用于无线充电系统的方法和设备的制造方法_2

文档序号:9670074阅读:来源:国知局
电)或进行计费。因此,HomePlug⑩GreenPHYVl. 1包括用于确 定将特定PEV附接到哪个EVSE上的信号电平衰减表征(SLAC)机制。对正确的EVSE和PEV进行正确配对的过程被称为"关联"或"匹配"。再次检查关联和/或匹配决策的过程被称 为"确认"。
[0028] 如IS0/IEC15118-7&-8W及SAEJ2954等文献明确了对阳V(或在运种情况下, 无插头"EV")进行充电的无线方法。如在此所使用的,术语EV将无线充电的EV与有线插 入式电动车辆(PEV)充电方法区分开来,虽然两种形式都可W被并入到PEV或EV中。
[0029] 在有线充电应用中,EVSE使用在一端处具有插入到PEV的入口(插孔)中的禪合 器(电插头)连接至阳V。在直流充电中,充电器是"非车载的",意味着其不在阳V内。阳V 包含蓄电池充电系统和蓄电池,并且它们因此是"车载的"。
[0030] 为了降低充电线缆的成本和重量,在单条接线和接地对上可W使用=种类型的 通信:振幅电平信令、1曲Z占空比脉宽调制(PWM)信令W及电力线通信(例如,化mePlug GreenPHYVl.1)。在有线EVSE设计中,支持运S种通信方法的接线是"导频线"、"导频控 审IJ"接线或"导频"接线。在可能有许多EVSE充电站或者一个EVSE对多个PEV进行充电的 位置中,在充电线缆之间可能会有串扰或者可能会存在有意的电子欺骗避免对充电进行计 费。还可能会有PLC信号泄漏到使用同一条电源线的其他EVSE中。为了解决运种可能的 问题,有线充电系统使用如在化mePlugGreenPHYVl.1中规定并且在图IA和图IB中示 出的信号电平衰减表征(SLAC)方法来确保充电器及其所充电的PEV是正确的配对,即"相 关联的"和/或"相匹配的"。
[0031] 多个EVSE106之间的PLC信号损耗通常大约为30地,运是相当大的损耗。由SLAC 协议使用特征损耗来选择最接近的有线EVSE。如在图IA和图IB中所展示的,在被触发时, SLAC协议100首先设置一些基本参数110 (如是否将使用安全加密)。此外,初始设置可W 将阳V107设置为绝不会变成网络中央协调器(CCo)并且将EVSE106设置为总是CCo。 阳03引然后,该PEV广播探测消息115m青求所有可用的(未关联的或未匹配的化VSE对来自PEV的请求进行响应W与其相关联。该请求通过多网络广播(MNBC)消息来发送, 因为此时PEV尚未与网络相关联,并且运种方法允许PEV请求来自多个EVSE的响应,运些 EVSE可能位于其他的相邻网络中但是也可能是PEV当前所连接的EVSE。该消息被多次发 送W确保尽可能多的可用EVSE听到该请求。听到该请求并且当前没有与阳V相关联的可 用EVSEW它们的标识W及表示该PEV的预期信号强度与在所有所接收到的消息上求平均 的其实际接收到120的信号强度之间差值的数来进行响应。还在整个PLC带的子带上计算 130此差值W使得结果较不易受到窄带噪声和信号衰落的影响。所报告的差值是在SLAC首 字母缩写中所使用的信号电平"衰减"项。具有最低平均PEV信号衰减的EVSE被确定为最 可能被直接连接到阳V上并且关联140运些装置的一个EVSE。如果衰减大于或小于某个预 定范围,SLAC过程自动地重新启动或者充电时段发起终止。如果所有的EVSE所报告的最 低衰减(最大接收信号)大于该预定范围(即,指示多于所预期的衰减),其可能指示最近 的EVSE未对请求进行响应。如果多个EVSE所报告的衰减之间的差值太小,阳V可能无法 做出决策。在运些情况下,一些协议(如ISO/IEC15118-3)使用可选的确认步骤135。确 认使用带外(非宽带PLC)方法,如切换导频接线上的电压电平W评估阳V是否已经选择与 其相关联的正确EVSE。
[0033] 一旦相关联,EVSE和阳V发起专用的PLC局域网,并且充电消息和信令可W开始 150。一旦相关联,EVSE将不对请求关联的其他消息进行响应,直至被从其先前的关联中释 放出来(例如,直至之前的充电时段结束,PEV断开连接或者系统故障发生并终止该时段)。
[0034] 对于SLAC如何操作的附加细节,参照HomePlugGreenPHYVl.1规范的13. 8节。 阳03引图2中示出了示例充电系统。在此示例中,EVSE106连接到电源215的左侧,该 电源连接至公用事业基础设施200和通信链路220。例如,通信被用于交换计费、资费、能 力、W及对交流电源和EVSE进行管理(通常被称为"后端"服务)的信息。插入式EV250 通过电力线缆和禪合器(插头)260连接至EVSE。此线缆将充电能量、管理信号W及通信功 能连接至插入式EV250。
[0036] 图3展示了EVSE的内部是什么的示例,包括:其内部的交流-直流电源380 ;包括 CPU、存储器、固件和软件的计算机控制器390 ;包括电力线通信的充电过程通信接口;充电 器能量控制、传感器370、W及外部通信接口 375。
