力设施费率和所述使用量数据来计 算使用量费用。优选地，所述测量模块包括被构造成测量经过所述车辆充电电缆的电流的 电流表。另一个示例性实施方式包含一种包括车辆连接器和控制模块的装置。车辆连接器 被连接至电力电缆，该电力电缆被构造成供应电力以便给车辆电池充电。车辆连接器被构 造成连接到带有充电端口的车辆。控制模块被连接到电力电缆。控制模块被构造成从公共 电力设施电源接收公共电力设施数据，从车辆接收车辆数据，以及基于公共电力设施数据 和车辆数据来调整供应至车辆电池的电力。优选地，所述装置进一步包括被连接到所述电 力电缆的公共电力设施连接器，其中所述公共电力设施连接器被构造成连接到公共电力设 施电源插座。优选地。所述电力电缆包括公共电力设施端和车辆端，其中所述控制模块包 括在所述电缆的所述公共电力设施端处的第一模块，以及在所述电缆的所述车辆端处的第 二模块，所述电力电缆还包括通信地耦接至所述第一模块和所述第二模块的通信电缆。优 选地，所述装置包括通信地耦接至所述控制模块的发送器，其中所述发送器被构造成发送 所述车辆数据。优选地，所述装置包括通信地耦接至所述控制模块的显示器，其中所述显示 器被构造成指示所述车辆电池的充电状态。优选地，所述显示器包括发光二极管。优选地， 所述装置包括被构造成向所述控制模块发送用户输入信号的用户输入装置，其中所述控制 模块被构造成基于来自所述用户输入装置的所述用户输入信号来进一步调整供应给所述 车辆电池的所述电力。
通过结合以下附图来参考详细说明和权利要求，可获得对该主题更加完全的理 解，附图中相同的附图标记指示相同的元件，且图1是示出了电动车辆和示例性充电电缆的简图；图2是示出了示例性充电电缆的框图；图3是示例性充电电缆的透视图；图4是将示例性充电电缆作为网络的一部分而示出的简图；以及图5是对车辆进行充电的示例性方法的流程图。
具体实施例方式以下的详细描述在本质上仅仅是示例性的，且并不意图限制本发明、或其应用和 使用。此外，也决不意图通过在前面的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的详细描述 中的任何明示或暗示的理论来加以约束。在一个示例性实施方式中，用于电动车辆的充电电缆包括控制模块，该控制模块 被构造成基于公共电力设施费率对充电电缆模块内的电耦接器进行控制，以便降低电动车辆充电的费用。该示例性充电电缆还可与公共电力设施电源(例如，电力公司)通信，以便 接收公共电力设施费率信息，以及监测和记录，并将消费者能量使用量数据传送给电力公 司或其他接受者。在充电电缆的一个实施方式中，电缆中的控制模块根据公共电力设施费 率确定充电时间表以缩减充电费用。然后，控制模块根据该充电时间表来指导电耦接器，用 以将车辆连接以便充电，或者将车辆与公共电力设施电源断开。现在将特别参考附图，提供 一些示例性实施方式的细节。图1示出了带有公共电力设施端110和车辆端120的充电电缆100。图1还示出了带有充电端口 12、车辆充电系统14、以及车辆电池16的车辆10。车辆10被图示成位于 带公共电力设施电源插座172的车库内，该公共电力设施电源插座172被连接到公共电力 设施电源170。车辆10可以是任意插入式电动车辆，包括插入式混合动力电动车辆。示例 性实施方式中的充电电缆100的车辆端120被构造成与充电端口 12连接，以便当公共电力 设施端110通过公共电力设施电源插座172被连接到公共电力设施电源170时，将车辆充 电系统14和车辆电池16电耦接到公共电力设施电源170。图2示出了带有控制系统105的充电电缆100的示例性实施方式的框图。在该示 例性实施方式中，控制系统包括包含处理器的控制模块102、数据模块104、测量模块106、 带有接收器132和发送器134的通信模块130、带有用户接口显示器的显示模块140、带有 用户输入装置的用户输入模块150、以及电耦接器160。在替代性的实施方式中，这些模块 可以与控制系统105分开，并且视情况被耦接至控制系统105。控制系统105可被容纳在位 于公共电力设施端110或车辆端120处的壳体内，或者被容纳在连接至充电电缆100的分 开的壳体内。