便携式双向多端口ac/dc充电缆线系统的制作方法【专利摘要】一种便携式双向多端口AC/DC充电缆线系统，提供到和来自车辆的一个或多个能量存储单元的双向电力流。该系统包括被配置为耦接到车辆的直流(DC)输入/输出缆线和被配置为耦接到交流(AC)电源的交流输入缆线。该系统进一步包括耦接到DC输入/输出缆线和AC输入缆线中的每个的电力模块。电力模块具有用于向外部AC负载提供AC电力的AC输出端，和被配置为将车辆从AC电源和外部AC负载中的每个流电隔离的双向AC/DC转换器。【专利说明】便携式双向多端口AC/DC充电缆线系统
技术领域：
[0001]本发明一般地涉及电动车辆充电，并更具体地涉及便携式双向多端口AC/DC充电缆线系统。【
背景技术：
】[0002]插电式混合电动车辆(PHEV)或电动车辆(EV)是利用充电电池、或可以通过将插头连接到例如墙壁电插座(“外部充电”)的外部电源来恢复到满充电的类似能量存储装置的车辆。PHEV同时具有传统混合电动车辆和全电动车辆的特性，在传统混合电动车辆中，其具有电动机和内燃机这两者，在全电动车辆中，其装备有适于将车辆连接到电网的插头。[0003]与PHEV和EV相关联的缺点之一是对于从外部为这种车辆充电的选择通常是非常有限的。此外，除非车辆正在被驾驶，否则由车辆存储的能量不能为车辆的所有者提供额外利益。[0004]为此，本
技术领域：
中需要一种系统和装置，其可以扩展可用于PHEV和EV的充电选择，还可以使在原本停放着的PHEV或EV中存储的能量能够为车辆的所有者提供额外利益。【
发明内容】[0005]本文所公开并要求保护的为一种用于提供到和来自车辆的一个或多个能量存储单元的双向电力流的便携式双向多端口AC/DC充电缆线系统。在一个实施例中，该系统包括被配置为耦接到车辆的直流(DC)输入/输出缆线和被配置为耦接到交流(AC)电源的交流输入缆线。该系统进一步包括耦接到DC输入/输出缆线和AC输入缆线中的每个的电力模块。在该实施例中，电力模块具有用于向外部AC负载提供AC电力的AC输出端，和被配置为将车辆从AC电源和外部AC负载中的每个流电(gaIvanica11y)隔离的双向AC/DC转换器。[0006]基于以下本发明的示例性实施例的描述，本发明的其他方面、特征和技术对于本领域技术人员而言将变得清楚。【附图说明】[0007]根据以下详细描述并结合附图，本发明的特征、目的以及优点将便得更清楚，附图中相同的附图标记相应地始终标识相同的内容，并且其中:[0008]图1是根据本发明的原理配置的便携式双向多端口(PortableB1-direct1nalMultiport，PBDM)AC/DC充电缆线系统的透视图；和[0009]图2是说明经过图1的PBDMAC/DC充电缆线系统的能量流的示意图。【具体实施方式】[0010]本公开的一个方面是提供一种便携式双向多端口(PBDM)AC/DC充电缆线系统，该系统使PHEV和EV所有者能够扩展可用于从外部为车辆充电(即，从诸如连接到电网的墙壁电源插座的外部电力供应为车辆充电)的选择。[0011]本公开的另一个方面提供一种PBDMAC/DC充电缆线系统，该系统使原本停放着的PHEV或EV能够提供允许车辆所有者接入(access)车辆电存储容量作为备用电源(诸如在电源中断或紧急事件期间)的额外利益。特别地，车辆的一个或多个能量存储单元可通过PBDMAC/DC充电缆线系统向外部AC电力负载提供电力，外部AC电力负载诸如小型家用电器、用于膝上型计算机或蜂窝电话的充电器或在PBDM缆线的输出电力限制内运行的任何其他电装置。在一个实施例中，特别地，PBDMAC/DC充电缆线系统可以为原本并非被制造为提供反向能量流的车辆启用这种能力。[0012]如本文中所使用的，术语“一个”应当表示一个或多于一个。术语“多个”应当表示两个或多于两个。术语“另一个”被定义作为第二个或更多个。术语“包含”和/或“具有”是开放性的(例如，包括)。如本文中所使用的术语“或”被解释为包括的或表示任意一个或任意组合。因此，“A、B或C”表示“任意以下:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或行为以某种本质上相互排斥的方式组合时，才将出现本定义的例外。[0013]贯穿本文提到的“一个实施例”、“特定实施例”、“实施例”或类似的术语表示结合实施例描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书中各个地方出现的这种语句不必全部涉及相同的实施例。