充电设备以及用于充电设备的故障判定方法
【专利摘要】本发明提供了一种充电设备以及一种用于充电设备的故障判定方法。在所述充电设备中，继电器允许通过开关的切换而使电流在所述充电设备内流动。加速度传感器检测所述继电器的振动并且产生加速度感测信号。控制单元接收来自所述加速度传感器的所述加速度感测信号并且检测所述充电设备的故障。
【专利说明】充电设备以及用于充电设备的故障判定方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U. S. C. 119和35U. S. C. 365要求于2013年5月13日递交的韩国专 利申请10-2013-0053862的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
【技术领域】
[0003] 本公开涉及一种充电设备以及一种用于该充电设备的故障判定方法，并且尤其涉 及一种用于车辆的充电设备以及一种用于该充电设备的故障判定方法，所述用于车辆的充 电设备检测继电器的振动以产生加速度感测信号并且接收该加速度感测信号以检测在充 电设备中的故障。
【背景技术】
[0004] 随着全球环境污染的恶化，无污染能源的使用变得愈加重要。尤其是，大都市区域 中的空气污染问题日渐恶化，并且排气是它们的主要原因之一。在这种情况下，最近研究 者正积极地进行使用电作为动力源的所谓的电动车辆的商品化，电是无污染能源。电动车 辆从外部接收电能并且用电能对电池充电，并随后使用在电池中充电的电压以通过与车轮 联合的电动机来获取动力，所述动力是机械能。即，由于电动机由在电池中充电的电压而驱 动，因此电动车辆使用大容量可再充电电池并且包括用于对大容量可再充电电池充电的充 电设备。
[0005] 充电设备被划分成快速充电器和慢速充电器。快速充电器安装在类似加油站的位 置处以用于在驾驶期间对电池进行快速充电。其充电时间占用大约20分钟。相反，慢速充 电器安装在预期了长时间停车的诸如停车场或大型购物中心的位置处。其充电时间占用大 约5小时。
[0006] 这种充电设备包括继电器，并且故障可能发生在继电器中而使得在对目标充电装 置的充电期间继电器可能由于过流或其他原因而被熔断。
[0007] 然而，常规的充电设备检测这种故障是困难的。
【发明内容】
[0008] 实施例提供一种充电设备以及一种用于该充电设备的能够易于发现该充电设备 中的故障的故障判定方法。
[0009] 在一个实施例中，充电设备包括：继电器，其允许通过开关的切换而使电流在所述 充电设备内流动；加速度传感器，其检测所述继电器的振动并且产生加速度感测信号；以 及控制单元，其分析来自所述加速度传感器的所述加速度感测信号的波形并且检测所述充 电设备中的故障，其中所述加速度感测信号的所述波形顺序地包括：小振动周期、在所述开 关的状态改变的同时的大振动周期；并且所述控制单元基于所述小振动周期中的峰值、所 述大振动周期中的峰值以及从所述小振动周期中的峰值至所述大振动周期中的峰值所花 费的时间中的至少任一因子来检测所述充电设备的故障。
[0010] 在进一步的另一实施例中，一种用于充电设备的故障判定方法包括：通过继电器 中包含的开关的切换而使电流在所述充电设备内流动；通过加速度传感器来检测所述继电 器的振动并且产生加速度感测信号；以及分析来自所述加速度传感器的所述加速度感测信 号的波形并且检测所述充电设备中的故障，其中所述加速度感测信号的所述波形顺序地包 括：小振动周期、在所述开关的状态改变的同时的大振动周期；并且所述故障的所述检测 包括基于所述小振动周期中的峰值、所述大振动周期中的峰值以及从所述小振动周期中的 峰值至所述大振动周期中的峰值所花费的时间中的至少任一因子来检测所述充电设备的 故障。
[0011] 所述加速度传感器可以附接至所述继电器并且检测所述继电器的所述振动。
[0012] 所述故障判定方法可以进一步包括：当所述继电器正常运转时，将波形因子的正 常范围存储在存储器中。
[0013] 所述故障的所述检测可以包括将所述小振动周期中的当前峰值、所述大振动周期 中的当前峰值以及从所述小振动周期中的峰值至所述大振动周期中的峰值所花费的当前 时间中的至少任一因子与相应的正常范围相比较并且当所述因子在所述正常范围之外时 检测到所述充电设备的故障。