可替代地，控制系统105可具有被容纳在连接至充电电缆100的不同壳体内 的模块，并且这些模块视情况被通信耦接。在一个示例性实施方式中，充电电缆100具有公共电力设施连接器112以及位于 公共电力设施端110内的接地故障电流中断(GFCI)装置114。公共电力设施连接器112 被构造成连接到公共电力设施电源插座172(图1)。公共电力设施电源插座172可被构造 成任意类型的电源插座，例如，110V，或者220V。公共电力设施连接器112可被构造成连接 到标准类型的电源插座，或者可被构造成接纳适配器，以连接到不止一种类型的电源插座。 在一个实施方式中，公共电力设施端110包含检测电源插座处可用的电压电平的测量模块 106。充电电缆100可与电源插座一起使用，所述电源插座被构造成输送110VAC或220VAC， 以及其它电压，例如，在美国或国际上可用的任意壁电压。控制模块102可以是在电路板上使用的模块，并且可以与处理器一起使用。在一 个示例性实施方式中，控制模块102基于公共电力设施电压的电压电平、车辆电池电平、公 共电力设施电力费率、以及充电率来确定车辆电池的充电时间表。其它因素可以被用于确 定包括有预计时间的车辆电池充电时间表，以便实现完全充电。用于确定充电时间表的信 息可以被存储在数据模块104内。示例性实施方式中的控制模块102从电力公司或其它电 力供应源获得公共电力设施数据，并且还从车辆获得车辆数据。在该示例性实施方式中，公共电力设施数据包括公共电力设施费率，该公共电力 设施费率包括基于时间表的电费，该时间表可包括基于许多不同因素(例如，当日的时间、 当年的时间、地区或家庭的峰值需求使用、以及电力公司的峰值需求使用)的公共电力设 施费率中的变化。公共电力设施数据还可包括从电力公司接收到的有关充电电缆100连接到的电网的当前状况的信息。在该示例性实施方式中，车辆数据包括车辆电池电平，以及涉 及车辆电池和车辆的其它信息。控制模块102可使用车辆数据、公共电力设施数据、以及其 它数据(例如，来自测量模块106的信息)以便确定具有较低充电费用的充电时间表。在 一个替代性实施方式中，控制模块102可基于公共电力设施的峰值使用量及需求来确定充 电时间表，并且可基于从公共电力设施电源接收到的涉及峰值使用量及需求的新数据来定 期更新该充电时间表。 在示例性实施方式中的控制模块102被通信耦接以指导电耦接器160来控制输送 至车辆充电系统14的电流。在一个实施方式中，电耦接器160是在充电电缆100的端部间 连接公共电力设施的电力并且允许电流流动以便给车辆电池16充电的开关。电耦接器控 制装置160可为任意类型的开关，例如，由控制模块102控制的继电器或晶体管。在一个实 施方式中，电耦接器160控制经过充电电缆100的电流，并且可包括电流限制开关或其它装 置以控制电流。数据模块104是被构造成存储数据的任意模块。在该示例性实施方式中，数据模 块被作为随机存取存储器使用。各种类型的存储器都可被用于数据模块104，例如，随机存 取存储器、闪速存储器、只读存储器、磁鼓存储器、磁芯存储器、磁泡存储器、磁扭线存储器、 和/或其它类型的磁储存器或非磁储存器。测量模块106是具有测量公共电力设施电源插座172处的电力以及流过充电电 缆100的电力的电特性的能力的任意硬件和/或软件模块。在一个示例性实施方式中，测 量模块106包括用于测量公共电力设施电源插座172处的交流电力的电压电平的电路(例 如，电压表或电压比较器电路)，还包括用于测量通过充电电缆100流至车辆10的电流的 电路(例如，电流表)。涉及测量值的数据被储存在数据模块104内。在一个实施方式中， 控制模块102使用公共电力设施电压电平值和通过充电电缆100的电流值来计算给车辆电 池16充电所用的电能，例如，所用的总瓦数或总千瓦数。控制模块102还可基于公共电力 设施费率来计算所用电能的费用，例如，千瓦/小时的费用，以确定给车辆充电所用的平均 费用。在一个实施方式中，数据模块还从车辆10接收里程信息，并且计算给车辆电池16充 电的每英里的费用。通信模块130是被构造成发送和/或接收数据的任意装置。在一个实施方式中， 通信模块130是被构造成使用无线通信标准(例如，各种IEEE标准或其它标准中的任意一 种)来无线地发送和接收信号的装置。