此外，可以任何适当的方式没有限制地在一个或多个实施例上组合特定的特征、结构或特性。[0014]参考图1，所描述的为根据本发明的原理配置的PBDMAC/DC充电缆线系统100。如所示出的，PBDMAC/DC充电缆线系统100包括包含NEMA(Nat1nalElectricalManufacturersAssociat1n,美国电气制造商协会)AC输入缆线110的电力模块105，其可包括一个或多个适配器(未示出)。尽管在一个实施例中，NEMAAC输入缆线和相关联的(一个或多个)适配器额定值在2-10kW之间，但是同样应当认识到，可以类似地使用其他瓦特数。如图1中所示出的，电力模块105进一步装备有SAEJ1722AC输入端130。该输入端130可以被用于常规的EVSE(ElectricVehicleSupplyEquipment，电动车辆供应设备)。[0015]关于输出，电力模块105装备有被配置为提供车辆到基础设施(v-to-X)AC电力的NEMAAC输出端140。特别地，NEMAAC输出端140可以被用于将源自一个或多个能量存储单元(未示出)的电力提供给外部AC电力负载。取决于输出电力限制，NEMA5-15r、5-20r、6-15r或6-20r为用于到PBDM缆线系统100的集成的适当选择。[0016]最后，电力模块105进一步包括将车辆150耦接到电力模块105并因此耦接到NEMAAC输入缆线110、SAEJ1722AC输入端130和NEMAAC输出端140中的每个的SAEJ1772/Combo-TypeIDC输入/输出缆线120。尽管SAEJ1772的目的主要地为充电，但是标准和连接器的确允许反向能量流。参考图2展示电力模块105的额外细节。[0017]现在参考图2，所描述的为图1的I3BDMAC/DC充电缆线系统100的电力模块105的更具体的实施例。特别地，图2示出能量如何通过以上根据图1描述的NEMAAC输入缆线110和SAEJ1722AC输入端130，从基础设施侧流至电力模块105中。能量通过以上根据图1描述的J1772/Combo-TypeIDC输入/输出缆线120，在车辆侧(例如，图1的车辆150)流入和流出电力模块105。最终，能量可以通过前述NEMAAC输出端140从电力模块105流出到基础设施侧以由外部AC电力负载(诸如小型家用电器或用于膝上型计算机或蜂窝电话的充电器等)使用。[0018]继续参考图2，电力模块105使用双向AC/DC转换器160来提供一方面NEMAAC输入缆线110、SAEJ1722AC输入端130以及NEMAAC输出端140与另一方面J1772/Combo_TypeIDC输入/输出缆线120之间的流电隔离，从而供给双向能量流。在某些实施例中，双向AC/DC转换器160可以包括隔离变压器(未示出)。[0019]在某些实施例中，电力模块150可以为单相(120/208/240V)和/或单级。应当进一步认识到，反向电力流(即，从车辆到基础设施)可以是受限的。以非限制示例的方式，反向电力流可以被限制为正向电力流的50%。[0020]在各种实施例中，电力模块105的特征可以包括集成到整流器中的主动式PFC(PowerFactorCorrect1n，功率因子校正)、无桥PFC级。电力模块105的其他特征可以包括主动(同步)整流、连续导电模式和零电压切换。这些测量可以有助于提高效率和功率密度，这又转而允许较小的封装和较好的热管理。[0021]由于本原理是基于SAEJ1772DC充电的，电力线通信(PowerLineCommunicat1n)(此处为:HomePlugGreenPHY)的可用性允许到智能家庭环境的集成。家庭能量管理(HEM)系统可以基于电力负载和可用性、能量比率、一天的时间或由可再生源生成的电力的可用性控制充电过程。HEM和I3BDMAC/DC充电缆线之间的通信接口可以是基于以太网的，WiFi或蜂窝也是可接受的变型。[0022]因此，即使车辆原本并非被制造为提供反向能量流，本文公开的I3BDMAC/DC充电缆线系统也可以使PHEV或EV的电存储容量作为备用电源运行(诸如在电源中断或紧急事件期间)。在这种方式中，更昂贵的车载EV充电器可以被替代，同时提供便宜的且接入简单的应急电力供应。[0023]前述公开已经仅为了说明本发明而被详细描述且并非旨在限制。