[0014] 所述正常范围可以是所述小振动周期中的峰值的正常范围、所述大振动周期中的 峰值的正常范围以及从所述小振动周期中的峰值至所述大振动周期中的峰值所花费的时 间的正常范围中的至少任一个。
[0015] 所述故障判定方法可以进一步包括：当检测到所述充电设备中的故障时，将所述 故障通知给用户或停止对所述充电设备充电。
[0016] 一个以上实施例的细节在附图中和在以下描述中阐明。从说明书和附图中，以及 从权利要求书中，其他特征将是显而易见的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是示出根据实施例的电池充电设备对车辆充电的结构图。
[0018] 图2是简要示出根据实施例的继电器、加速度传感器以及控制单元的图。
[0019] 图3是根据实施例的将继电器的振动表示为波形的波形图。
[0020] 图4是示出根据实施例的用于充电设备的故障判定方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 现在将详细参照本公开的实施例，实施例的示例在附图中示出。在说明书中，将省 略对与本发明无关的部分的描述或图，或简要描述或绘制。相似的附图标记指始终指相似 的元件。
[0022] 将进一步理解的是，在此使用的术语"包含"和/或"包括"指定所陈述的特征或 部件的存在，但不排除一个以上其他特征或部件的存在或增加。
[0023] 将理解的是，当一个部件被称作"连接"到另一部件时，可以"直接连接"到另一部 件或用存在于它们之间的中间层而"电连接"到另一部件。
[0024] 在以下描述中，用于指代元件的诸如'模块'或'单元'的后缀的使用仅为了便于 本发明的阐述，而其本身不具有重要的含义。
[0025] 将参照附图来详细描述根据实施例的充电设备以及用于该充电设备的操作方法。 然而，本发明可以以多种不同形式来体现并且不应被解释为对在此阐述的实施例的限制； 而是，能够易于通过增加、修改、变化而得到包含在其他变劣发明中或落入本公开的精神和 范围之内的替换实施例，并且这些替换实施例将本发明的构思充分传达给本领域技术人 员。
[0026] 图1是示出根据实施例的电池充电设备对车辆充电的结构图。
[0027] 结合图1来描述根据该实施例的充电设备。
[0028] 根据该实施例的充电设备100可以包括继电器110、加速度传感器120、控制单元 130以及存储器140。然而，图1中所示的元件不是必需的并且充电设备100可以用更多个 其他元件或更少的元件来实现。
[0029] 充电设备100从供电设备200接收供电电压并且对电动车辆300充电。电动车辆 300在此例示，但本发明不限于此并且电动车辆300可用可再充电装置来替代。
[0030] 图2是简要示出根据实施例的继电器、加速度传感器以及控制单元的图。
[0031] 结合图2来描述根据实施例的继电器、加速度传感器以及控制单元。
[0032] 继电器110从控制单元130接收继电器状态改变控制信号并且控制流经充电设备 100的电流。
[0033] 如图2所示，继电器110可以包括一个以上开关。当继电器状态改变控制信号的 值对应于继电器接通时，继电器100可以接通开关。当继电器状态改变控制信号的值对应 于继电器关断时，继电器100可以关断开关。
[0034] 可以通过对加速度传感器120的输出信号进行处理来测量诸如物体的加速度、物 体的振动或对物体造成的冲击的动态力分量。由于专门感测物体的移动状态，因此加速度 传感器120用于诸如车辆、火车、船、或飞机的各种运输装置以及机器人。加速度传感器120 可以根据继电器110的开关的状态变化来感测继电器110的振动。加速度传感器120感测 继电器110的振动以产生加速度感测信号。
[0035] 控制单元130控制充电设备100的整体操作。控制单元130接收加速度传感器 120的加速度感测信号以诊断充电设备100中的故障。
[0036] 根据实施例的控制单元130控制继电器的开关的状态变化。这里，开关的状态变 化可以表示从接通状态到关断状态的变化或从关断状态到接通状态的变化。