在其它实施方式中，通信模块130是被构造成通过 有线连接(例如，电力电缆、网络电缆、或其它数据电缆)来发送数据的装置。通信模块130 可使用这些装置来连接到网络，例如，个人区域网、家庭区域网、广域网、和/或其它网络。 在一个实施方式中，通信模块130将数据传送至车辆10上的通过网络发送数据的车辆通信 装置，例如，RF发送器/接收器。通信模块130可通过网络将数据发送至公共电力设施源， 例如，电能使用量数据。在一个实施方式中，通信模块130以全双工模式同时发送和接收数 据。在其它实施方式中，通信模块130以半双工模式发送和接收数据。在一个替代性的实施 方式中，通信模块130通过网络将数据发送至确定车辆电池16的充电时间表的处理器，并 且将该充电时间表作为公共电力设施数据发送至通信模块130。通信模块130可被用于通 过网络发送和接收数据，以方便用户接口。用户可接收与车辆10的电能使用相关的信息， 并且提供输入以用于调整充电时间表。
在图2所示的实施方式中，用户接口可以是包括显示装置140和用户输入装置150 的控制系统105的一部分。显示器140是以可视形式传递信息的任意装置。例如，在一个 实施方式中显示器140可以是液晶显示屏，其能够随着控制模块102的控制显示各种字符。 用户输入装置150是允许用户将数据输入到控制系统105中的任意装置。在图3所示的实施方式中，用户接口包括显示器140和用户输入装置150，其中显 示器140包括发光二极管(LED) 141 147，用户输送装置150包括超驰按钮124。电力电 缆101和通信电缆103可被耦接在公共电力设施端110与车辆端120之间。在该示例性实 施方式中，充电电缆100包括在其两端处形式为发光二极管的显示装置。其它显示装置可 用于充电电缆100的一个或两个端部，以及连接至充电电缆100的其它壳体。公共电力设 施端110可包括各种二极管以指示不同的状况。例如，第一 LED 141可指示公共电力设施 电源插座172处是否存在电力。第二 LED 142可指示在公共电力设施电源插座172处是否 检测到正确的接地电路，第三LED 143可指示充电时间表的状态。其它实施方式可以任意 方式指示任意其它类型的信息。在示例性实施方式中，在发光二极管所用之处，LED可通过发出变换颜色的光、发 出稳定的光、发出闪烁的光、和/或发出不同亮度水平的光来指示状态。在该示例性实施方 式中，第一 LED 141和第二 LED 142发出稳定的光以指示在公共电力设施电源插座172处 检测到正确的电连接，而第一 LED 141和第二 LED 142熄灭则指示没有检测到这样的电连 接。在一个实施方式中，当在公共电力设施电源插座172处检测到电力并且检测到不正确 的接地连接时，第二 LED 142显示闪烁的光以指示不正确的接地连接。在该示例性实施方 式中，第三LED 143采用闪烁的绿光来指示车辆电池16当前正在充电，并且采用稳定的绿 光来指示充电完成。第三LED 143可发出闪烁的淡黄色光以指示此时根据充电时间表充电 被延迟。在其它实施方式中，LED和其它显示装置可使用其它方法和结构来指示情况和状 态。在该示例性实施方式中，充电电缆100的车辆端120包括以和第一 LED、第二 LED 及第三LED相同的方式来指示相同状态的三个LED (第四LED 145、第五LED 146、以及第六 LED 147)。显示器可被置于电缆的两端，以便在两个位置处指示相同的状态信息。其它显 示器可在一个或多个位置处指示相同信息或不同信息。在一个示例性实施方式中，充电电缆100包括安全装置，例如，接地故障电流中断 (GFCI)电路。GFCI电路可被容纳在公共电力设施端110内，并且可包括GFCI测试按钮116 和GFCI重置按钮118。GFCI电路对交流(AC)线路上的电流进行比较。AC线路之间的不平 衡说明接地故障，并且电路被切断，例如，当发生对地短路时。充电电缆100可包括用户输入装置，例如，超驰按钮124。超驰按钮124被用来使 充电延迟无效。