具有带有继电器控制电路的智能插塞的电动车辆配套设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本文主题一般地涉及具有智能插塞的电动车辆配套设备，该智能插塞带有用于操作继电器的控制电路。
【背景技术】
[0002]继电器用于不同类型的应用。一个应用是汽车应用，用于将电动车辆连接到外部电源。在操作中，继电器被激励以允许将充电电流输送到电动车辆。继电器然后被去激励，以阻止充电电流被输送到电动车辆。
[0003]在输送较高水平电流的电路中，诸如用以对电动车辆充电的电路，在继电器中的触头从去激励状态(本文中称为断开触头)重定位到激励状态(本文中称为闭合触头)时，会在继电器内部产生电弧。由于继电器是机电装置，继电器在操作期间表现出力学性能。由此，当继电器被激励时，触头在处于最终位置(即闭合位置)之前会暂时性地振动或者颤动。虽然在颤动事件期间触头之间的距离可能小于十个微米，但继电器中的残余电压产生较大电场，导致电弧。
[0004]电弧会具有较高的能量。如果电弧具有足够高的能量，电弧可以损伤和/或污染继电器中的触头。而且，在有些情况下电弧可以导致产生足够的热，而将触头焊接在一起。例如，电弧可以将触头焊接在一起，使得触头不能分离以将继电器与之相连的电路断开。机械阻尼装置可用以减少颤动。但是，该机械阻尼装置不可能完全地消除颤动。
【发明内容】
[0005]该问题通过如本文公开的用于将电动车辆联接到电源的智能插塞解决，该智能插塞具有继电器控制电路，且该继电器控制电路可操作为激励和去激励控制较大电流的继电器，而同时降低会损害继电器中的触头的过大电弧。智能插塞包括具有触头的继电器。继电器构造成以接通状态操作以允许电力被供给到电动车辆，以及以断开状态操作以禁止电力被供给到电动车辆。智能插塞另外包括联接到继电器的微控制器(MCU)，该微控制器输出控制信号以使继电器在接通状态下操作。智能插塞另外包括联接到继电器的零交点检测器(ZCD)，在电力的电压大致为零时，该ZCD输出接通信号到继电器，而在电力的电流大致为零时，该ZCD输出断路信号至继电器。
【附图说明】
[0006]图1例示了根据(EVSE系统的)示例性实施方式形成的电动车辆充电设备(EVSE)。
[0007]图2是根据图1中所示的EVSE系统的示例性实施方式形成的智能插塞的示意图。图3是智能插塞的根据示例性实施方式形成的零交点检测器(ZCD)的示意图。
[0008]图4是用于零交点检测器的根据示例性实施方式产生的电压波形和电流波形。
[0009]图5是根据示例性实施方式形成的线圈驱动器的示意图。
【具体实施方式】
[0010]图1例示了根据示例性实施方式形成的电动车辆充电设备(EVSE)系统100。EVSE系统100构造成允许电动车辆102联接到电源104，或者从电源104断开。在操作中，在联接构造中，EVSE系统100允许电动车辆102经由来源于电源的电力充电，而在断开构造中，EVSE系统100允许电动车辆102从电源104电气地断开。
[0011]EVSE系统100 —般地包括电缆110，电缆110具有第一端112和反向的第二端114。EVSE系统100另外包括联接到电缆第一端112的智能插塞120，和联接到电缆第二端114的管口(nozzle) 122。
[0012]智能插塞120可以实施为充电电路中断装置(CCID) 150，其构造成将电动车辆102连接到电源104。在操作中，CCID 150控制从电源104传输到电动车辆102的电流，由此控制电动车辆102的充电。在示例性实施方式中，智能插塞另外包括连接器152，以允许智能插塞120以及由此的电动车辆102插接到北美洲使用的标准AC电源插座154。连接器152因此构造成满足由国家电气制造商协会NEMA (the Nat1nal Electrical Manufacturer’sAssociat1n,NEMA)建立的规范。例如，在一个实施方式中，连接器152是(NEMA-5)插塞。智能插塞120可以构造用于连接到其它类型的系统，诸如在其它国家使用的系统以及符合其它标准的系统。
[0013]在另一实施方式中，智能插塞120构造为电缆充电装置(In-Cable ChargingDevice, I(XD)(未示出)，用以允许智能插塞120被插接到欧洲式电源插座。在本示例中，连接器152可以构造为电刷辫(pigtail)，其中充电器与电缆110整合。电刷辫可关联有温度传感器。
[0014]另外参考图2，图2是智能插塞120的示意图。电缆110包括多个导体130 (见图
2)。例如，电缆110可以包括电导体132、中性导体134和接地136。在各种实施方式中，导体 130 是美国标准线规 14 尺寸(size fourteen American Wire Gauge，AWG 14)，允许电缆110以110V和/或220V的电压供给直到16安培(A)至电动车辆102。应该了解到，电缆110可以包括多于三个导体130。而且，应该了解到，各个导体130的电线大小可以大于AWG14。电缆110还可以包括各种通讯线路140 (见图2)，用于在智能插塞120和管口 122和/或电动车辆102之间传输信息。通讯线路140可以包括例如用于传输指示信号142的通讯线路、用于传输接近检测信号144的通讯线路，和/或用于传输管口温度信号146的通讯线路。通讯线路140可以例如是AWG20，用以允许指示信号142、接近检测信号144和温度信号146从电动车辆102传输到智能插塞120，和/或从智能插塞120传输且由电动车辆102接收。
[0015]在操作中，接近检测信号144用以判定管口 122被插接到电动车辆102的时刻。更具体地，当管口 122最初联接到电动车辆102时，产生接近检测信号144。智能插塞120产生指示信号142，并且当电动车辆102准备好充电时，指示信号142将这种状态指示给智能插塞120，以开始充电操作。指示信号142还指示在充电操作期间可以从电源104供给到电动车辆102的最大电流。在各种实施方式中，微控制器单元(MCU) 200基于来源于指示信号142和接近检测信号144的输入来判定管口 122被接到电动车辆102且准备好要开始充电操作。更具体地，MCU 200在从指示信号142和接近检测信号144接收到输入时，将继电器控制信号148输出到继电器206 (见图2)。在示例性实施方式中，智能插塞120使用继电器206来开始切换操作，但是，在替代实施方式中，可以使用其它类型的切换装置。切换装置可以更一般地称为开关206。
[0016]温度可以在两个位置处被感测到。该两个位置可以包括例如MCU 200内的温度，其可以使用嵌入在MCU 200中的内部温度传感器来感测到。而且，管口 122的温度可以使用嵌入在管口 122中的温度传感器146感测到。系统的在其它位置处的其它部件的温度可以被感测到，并用以控制操作。在操作中，输送到电动车辆102的最大充电电流可以响应于MCU 200和/或管口 122中的上升温度而降低。例如，MCU 200可以被程序化为具有第一温度阈值，该第一温度阈值可以是最高工作温度。如果超过第一温度阈值，则MCU 200可以使得输送到电动车辆102的充电电流降低。如果输送到电动车辆102的电流的降低不导致管口 122的操作温度的相关降低，则MCU 200可以通过使得继电器206断开而将电动车辆102从电源104断开。而且，如果使得继电器206断开不导致管口 122的操作温度的相关降低，则MCU 200可以激励警报器。该警报器可以实施为视觉和/或听觉的指示器。
[0017]电缆