[0037] 根据实施例的加速度传感器120可以附接到继电器100的底端并且感测继电器 110的振动。然而，加速度传感器120的位置不限于此并且可以定位在可以感测继电器100 的振动的部分处。
[0038] 通过控制单元130来诊断充电设备100中的故障的方法如下。控制单元130可以 分析来自加速度传感器120的加速度感测信号的波形并且诊断充电设备100中的故障。
[0039] 图3是根据实施例的根据继电器的振动的加速度感测信号的波形图。
[0040] 参照图3,描述了根据与开关接通/关断一致的继电器110的振动的加速度感测信 号的波形。
[0041] 根据继电器110的振动的加速度感测信号的波形顺序地包括三个振动周期：小振 动周期410、大振动周期420以及微细振动周期（finevibration period) 430。
[0042] 小振动周期410恰在继电器110的开关状态变化之前出现。在小振动周期410中， 继电器110的开关根据来自控制单元130的脉冲信号而移动以实现状态变化。由于该移动 操作，继电器110以小幅度振动。
[0043] 大振动周期420出现在继电器110的开关状态变化的瞬间。在大振动周期410中 继电器110的开关从接通（0N)状态切换成关断（OFF)状态或者从OFF状态切换成0N状 态。此时，出现了根据开关的移动的物理力并且，由于这种力，继电器100比在小振动周期 410中振动更大。
[0044] 微细振动周期430出现在继电器110的开关的状态变化之后。在微细振动周期 430中，继电器110由于出现在大振动周期420中的物理力而微细地振动。
[0045] 控制单元130可以检测在小振动周期410中的峰值A1、在大振动周期420中的峰 值A2,或从小振动周期410中的峰值A1至大振动周期420中的峰值A2所花费的时间T。
[0046] 控制单元130可以将A1、A2以及T的当前值与A1、A2以及T的正常范围相比较。 正常范围可表示当充电装置100正常运转时Al、A2以及T的范围，并且存储在存储器140 中。根据比较结果，当甚至所检测的A1、A2以及T中的任意一值都在正常范围之外时，控 制单元130会检测出继电器110的故障的发生。当由于过流或其他原因而发生例如继电器 110的开关熔断的故障时，A1或A2的幅值会下降或增大。此外，T的值会下降或增大。
[0047] 根据实施例，存储器140可以存储小振动周期410中的峰值A1、大振动周期420中 的峰值A2以及从小振动周期410中的峰值A1至大振动周期420中的峰值A2所花费的时 间T的值。
[0048] 当检测出继电器110的故障的发生时，控制单元130可以停止充电设备100的运 转或通知用户故障的发生。
[0049] 根据实施例，控制单元130可以分别将A1、A2以及T的当前值与存储在存储器140 中的正常范围相比较。
[0050] 再参照图1，描述了充电设备。
[0051] 存储器140可以存储用于控制单元130的操作的程序并且临时性地存储输入/输 出数据。
[0052] 存储器140可以包括至少一种以下记录媒介：闪存型记录媒介、硬盘型记录媒 介、多媒体卡片微型记录媒介或者卡片型存储器（例如，SD或XD存储器）、随机存取存储 器（RAM)、静态随机存取存储器（SRAM)、只读存储器（ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPR0M)、可编程只读存储器（PR0M)、磁存储器、磁盘或光盘。
[0053] 根据实施例，存储器140可以存储多种数值。
[0054] 图4是示出用于充电设备的故障判定方法的流程图。
[0055] 参照图4,描述了用于充电设备的故障判定方法。
[0056] 控制单元130根据继电器的振动来检测Al、A2以及T的值（操作S101)。
[0057] 控制单元130将所检测的Al、A2以及T的值分别与各正常范围进行比较（操作 S103)。
[0058] 当Al、A2以及T的值都分别在正常范围内时，控制单元130判定充电设备100正 常运转（操作S105)。
[0059] 当A1、A2以及T的值未分别在正常范围内时，控制单元130判定充电设备100故 障（操作S107)。
[0060] 上述实施例的上述配置以及方法不限于应用在充电设备100上。实施例的全部或 部分选择性地结合并且配置为使多种修改能够实现。
