用于向电动或混合动力车辆充电的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种为电动或混合动力车辆充电的系统（10），包括：交流充电连接器（12），其可经由电连接插座（4）连接到家庭配电网络，高插座（4）具有温度敏感装置（8）；以及处理模块（20、CAN、UT），该处理模块用于确定是否使用家庭充电模式（模式1），其特征在于：该系统还包括当使用家庭充电模式时被激活的用于对温度敏感装置进行极化的模块（SP、RP），以及用于凭借极化后的温度敏感装置确定代表电连接插座的温度的值的模块（24）。
【专利说明】用于向电动或混合动力车辆充电的系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明大致涉及电动车辆和混合动力车辆的用户的安全性，这些车辆的充电是通过将它们连接至电力网络来实现的。更具体地，本发明涉及其充电可以特别在私人电气系统或者家庭网络中执行的电动或者混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]为了使这种类型车辆的不同充电方法标准化，标准草案IEC61851-1推荐了处于车辆等级的充电系统，该充电系统必须通过交流充电连接器经由被称为操控线(pilotline)的线路与配电网络通信，根据所用的充电模式(例如此课题定义的模式3中)，凭借被称为“操控电路”的控制电路强加多个附加功能。
[0003]在标准草案中定义的被称为“模式I”的第一充电模式对应于电动或混合动力车辆在私人电气系统或者家庭网络中的充电。此充电模式造成的具体问题是长时间需要大量功率,这可导致重复使用中某些元件(例如连接到网络的电插座)的过热。
[0004]尽管用来保护电插座防止过热(过热会导致操作这些插座的用户烫伤或者在极度过热的情况下着火)的装置在现有技术中是已知的，但是这些装置不适用于如当前标准所推荐的充电系统。作为示例，文献DE3331847示出了配备有如果插座变热时则将电路断开的双金属元件的电插座并不适用于允许根据不同模式经由操控线进行充电的充电系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺点，并且特别地，首先提出一种用于在家庭配电网络中充电的安全的充电系统。
[0006]为此目的，本发明的第一方面涉及一种用于向电动或混合动力车辆充电的系统，该系统包括可经由具有温度敏感装置的电插座连接到家庭配电网络的交流充电连接器，和用于确定家庭充电模式是否被使用的处理模块，其特征在于，所述充电系统还包括当使用家庭充电模式时被激活的用于对温度敏感模块进行极化(polarizing)的极化模块，以及用于凭借被极化的温度敏感装置来确定代表电插座的温度的值的模块。这样的充电系统允许检测使用的充电模式是否是家庭充电模式(即根据标准草案IEC61851-1的模式1)，而且在这种情况下，通过控制充电期间电插座的温度来保护充电安全，通过使用极化模块来监视集成到插座中的温度敏感装置的变化。该充电系统特别适合于较旧的或老式的电气设备，和/或当使用不适当的延长线路时，因为它有助于防止插座连接到家庭配电网络的位置过热。此外，这样的充电系统被证明是经济上可行的，到其实施的附加成本是低的程度。
[0007]根据一有益的实施例，充电连接器和电插座通过传输模块被连接，传输模块包括形成操控线路的地线和至少一个操控线。使用这样的操控线路确保了配电网络和车辆充电系统之间的标准化通信，以允许特别是在如标准草案IEC61851-1中定义的模式I或模式3中为车辆充电。
[0008]根据另一个有益的实施例，进一步提供了一种连接到操控线路的操控电路，以确保充电系统与除了家庭充电模式之外的充电模式兼容。合并这样的操控电路允许了符合向充电系统强加额外责任的当前标准，以便允许以不同的模式充电。从而，例如为了符合标准草案IEC61851-1，操控电路能够检查车辆到配电网络的连接，以连续检查保护性接地连接的完整性，为充电系统供能或去供能，并选择充电速率。
[0009]根据另一个有益的实施例，极化模块包括与极化电阻器串联的极化源。极化源优选是电压源，以简单地通过极化电阻器执行对温度敏感装置的极化。
[0010]在有益的实施例中，其中所述操控电路包括用于阻塞电流通过的模块，极化源是激活操控电路的阻碍模块的负极化源。负极化源的使用允许通过使用操控电路的阻碍模块避免可能由充电系统的元件(例如操控电路)引起的对温度测量的干扰。