在一个实施方式中，当用户将带有车辆连接器122的车辆端120连接到充 电端口 12(图1)以便给车辆电池16充电时，控制系统105(图2)可确定是否通过公共电 力设施电源插座172(图1)与公共电力设施的电力实现了正确的连接，以及是否与车辆充 电系统14实现了正确的连接。然后，控制模块102(图2)可发送信号给显示器140以便指 示该电连接的状态。基于充电时间表，控制模块102可确定充电中的延迟将会具有有利的 费用好处。在该示例中，控制模块102接着发送信号给显示器140以便指示充电被延迟。 如果用户不想延迟充电，而是需要使该延迟无效并且立刻开始充电，那么用户可按下超驰按钮124。然后，控制模块102将接收来自超驰按钮124的信号，并发送信号给电耦接器装 置160 (图2)以便开始充电。控制模块102还可发送信号给显示器140以便指示车辆电池 16当前正在充电。在其它实施方式中，可使用其它用户输入装置，例如，触摸屏、多个按钮、 度盘(dial)、开关、和/或键。如图4所示的一个实施例中，用户输入装置可以是通过网络 200被连接至通信模块130的计算机180。
图4示出了通过通信链路202被连接到网络200的充电电缆100。通过被连接到 网络200的通信链路202，公共电力设施电源170、计算机180、车辆10、和/或电力公司190 也可被连接到充电电缆100。其它装置也可通过网络200连接到充电电缆100，例如，家庭 电能管理系统。网络200可以是如图4的示例性实施方式中所示的网络。可替代地，网络 200可以是多重网络。连接到网络200的装置在它们之间可具有比图4中示出的更多的通 信链路202，或者更少的通信链路202。公共电力设施电源170是能够发送和/或接收信息的供电系统的任意部分。在一 个实施方式中，公共电力设施电源170是接收和转发关于电网状态信息的功率表。在另一 个实施方式中，公共电力设施电源170是用于一部分电网的集中式控制器。公共电力设施 电源170可为了不同的目的与充电电缆100来交换信息。例如，在一个实施方式中，公共电 力设施电源170接收涉及给车辆电池16(图1)充电所用的电力的使用量数据，并且将这些 信息格式化以便显示给消费者。与充电电缆100的通信还可以被用来管理通过电网的电力 使用量及峰值电力使用量。例如，公共电力设施电源170可以检测到电网处于或接近输出 能力的状况，并且与充电电缆100通信以便延迟对车辆电池的充电，或者减少输送至车辆 电池16的电流，从而减小电网上的当前电力负载。公共电力设施电源170可接收与当前充 电时间表相关的信息，包括预计的完成时间，并且可以对该充电时间表进行调整以便管理 电网上的负载。为了其它原因以及为了其它功能，公共电力设施电源170可通过通信模块 130与充电电缆100通信。在一个实施方式中，充电电缆100接收与充电电缆100和车辆10的当前地理位置 相关的信息。可通过网络200或者可通过与车辆10内的装置(例如，GPS接收器或其它无线 接收器)通信来接收当前的地理位置。当前地理位置可用于确定是哪一个电力公司190在 供应电力，以及确定电力公司190的费率结构。在一个替代性的实施方式中，充电电缆100 基于网络200的网络连接来确定当前的地理位置。例如，当车辆10在家庭位置处充电时， 充电电缆100可使用一个到家庭区域网的网络连接来连接，而当在办公室位置处对车辆充 电时，充电电缆可连接到另一个网络连接。在该示例性实施方式中，当给车辆10充电时没 有接收到当前地理位置信息时，充电电缆100包括给车辆10充电所用的远程充电设置。充 电电缆100还可存储来自远程位置处的充电的远程充电信息，并且可为了开账单的目的将 该远程充电信息发送给电力公司。这可方便所涉及的电力公司向车主开账单，而无需顾及 充电位置和/或电网。在一个实施方式中，通过改变充电的起始时间充电电缆100方便对电网上峰值电 力负载进行管理。如果许多不同的车辆或者其它电装置被设置成当公共电力设施费率变化 时自动开始吸取电力，由此在公共电力设施费率变化时产生电力波动，那么这可以是有用 的。例如，充电电缆100可包括随机数发生器以便从公共电力设施费率降低起始时延迟充 电的开始，同时在公共电力设施费率降低时允许对车辆电池完全充电。在该示例性实施方式中，如果装置的重要部分使用了随机延迟，那么负载波动可以被减小。