[0037] 在无线充电系统(如在图4中所示出的那些无线充电系统)中,EV将位于其底盘 之下的无线充电板408对准到由无线EVSE通电的充电板401之上。使用磁场感应来在通 电充电板与接收充电板之间禪合充电能量。"充电板"是描述在EVSE与EV之间无线地禪 合能量的电感器或电感器阵列W及其他电路的通用术语。充电板通常还被称为"充电线圈" W及通过若干其他名称来指代。能量流通常是从EVSE(通电充电板)到EV(接收充电板) 到EV的车载充电控制器和蓄电池。然而,将EV用作分布式能量资源触时会反转能量流 方向并且EV的充电板变成通电充电板。
[0038] 在示例中,交流电力信号通过无线EVSE被施加到EVSE的通电充电板上并且被感 应性地禪合到EV的接收充电板内。通过EV将所接收到的能量信号转换为用于EV的充电 能量。通过应用来确定能量信号的频率及其电力电平,但是重要的是通电充电板被W电气 方式调谐到接收充电板W便传递最大量的能量。具有较大品质因数(曲的充电板具有非常 窄的谐振频率范围并且调谐进一步提高了信号禪合效率。还必须在二维或=维上对准运些 充电板W最大化能量传递。
[0039] 无线充电系统使用无线通信W在无线EVSE与正在被充电的装置(例如,EV)之间 进行通信。运是因为通过外部(非车载)充电器进行充电的EV蓄电池需要与充电器进行 通信。例如,从非车载充电器和车载蓄电池充电系统对EV进行充电要求它们通信包括充电 数据、标识数据和计费数据在内的数据。例如,充电数据可W包括运些蓄电池需要多少电 荷(电荷状态)、充电状态、什么类型的蓄电池正在被充电、蓄电池溫度W及用户偏好(例 如,充电成本W及充电应该何时结束)。EVSE与EV(有线或无线充电)之间通信的其他数 据可W指示EV的标识、如何对能量进行计费、或用于充电时段的费用预测。SAE规范(如 J2847/6、J2836/6和J2831/6)是用于无线充电的消息、通用情况和协议要求的示例并且通 过引用结合于此。为在无线充电器与正在被充电的装置之间进行通信,无线充电系统(即, 相对于存在传递充电能量的"金属"(有线)连接而言是无线的)使用无线通信装置(如 DSRC(数字短程通信)、IE邸802. 11的各种形式(例如,Wi-Fi)或其他无线装置)来对运些 消息进行通信。通常,使用两种无线通信技术。一种用于检测充电系统并且第二种用于充 电消息和其他数据的通信。
[0040] 如在图4中所展示的,无线充电器400连接到主电源上。运通常是但不限于交流 电力线。在本示例中,无线通信装置402通过第一天线404传输信号W检测EV的存在,该 EV具有相兼容的无线通信装置426和第一天线427。一旦检测到该存在,在第二种通信方 法403中,由第二天线405来对用于配合兼容的无线传输装置425通过其第二天线428来 控制充电序列的通常是双向的、更快并且更有能力的信号进行收发。正如充电过程所要求 的,充电序列经常包括检查计费账户、确定正在被充电的装置的状态、W及对在本示例中通 常被称为蓄电池的能量存储装置的任何特殊要求、任何错误条件等。电力转换器420将从 通电充电板401感应性地禪合415至接收器充电板408的电力信号转换为由正在被充电 421的装置使用的充电(W及系统操作)能。
[OOW在图5中所示出的实施例中,无线充电器400包括电力线通信(PLC)收发器406。 无线充电器400可W禪合至主电源。主电源可W是交流电力线,或者还可W使用其他直流 值C)能量源、光伏能量源、核能量源或风能量源。PLC收发器406可W使用但不限于从大 约3曲Z至大约490曲Z(例如,I邸E1901. 2)W及从大约1.SMHz至大约88MHz(例如,I邸E 1901)的载频。基于应用约束、物理约束和调节约束来选择具体的频率和带宽。
[0042]PLC信号通过禪合电路407禪合至通电充电板401,该禪合电路提供了阻抗匹配、 滤波、浪涌保护W及其他相关功能。PLC信号禪合到通电充电板401中并且禪合至接收器充 电板408中,无论通电充电板在其上是否具有充电信号。也就是,名称通电充电板仅指示其 被连接至充电器,而不是对其能量状态的反映。PLC系统可W被设计为对连接在无线充电器 400与通电充电板401之间的通电或非通电接线上起作用。
[0043] 当PLC信号禪合到接收器充电板408中时,其通过禪合电路422禪合并且禪合到 正在被充电的装置421内的PLC节点430中并且建立如在所引用的PLC标准中定义的化C 通信链路。还可W在相反的方向上发起链路。在实施例中,通过PLC节点406和430进行 的PLC通信向电力转换器420提供控制信号W控制充电过程。必须在两个或S个方向上自 动机械地、电气地和/或手动对准通电充电板401和接收器充电板408W最大化能量传递。 下面进一步地描述对准过程的具体实施例。 W44] 图6展示了无线充电系统的无线充电器400 (有时候被称为无线EVS巧的部件,该 无线充电系统使用代替图3的线缆和禪合器260的充电板401。因为无线充电中不存在线 缆(接线),用于对车辆进行充电的所有消息和信号370都通过无线装置430 (如对充电能 量的磁场进行调制的电力线
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1