[0011]根据另一个有益的实施例，由被布置在操控线路的极化电路上的开关通过串联设置极化源与电阻器，例如串联在所述源和所述极化电阻器之间，来对极化模块的激活进行供电。通过确定家庭充电模式是否被使用来控制该开关，以便仅在需要时实施极化模块。
[0012]根据另一个有益的实施例，用于确定代表电插座的温度的值的模块等同于用于确定家庭充电模式是否正在被使用的处理模块。重复使用用于两种不同的功能的同一模块允许减少充电系统需要的部件，并从而减小其实施成本。
[0013]根据另一个有益的实施例，当所确定的电插座的温度的代表值大于预定阈值时，用于中断充电的截止模块被激活。在检测到插座过热之时，该截止模块通过中断充电以防止可能被手动处理的电插座的过热以及由于过热导致的着火风险，确保了充电和用户的安全。
[0014]根据第二方面，本发明涉及一种包括根据第一方面的充电系统的电动或混合动力车辆。
[0015]根据第三方面，本发明涉及一种用于向根据第二方面的电动或混合动力车辆充电的方法，该车辆经由配备有温度敏感装置的插座连接到家庭配电网络，其特征在于，其包括以下步骤:(i)检测交流充电连接器到配电网络的连接；(ii)确定是否正在使用家庭充电模式；(iii)当使用的充电模式是家庭充电模式时，对电插座的温度敏感装置进行极化；以及(iv)凭借极化后的温度敏感装置，确定代表电插座的温度的值。在变型的实施例中，步骤(i)和(ii)可以颠倒。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]在阅读以非限制性示例的方式给出并在附图中示出的本发明实施例的下列具体描述之后，本发明的其它特征和优点将变得更加明显，在附图中:
[0017]-图1以功能块的形式示意性地示出了一种根据本发明的实施例的经由操控线路和电插座连接到配电网络的充电系统。
【具体实施方式】
[0018]如可从图1中看出，对应于由EV或HV指示的部分的电动或混合动力车辆经由操控线路2和电插座4连接到配电网络。电插座是在充电点处接地6。
[0019]让我们首先考虑电插座4。它包括温度敏感装置8，其可凭借例如所示的热敏电阻器，或者也可凭借可与电阻器串联的双金属元件来实现。插座也可以包括与温度敏感装置8并联和/或串联地安装的电容器或等效装置，以保护它免受瞬态扰动。
[0020]让我们接着考虑操控线路2，操控线路2将电插座4连接到电动或混合动力车辆(EV或HV)的充电系统10。操控线路2用作充电系统10和配电网络之间的传输模块。该操控线路包括将地6连接到温度敏感装置的一端和车辆的参考电位的地线2a，以及至少一条线2b(被称为“操控线”)，线2b将温度敏感装置的另一端连接到所述车辆。操控线2b被连接到充电系统，以允许与温度敏感装置的通信，然而在模式3中，它将允许与连接至配电网络的充电点的通信。
[0021]现在让我们考虑电气或混合动力车辆的电池(或多个电池)的充电系统10。充电连接器12被提供在充电系统的输入端，用于将操控线路2连接到电插座。所述充电连接器12是交流连接器，该交流连接器在模式I中允许连接到提供交变电流的家庭网络。顺便提一下，应当注意的是，该充电系统的主体通过地线2a等电位于地电势。
[0022]优选计划要为充电系统提供防止静电放电(ESD)的保护模块14，例如，保护装置14被并联和/或串联安装在操控线2b上。操控线2b也可通过电容器16或等效装置影响到车辆的充电系统10，该电容器16或等效装置被安装为并联和/或串联于保护模块14，以防止静电放电(ESD)(如图所示)和防止瞬态扰动。
[0023]还计划为充电系统10提供一种被称为操控电路18的电路。此操控电路包括二极管D、电阻器R2和R3、和开关S2。它们的连接模式由标准草案IEC61851-1定义。这个操控电路的功能是确认所述车辆到配电网络的充电点的连接，连续确认保护接地连接的完整性，为充电系统供能或去供能，以及选择充电速率，以便提供如上述标准草案中定义的除了家庭充电模式或模式I之外的充电模式(即模式3)所需的附加功能。
[0024]接着，操控线2b可以激活处理模块，处理模块包括例如低通滤波器，低通滤波器的输出端连接到模数转换器(CAN)，模数转换器的输出端自身被连接到处理单元(UT)。该处理单元可以是例如微控制器、微处理器、可擦除可编程逻辑器件(EPLD)、或多个这些电子部件和/或等效部件的组合。所述处理单元提供布尔变量型的逻辑信息(规定为“模式I ”)，如标准草案IEC61851-1所定义，该逻辑信息当为真时，表示当前充电是通过直接连接到本地家庭网络上的电插座来完成的。