可替代地，通过与 电力公司190或公共电力设施电源170另外的控制源通信，采用命令以便在特定时间减小 或延迟车辆10的充电，可以实现负载管理。计算机180是可由人操作的任意计算机。在一个实施方式中，计算机180与充电 电缆100通信以便调整充电时间表。例如，如果用户想要改变定期的充电时间表以便在不 同日期的不同时刻完成充电，那么一个实施方式可允许用户使用计算机180来调整该时间 表。充电电缆100可收集数据(例如，公共电力设施的数据和车辆数据)，并且将该数据发 送给计算机180，以便显示给用户。电力公司190是供应车辆电池16充电所用电力的任意公司。电力公司190可与 充电电缆100通信，并且可以从充电电缆100接收用于开账单或其它目的的数据。在一个 实施方式中，电力公司190通过网络200发送公共电力设施费率信息。该公共电力设施费 率信息被充电电缆100接收，以便用在充电时间表中。图5示出了根据给车辆电池充电的示例性方法500的流程图。示例性方法500开 始于步骤510。在该示例性实施方式中，当公共电力设施连接器112(图2)被连接到公共电 力设施电源插座172(图1)时，充电电缆100显示公共电力设施的电力状态(步骤512)。 公共电力设施状态可在一个或多个位置处被显示，例如，在车辆端120以及在公共电力设 施端110(图3)处。随着公共电力设施状态被显示，用户可迅速确定公共电力设施的电力 是否可用于给车辆电池16(图1)充电。充电电缆可在连接到公共电力设施电源170之前 或之后被连接到充电端口 12。在示例性方法500中，在电力被正确连接到充电电缆100之后，该充电电缆可与车 辆连接器122连接起来，车辆连接器122连接到车辆10上的充电端口 12(图1)。在该示例 性实施方式中，将车辆连接器122连接到车辆10建立起在车辆10与控制模块102(图2) 之间的通信耦接。在其它实施方式中，采用无线通信来建立与车辆10的通信。在该示例性 实施方式中，随着控制模块102被通信耦接到车辆10，控制模块102接收车辆数据(步骤 514)。车辆数据可被存储在数据模块104(图2)中，并且车辆数据可包括车辆电池16充电 信息的状态以及其它数据。在如图5的示例性方法500所示的步骤516中，控制模块102接收公共电力设施 的数据。公共电力设施的数据可包括公共电力设施费率时间表，其在不同时间的用电具有 不同的费率。例如，公共电力设施费率在夜间时段可较低，例如，从晚上9:00到次日早晨 7:00。公共电力设施费率可基于许多因素而变化。在一个实施方式中，公共电力设施的数 据还包括关于电网上峰值负载的信息。可通过任意的数据通信方法(例如，互联网)，或者 通过包括蜂窝电话网络的电话系统，从电力公司190(图4)接收公共电力设施的数据。在 该示例性实施方式中，充电电缆100将公共电力设施的数据存储在数据模块104(图2)中。在该示例性实施方式中，控制模块102(图2)基于车辆数据和公共电力设施的数 据来确定充电时间表(步骤518)。在图5所示的示例性方法500中，充电电缆100继续接 收车辆数据和公共电力设施的数据，并且在步骤518中继续更新充电时间表。在一个实施 方式中，车辆数据被用来估计对车辆电池16进行完全充电所需的电力。公共电力设施的 数据可包括在公共电力设施电源插座172处可获得的电压电平，以及被输送给车辆电池的 电流的最大安培数。在该示例性实施方式中，可获得的电压电平和最大安培数被用来计算最大充电率，并且该估计的所需电力和最大充电率一起用于确定估计的最小充电时间。充 电完成时间可通过系统默认设置(例如，当公共电力设施费率从低费用变至较高费用的时 间)来确定，或者可作为来自用户的输入而接收。充电完成时间与估计的最小充电时间一 起被用在该示例性实施方式中以便确定充电开始的时间。例如，如果估计的充电时间比具 有低公共电力设施费率的时段长，那么可在公共电力设施费率开始降低之前开始充电。在 其它实施方式中，可使用其它因素来确定和更新充电时间表，例如，可通过网络200(图4) 或者用户输入装置150(图2)接收的用户输入。在一个实施方式中，如果用户提供输入以 使充电时间表无效，那么该充电时间表被忽略，以便在可获得电力的最高费率时开始充电， 而无需考虑费用或其它因素。还可基于充电的电池状态(SOC)来确定充电完成时间。
