具有通过ntc到地的自动热关闭的evse手柄的制作方法
【技术领域】
[0001] 所公开的发明涉及电动车辆供电设备。
【背景技术】
[0002] 插电式电动车辆(EV)--包括全电动汽车、社区电动车辆和插电式混合电动车 辆一一正变成用于个人运输的流行模式，部分地因为它们操作起来较不昂贵并具有减小的 碳排放量。也被称为电动车辆供电设备(EVSE)的电动车辆充电站通过标准化接口向EV提供 电力。接口由工业标准SAE J1772定义。接口包括规定的控制信号、接地和高安培电流路径。 在第2级交流(AC)充电标准中，EVSE可向所连接的EV提供高达80A充电电流。
[0003] 高安培电流路径包括在导体之间的多个结。在EVSE的电线组件手柄或充电手柄和 EV的插座之间的连接点是引脚和插孔结的例子。EVSE充电手柄的结构通常包括连接电线组 件电缆的电线和手柄的引脚的结。
[0004] 这些多个结表示沿着在EVSE和EV之间的电流路径的电阻加热的机会。例如，在有 制造公差、机械老化和接触压力的减小、匹配表面的化学腐蚀或氧化或导致降低的性能的 误用和滥用的情况下，在EVSE充电手柄内的电流路径可变得有越来越大的电阻。当手柄在 充电操作期间被紧固到EV时，增加的电阻可导致过热和可能熔化充电手柄。
[0005] J1772的当前版本不需要在电流路径中的温度的任何监控或基于沿着电流路径的 温度增加的任何保护。然而，在有由加热引起的在EVSE电线组件中的结处的降低的性能的 可能性的情况下，提供基于温度的保护将是有利的，例如响应于充电手柄中的温度增加而 自动关闭充电操作。
[0006] 对在EVSE充电手柄内的基于温度的保护的当前解决方案需要在温度测量设备和 EVSE电子器件之间的额外的专用连接部件。这些包括使用在由J1772标准规定的电线之外 的EVSE电线内的额外导体或可选地使用从手柄中的测量设备到EVSE的电子器件的无线数 据传输。
【发明内容】
[0007] 本发明减小了当手柄在充电操作期间被紧固到EV时过热和可能熔化充电手柄的 机会。本发明实现电动车辆充电站或EVSE的充电手柄的基于温度的保护的益处而没有明显 的增加的成本或复杂性。本发明利用在EVSE中的现有部件以实现基于温度的保护，而有很 少需要或不需要对EVSE控制电子器件的修改和需要对充电手柄的最小修改。
[0008] 本发明提供在EVSE的充电手柄中的温度传感器。温度传感器响应于在EVSE的充电 手柄中的温度增加而自动关闭充电操作。温度传感器被连接在充电手柄中的接地导体和高 电压导体之间。充电手柄包括返回导体。温度传感器包括响应于充电手柄中的温度的增加 而改变它的电阻的热敏电阻器。在高电压导体中的电流的一部分响应于热敏电阻器对温度 增加的感测而被转向到接地导体而不是返回导体，从而使标准接地故障检测器在EVSE中跳 闸。
[0009] 在一个示例实施方式中，温度传感器包括一对串联连接的热敏电阻器和电阻器电 路。第一串联连接的热敏电阻器和电阻器电路将高电压导体连接到接地导体。第二串联连 接的热敏电阻器和电阻器电路将返回导体连接到接地导体。如果任一热敏电阻器感测到增 加的温度并将电流转向到接地导体，则在EVSE中的接地故障检测器被跳闸。
[0010] 在另一示例实施方式中，温度传感器包括串联连接在控制导频导体和接地导体之 间的热敏电阻器和第一电阻器。晶闸管和第二电阻器将高电压导体连接到接地导体。晶闸 管的栅极配置成从热敏电阻器接收信号，响应于热敏电阻器对温度的增加的感测而使晶闸 管将电流从高电压导体转向。当热敏电阻器感测到增加的温度时，在EVSE中的接地故障检 测器从而被跳闸。