[0025]最后，该充电系统包括极化模块，极化模块优选地包括与极化电阻器RP串联的极化源SP。这些极化模块由被“模式I”的布尔信息激活的开关C启动。所述极化模块的功能是，通过极化源SP经由电阻器RP，将温度敏感装置8极化到预定的电压，这只发生在所述“模式I”的布尔信息是真时。极化源有利地是负电压源，例如相对于地是-12V。
[0026]我们现在将根据图1所示的实施例，解释充电系统如何操作。
[0027]当经由配电网络的车辆充电不发生在家庭模式或根据标准草案IEC61851-1的模式I时，模式I信号控制开关C，使得它保持断开状态，因此，该极化模块不起作用。
[0028]可替代地，当充电以家庭模式或根据标准草案IEC61851-1的模式I完成时，模式I信号控制开关C，使得其保持闭合。结果，温度敏感装置被极化源SP经由电阻器RP极化。接在该极化之后，可以由处理单元确定来自极化后的温度敏感装置的代表温度的值，并且因此确定电插座的温度，该处理单元优选也与用于确定充电模式的处理单元相同。该温度代表值可以通过任何适当的方法确定，该方法包括算法和可能的适当的(多种)专用软件，可能使用，如图所示，与用于分析模式3中的操控线路相同的低通滤波器和相同的模数转换器。
[0029]最后，应当注意，温度敏感装置的负极化源SP的使用允许防止操控电路(特别是部件D、R3以及可能的R2)干扰电插座温度的测量，因为当操控线的电压为负时，二极管D阻塞了大部分电流流动。
[0030]应理解的是，可以对本文所述的本发明各种实施例做出对于本领域技术人员来说明显的各种修改和/或改进，而不脱离由所附权利要求限定的本发明范围。
【权利要求】
1.一种电动或混合动力车辆的充电系统(10)，包括适用于经由配备有温度敏感装置(8)的电插座(4)连接到家庭配电网络的交流充电连接器(12)，以及处理模块(20、CAN、UT)，所述处理模块(20、CAN、UT)用于确定是否正在使用家庭充电模式(模式1)，其特征在于:所述充电系统还包括所述温度敏感装置的极化模块(SP、RP),以及用于使用极化后的温度敏感装置来确定(24)表示所述电插座的温度的值的模块，当家庭充电模式被使用时激活所述极化模块(SP、RP)。
2.根据权利要求1所述的充电系统(10)，其特征在于，所述充电连接器(12)和所述电插座(8)通过传输模块被连接，所述传输模块包括形成操控线路(2)的地线(2a)和至少一个操控线(2b)。
3.根据权利要求2所述的充电系统(10)，其特征在于，其还包括操控电路(18)，所述操控电路(18)连接到所述操控线路(2)，以确保所述充电系统与除了家庭充电模式(模式I)之外的充电模式兼容。
4.根据权利要求1至3之一所述的充电系统(10)，其特征在于，所述极化模块包括与极化电阻器(RP)串联的极化源(SP)。
5.根据权利要求3和4所述的充电系统(10)，其中，所述操控电路(18)包括用于截止电流的流动的模块(D)，其特征还在于，所述极化源(SP)是负极化源，所述负极化源激活所述操控电路的所述截止模块。
6.根据权利要求4或5所述的充电系统(10)，其特征在于，由被布置在所述操控线路的所述极化电路上的开关(C)通过串联设置所述极化源与所述极化电阻器，来对所述极化模块(SP、RP )的激活进行供电。
7.根据权利要求1至6之一所述的充电系统(10)，其特征在于，用于确定代表所述电插座的温度的值的所述模块(UT)以及用于确定是否正在使用家庭充电模式(模式I)的所述处理模块(20、CAN、UT )共享同一个处理单元(UT )。
8.根据权利要求1至7之一所述的充电系统(10)，其特征在于，它包括用于中断所述充电的模块，当所确定的所述电插座(4)的温度的代表值超过预定阈值时，用于中断所述充电的所述模块被激活。
9.一种电动或混合动力车辆,包括根据权利要求1至8之一所述的充电系统(10)。
10.一种为根据权利要求9所述的电动或混合动力车辆充电的方法，所述车辆经由电插座(4 )连接到家庭配电网络，所述电插座(4 )配备有温度敏感装置(8 )，其特征在于，其包括以下步骤: -检测所述充电连接器(12)到配电网络的交流连接； -确定是否正在使用家庭充电模式(模式I); -当使用的充电模式是家庭充电模式时，对所述电插座的所述温度敏感装置(8)进行极化；以及 -凭借极化后的温度敏感装置，确定代表所述电插座的温度的值。
【文档编号】H01R13/713GK103562000SQ201280025469
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年3月26日 优先权日:2011年4月6日
【发明者】N·莫朗, S·达克鲁斯佩雷拉, A·莫德梅因 申请人:标致·雪铁龙汽车公司