在示例性方法500中，控制模块102使用充电时间表以确定将车辆10中的充电系 统14(图1)连接到公共电力设施电源170的时间。控制模块102(图2)基于充电时间表 来控制电耦接器160 (步骤520)以减少对车辆电池16充电的费用。示例性方法500允许 车辆用户在较低的公共电力设施费率可用之前的任意时刻将充电电缆100连接到车辆10， 并且仍然具有低充电费用的好处。例如，车辆10的操作者可到家，或者到具有公共电力设 施电源插座172的另一个地点，并且在下午5:00时将充电电缆100连接到公共电力设施电 源插座172和车辆端口 12。在该示例中，充电电缆100然后接收包括车辆电池16充电状态 的车辆数据，并且还接收当地公共电力设施费率，从而确定充电时间表。该充电时间表可估 计到需要六个小时来给车辆电池16完全充电，并且可在晚上9:00当公共电力设施费率降 低时将车辆充电系统14连接到公共电力设施电源170。在该示例中，充电将会继续，直到充 电系统14指示充电完成时为止，该充电完成可能发生在次日凌晨3 00左右。在示例性方法500中，控制模块102 (图2)使用显示器140显示充电状态(步骤 522)。在该示例性实施方式中，显示器140向用户提供关于充电时间表以及是否车辆电池 16当前正在充电还是被延迟的反馈。如果充电被延迟而用户不希望延迟，那么用户可通过 用户输入指示充电应当开始。然后，充电时间表将被更新，并且能够开始充电。在该示例性实施方式中，充电电缆100(图2)还具有测量模块106，并且测量电力 使用量(步骤524)。测量的电力使用量可被作为数据存储在数据模块104中。在该示例 性实施方式中，包括电力使用量数据的数据通过网络被发送给电力公司190(图4)(步骤 526)。在其它实施方式中，数据被发送给车辆10，以及计算机180，用于显示和/或反馈控 制。示例性方法500结束于540。图5中所示的示例性方法500是对车辆电池进行充电的 一个方法实施方式。然而，其它方法可包括额外的步骤，或者包括更少的步骤。还可以修改 方法步骤的顺序和使用。在各个实施方式中，充电电缆100可以被生产为具有整体连接到控制模块和/或 其它模块的电力电缆101 (图3)。在其它实施方式中，控制模块和/或其它模块可与电力 电缆101分开制造，并且被连接到公共电力设施端110和/或车辆端120。例如，控制系统 105(图2)可被容纳于连接在车辆连接器122与充电端口 12(图1)之间的模块中，和/或 被容纳于连接在公共电力设施连接器112 (图2)与公共电力设施电源170 (图1)之间的模 块中。给车辆电池充电的示例性方法500以及充电电缆100的示例性实施方式可以各种 方式提供优于现有充电电缆和充电方法的优点和改进。在一个实施方式中，充电电缆100为消费者提供了降低电动车辆充电费用的便利系统。在另一个实施方式中，充电电缆100 为电力公司提供了管理负载平衡的能力。充电电缆100的一个实施方式既为消费者也为电 力公司提供了接收有关电动车辆电力使用量的反馈的能力。前面的描述涉及被“连接”或“耦接”在一起的元件或节点或特征。除非另外明确地表述，否则如本文所用，“连接”是指一个元件/节点/特征在机械的、逻辑的、电的、或其 它合适的意义上被直接接合到另一个元件、节点或其它特征，或者直接与其通信。同样地， 除非另外明确地表述，否则“耦接”是指一个元件/节点/特征在机械的、逻辑的、电的、或 其它合适的意义上被直接或间接地接合到另一个元件、节点或其它特征，或者直接或间接 地与其通信。术语“示例性”是以“示例”的意义而不是以“模型”的意义被使用。另外，尽 管附图可描绘元件的示例布置，但是在实际的实施方式中可以存在额外的中间元件、装置、 特征、或部件。尽管在前面的详细描述中已经提供了至少一个示例性实施方式，但是应当认识到 的是，还存在有大量的变型。还应当认识到的是，一个或多个示例性实施方式仅仅是示例， 且并不意图以任何方式限制本发明的范围、应用或构造。相反，前面的详细说明将为本领域 中的技术人员提供用于实施该一个或多个实施方式的便利的路线图。应当理解的是，在不 背离由所附权利要求及其法律上的等同物所描述的本发明范围的情况下，可以在功能和元 件布置上实现各种变化。