[0061] 根据实施例，能够易于检测到充电设备中的故障。
[0062] 尽管已经参照其若干示例性实施例来描述了实施例，但是应当理解，本领域技术 人员可以设计出将落入本公开的原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。尤其是， 在本公开、附图以及所附的权利要求书的范围内的对主题组合布置的组成部分和/或布置 的多种变化和修改是可能的。除了对组成部分和/或布置的多种变化和修改之外，替换使 用对本领域技术人员也将是显而易见的。
【权利要求】
1. 一种充电设备，包括： 继电器，其允许通过开关的切换而使电流在所述充电设备内流动； 加速度传感器，其检测所述继电器的振动并且产生加速度感测信号；以及 控制单元，其分析来自所述加速度传感器的所述加速度感测信号的波形并且检测所述 充电设备的故障， 其中所述加速度感测信号的所述波形顺序地包括：小振动周期、在所述开关的状态改 变的同时的大振动周期，并且 所述控制单元基于所述小振动周期中的峰值、所述大振动周期中的峰值以及从所述小 振动周期中的所述峰值至所述大振动周期中的所述峰值所花费的时间中的至少任一因子 来检测所述充电设备的故障。
2. 根据权利要求1所述的充电设备，其中所述加速度传感器附接至所述继电器并且检 测所述继电器的所述振动。
3. 根据权利要求1所述的充电设备，进一步包括存储器，在所述继电器正常运转时所 述存储器存储所述波形的所述因子的正常范围。
4. 根据权利要求3所述的充电设备，其中所述控制单元将所述小振动周期中的当前峰 值、所述大振动周期中的当前峰值以及从所述小振动周期中的峰值至所述大振动周期中的 峰值所花费的当前时间中的至少任一因子与相应的正常范围相比较并且当所述因子在所 述正常范围之外时检测到所述充电设备的故障。
5. 根据权利要求4所述的充电设备，其中所述正常范围是所述小振动周期中的峰值的 正常范围、所述大振动周期中的峰值的正常范围以及从所述小振动周期中的峰值至所述大 振动周期中的峰值所花费的时间的正常范围中的至少任一个。
6. 根据权利要求1所述的充电设备，其中，当检测到所述充电设备中的故障时，所述控 制单元将所述故障通知给用户或停止对所述充电设备充电。
7. -种用于充电设备的故障判定方法，包括： 通过继电器中包含的开关的切换而使电流在所述充电设备内流动； 通过加速度传感器来检测所述继电器的振动并且产生加速度感测信号；以及 分析来自所述加速度传感器的所述加速度感测信号的波形并且检测所述充电设备中 的故障， 其中所述加速度感测信号的所述波形顺序地包括：小振动周期、在所述开关的状态改 变的同时的大振动周期；并且 所述故障的所述检测包括基于所述小振动周期中的峰值、所述大振动周期中的峰值以 及从所述小振动周期中的峰值至所述大振动周期中的峰值所花费的时间中的至少任一因 子来检测所述充电设备的故障。
8. 根据权利要求7所述的故障判定方法，其中所述加速度传感器附接至所述继电器并 且检测所述继电器的所述振动。
9. 根据权利要求7所述的故障判定方法，进一步包括当所述继电器正常运转时将波形 因子的正常范围存储在存储器中。
10. 根据权利要求9所述的故障判定方法，其中所述故障的所述检测包括将所述小振 动周期中的当前峰值、所述大振动周期中的当前峰值以及从所述小振动周期中的峰值至所 述大振动周期中的峰值所花费的时间中的至少任一因子与相应的正常范围相比较并且当 所述因子在所述正常范围之外时检测到所述充电设备的故障。
11. 根据权利要求10所述的故障判定方法，其中所述正常范围是所述小振动周期中的 峰值的正常范围、所述大振动周期中的峰值的正常范围以及从所述小振动周期中的峰值至 所述大振动周期中的峰值所花费的时间的正常范围中的至少任一个。
12. 根据权利要求7所述的故障判定方法，进一步包括：当检测到所述充电设备中的故 障时，将所述故障通知给用户或停止对所述充电设备充电。
【文档编号】G01R31/00GK104158238SQ201410201360
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】任昌俊 申请人:Ls产电株式会社