由于对于本领域技术人员而言可能会出现包含本发明的精神和实质的所公开实施例的修改，所以应当将本发明理解为包含在所附权利要求和其等价物范围之内的所有内容。【主权项】1.一种用于提供到和来自车辆的一个或多个能量存储单元的双向电力流的便携式双向多端口AC/DC充电缆线系统，该系统包括:被配置为耦接到车辆的直流(DC)输入/输出缆线；被配置为耦接到交流(AC)电源的交流输入缆线;和电力模块，耦接到DC输入/输出缆线和AC输入缆线中的每个，并进一步包括，用于向外部AC负载提供AC电力的AC输出端，和被配置为将车辆从AC电源和外部AC负载中的每个流电隔离的双向AC/DC转换器。2.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中所述车辆是插电式混合电动车辆和电动车辆之一。3.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中DC输入/输出缆线包括用于耦接到相对应的车辆侧接口的接口。4.根据权利要求3所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中DC输入/输出缆线接口为SAEJl772/ComboTypeI接口。5.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中车辆侧接口被电连接到在车辆中的至少一个能量存储单元。6.根据权利要求4所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中车辆侧接口被电连接到在车辆中的至少一个能量存储单元。7.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中AC输入端包括用于从电动车辆供应设备接收电力的接口。8.根据权利要求6所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中AC输入端包括用于从电动车辆供应设备接收电力的接口。9.根据权利要求7所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中AC输入接口为SAEJ1772接口。10.根据权利要求8所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中AC输入接口为SAEJ1772接口。11.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中AC输出端被配置为经由NEMA接口向AC负载提供电力。12.根据权利要求1O所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中由AC输出端提供的电力为车辆到基础设施电力。13.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中电力模块进一步经由DC输入/输出缆线向车辆提供双向电力。14.根据权利要求1O所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中电力模块进一步被配置为将来自车辆的电力流限制为到车辆的电力流的一个百分比。15.根据权利要求1所述的双向多端口AC/DC充电缆线系统，其中双向AC/DC转换器包括隔离变压器。【文档编号】H02J7/02GK106068595SQ201580012134【公开日】2016年11月2日【申请日】2015年1月29日公开号201580012134.8,CN106068595A,CN106068595A,CN201580012134,CN-A-106068595,CN106068595A,CN106068595A,CN201580012134,CN201580012134.8,PCT/2015/51829,PCT/EP/15/051829,PCT/EP/15/51829,PCT/EP/2015/051829,PCT/EP/2015/51829,PCT/EP15/051829,PCT/EP15/51829,PCT/EP15051829,PCT/EP1551829,PCT/EP2015/051829,PCT/EP2015/51829,PCT/EP2015051829,PCT/EP201551829【发明人】C·费兹克,P·赖兹【申请人】宝马股份公司