权利要求
一种充电电缆，其被构造成将车辆电池电耦接到公共电力设施电源，所述充电电缆包括车辆连接器，其被构造成连接到车辆上的充电端口；数据模块，其被构造成从所述公共电力设施电源接收公共电力设施数据，以及从所述车辆接收车辆数据；控制模块，其被通信地耦接到所述数据模块，所述控制模块被构造成基于所述公共电力设施数据和所述车辆数据对位于所述公共电力设施电源与所述充电端口之间的电耦接器进行控制。
2.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，进一步包括被通信地耦接到所述数 据模块的通信模块，所述通信模块被构造成通过网络来发送和接收所述公共电力设施数据 及所述车辆数据。
3.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，所述控制模块进一步包括基于所述 公共电力设施数据和所述车辆数据来确定充电时间表的处理器。
4.根据权利要求3所述的充电电缆，其特征在于，所述充电时间表是使用一天中的当 前时刻、所述公共电力设施电源的电压电平、包括公共电力设施费率时间表的所述公共电 力设施数据、以及包括所述车辆电池充电水平的所述车辆数据来确定的。
5.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，进一步包括被构造成显示所述车辆 电池充电状态以及接受用户输入的用户接口。
6.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，进一步包括被通信地耦接到所述数 据模块的测量模块，所述测量模块被构造成测量电力使用量并产生使用量数据，其中所述 使用量数据被保留在所述数据模块中。
7.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，进一步包括被构造成显示充电状态 的充电状态指示器。
8.根据权利要求1所述的充电电缆，其特征在于，进一步包括被构造成显示公共电力 设施电力状态的公共电力设施电力状态指示器。
9.一种车辆充电电缆，包括数据通信系统，其被构造成与家庭区域网通信，并且被构造成与车辆通信；控制系统，其包括数据模块，其通信地耦接到所述数据通信系统，所述数据模块被构造成保留公共电力 设施费率和电力使用量信息；以及控制模块，其通信地耦接到所述数据模块，并且被构造成控制公共电力设施电源与车 辆电池之间的电耦接器，其中所述控制模块基于所述公共电力设施费率和所述电力使用量 信息来计算充电时间表；以及用户接口，其被构造成显示所述车辆电池的充电状态，并且被构造成接受用户输入。
10.一种装置，包括车辆连接器，其被连接到构造成为车辆电池充电供应电力的电力电缆，其中所述车辆 连接器被构造成连接到带有充电端口的车辆；以及控制模块，其被连接到所述电力电缆，其中所述控制模块被构造成从公共电力设施电 源接收公共电力设施数据并且从所述车辆接收车辆数据，以及基于所述公共电力设施数据和所述车辆数据来调整供应给所述车辆电池的电力 。
全文摘要
本发明涉及一种带控制器的充电电缆。具体地，公开了一种车辆充电电缆，其被构造成从公共电力设施电源给车辆上的车辆电池充电，该电缆包括车辆连接器和控制模块。车辆连接器被连接到构造成为车辆电池充电供应电力的电力电缆。车辆连接器被构造成连接到车辆上的充电端口。控制模块被连接到电力电缆。控制模块被构造成从公共电力设施电源接收公共电力设施数据，并且从车辆接收车辆数据，以及基于该公共电力设施数据和车辆数据对供应给车辆电池的电力进行调整。
文档编号B60L9/00GK101811446SQ201010001449
公开日2010年8月25日 申请日期2010年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者C·R·马基维奇, G·J·基塞尔, J·贝雷萨, R·A·博菲特, R·L·维塔尔 申请人:通用汽车环球科技运作公司