[0011] 在又一示例实施方式中，温度传感器包括一对串联连接的热敏电阻器、二极管和 电阻器电路。第一串联连接的热敏电阻器、二极管和电阻器电路将高电压导体连接到接地 导体。第二串联连接的热敏电阻器、二极管和电阻器电路将返回导体连接到接地导体。如果 任一热敏电阻器感测到增加的温度并将电流转向到接地导体，则在EVSE中的接地故障检测 器被跳闸。二极管防止这两个电路中的电流在热敏电阻器电阻相等的情况下彼此抵消。
[0012] EVSE利用现有部件而很少需要或不需要对响应于在充电手柄中的温度增加的自 动关闭充电操作的修改。在充电手柄内的温度感测在没有明显增加的成本或复杂度和手柄 的最小修改的情况下被实现。当手柄在充电操作期间被紧固到EV时过热和可能熔化充电手 柄的机会因而减小了。
【附图说明】
[0013] 图IA示出具有一对串联连接的热敏电阻器和电阻器电路的温度传感器。第一串联 连接的热敏电阻器和电阻器电路将高电压导体连接到接地导体。第二串联连接的热敏电阻 器和电阻器电路将返回导体连接到接地导体。如果任一热敏电阻器感测到增加的温度并将 电流转向到接地导体，则在EVSE中的接地故障检测器被跳闸。
[0014] 图IB是对于图IA的温度传感器的所测量的接地电流(mA)、在热敏电阻器中的功率 耗散(W)和负温度系数(NTC)热敏电阻器电阻(欧姆)与温度的关系的示例曲线图。
[0015] 图2A示出具有串联连接在控制导频导体和接地导体之间的热敏电阻器和第一电 阻器的温度传感器。晶闸管和第二电阻器将高电压导体连接到接地导体。晶闸管的栅极配 置成从热敏电阻器接收信号，响应于热敏电阻器对温度的增加的感测而使晶闸管将电流从 高电压导体转向。当热敏电阻器感测到增加的温度时，在EVSE中的接地故障检测器从而被 跳闸。
[0016] 图2B是对于图2A的温度传感器的所测量的接地电流(mA)和负温度系数(NTC)热敏 电阻器电阻(欧姆)与温度的关系的示例曲线图。
[0017] 图3示出具有一对串联连接的热敏电阻器、二极管和电阻器电路的温度传感器。第 一串联连接的热敏电阻器、二极管和电阻器电路将高电压导体连接到接地导体。第二串联 连接的热敏电阻器、二极管和电阻器电路将返回导体连接到接地导体。如果任一热敏电阻 器感测到增加的温度并将电流转向到接地导体，则在EVSE中的接地故障检测器被跳闸。二 极管防止这两个电路中的电流在热敏电阻器电阻相等的情况下彼此抵消。
[0018] 具体的实施方式
[0019] 图IA示出用于给EV的可再充电电池充电的在私有或公共地点中的包括EVSE 100 的示例充电系统，EVSE 100由包括充电电缆140和充电手柄150的电线组件170连接到EV 200的电力入口。EVSE的充电电缆和充电手柄通过高电压导体Ll和返回导体L2向EV提供AC 充电电流，其由EV上的充电器转换成经调节的直流，以用于再充满可再充电电池的电荷。设 备接地导体G将EVSE的非电流承载的金属部分连接到EV的底盘地，并提供在控制导频电路 中承载的电流的返回路径。EVSE在充电电缆和充电手柄的控制导频线115上产生控制导频 信号CP。控制导频信号CP起作用来验证EV存在并被连接、允许充电电流的通电/断电、并向 EV提供最大可用电流额定值。可再充电电池基于EV的加速器踏板的驱动器输入给至少一个 电机供电以推进EV。
[0020] 本发明提供在EVSE100的电线组件手柄或充电手柄150中的基于温度的保护，而对 EVSE控制电