一种充电电缆的制作方法

本发明涉及电缆，更详而言之，涉及一种应用于能自我检测与诊断的智能充电电缆的环境的充电电缆，根据实时所检测到的线材电压电流实时信息提供给充电端，以让充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率，估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配非挥发存储器中的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材。

背景技术：

就目前现有的充电电缆而言，没有内建自我检测功能，而在强调快充功能的产品快速充电应用环境中，大电流的充电是变成一种趋势，而在大电流的充电下，充电电缆的老化速度会加快并造成充电电缆线材阻值变大，且，在大电流环境下线材因阻值变大将变得容易发热，线材会因此融溶、并使得线材短路，造成重大意外事件。

另，现行充电电缆线材不具备自我检测功能，也不具备储存其历史阻抗损耗变化的功能，主控的充电端(source)无法得知充电电缆线材的损耗状况，无法有效的预估老化的拐点.也无法针对线材的过热做有效的预判.而线材更无法主动通知用户，对其老化做更新的动作。而在充电效率上，主控端对线材检测的手段比较局限，无法针对线材的实时阻抗-温度特性做有效率的充电，实因未记录充电线缆型号也没有办法针对线缆产品特性做适当充电调校。

台湾专利公开/公告号i571022「具有插塞连接器之插入定向之电路之电子装置及相关方法」为关于诸如音频连接器及数据连接器的输入/输出电连接器，在此，公开一种双向连接器，其具有具第一及第二主要对置侧面的一连接器突出部及通过该连接器突出部携载的多个电接触点。该多个接触点包括形成于该第一主要侧面处的一第一外部接触点集合及形成于该第二主要侧面处的一第二外部接触点集合。该第一多个接触点与该第二多个接触点对称地隔开，且该连接器突出部经塑形以具有180°对称性，以使得该连接器突出部可在两个插入定向中的任一者上插入及操作性地耦接至一对应插座连接器。

台湾专利公开/公告号i563365「通过通用序列汇流排使用复数个交握之装置充电」是公开使用多个交握的装置充电。一第一装置可将一第一交握提供至一第二装置。一第一装置类型的一装置可经组态以在无进一步通信的情况下基于该第一交握而给其电池充电。该第一装置可监测至该第二装置的一连接以用于与一第二装置类型的一装置对应的一第二交握。回应于检测到该第二交握，该第一装置可将一回应提供至该第二装置。相应地，该第二装置类型的该第二装置可经组态以基于该第二交握而给其电池充电。

台湾专利公开/公告号i560955「用于电动车辆充电站之充电电缆之断开机构」是公开一种用于电动车辆充电站的充电电缆的断开机构，其包含一固持组件及一断开组件。该固持组件牢固至该充电站且该断开组件牢固至该充电电缆。该充电电缆穿过该断开组件且包含连接至该充电站上的连接器的充电线。该断开组件经调适以在一预定拉力下脱离该固持组件，藉此导致所述充电线与该充电站上的所述连接器断开连接。

台湾专利公开/公告号i479755「用于将电动车连接至充电站之充电电缆插头」是公开一种用于一充电电缆以连接一电动车至一充电站的插头装置，该插头装置包含一外壳，用以连接至该电动车或充电站的一连接装置的与该外壳连接的电气接点，以及一为了可经由该充电电缆传输的安培数的数值的设置于该外壳内的写码装置。本发明更与一由一充电电缆及一充电站及/或一电动车和装设有该插头装置的一充电电缆所组成的系统有关。本发明的目的在于对热过载达到更高的安全性。本发明的目的由以下特征实现：一为了可经由该充电电缆传输的安培数的数值的设置于该外壳内的写码装置、设置于该外壳区域的温度检测装置、一用以计算一温度校正写码值的评估装置，以及一用以传送至一充电电流控制装置的通信装置。

此外，就目前利用充电电缆所进行充电而言，仅是考量产品所采用的充电接口规格，例如，usb接口，而并未考量受电端元件特性，例如，电子装置的电池元件特性，也并未考量环保节能；充电电缆所扮演的角色仅为，介于充电端与受电端之间提供充电所需的电压/电流；充电电缆无法针对电子装置的电池元件特性及环保节能考量下，无法能对电池元件做更有效率的充电，且，充电电缆无法对充电端(source)/受电端(sink)的电压电流进行检测，无法进而对充电端/受电端提供有用信息做有效率充电。

换言之，就目前的现有充电电缆技术而言，如何能利用充电电缆，针对其所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；如何可根据实时所检测到的线材电压电流实时信息提供给充电端，以让充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率；如何能搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；如何能估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配非挥发存储器中的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材；且，以上所提及的种种议题如何能予以克服，均是待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的便是在于提供一种充电电缆，是应用于能自我检测与诊断的智能充电电缆的环境中，于主控充电端/受电端利用充电电缆进行充电时，充电电缆针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；可根据实时所检测到的线材电压电流实时信息提供给充电端，以让主控充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配非挥发存储器中的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材。

本发明的又一目的便是在于提供一种充电电缆，是应用于能自我检测与诊断的智能充电电缆的环境中，提供充电电缆线材一个自我检测与诊断的功能，以加强线材的安全性并加强其寿命；增加线材的可辨识性，以增加线材的充电效率；以及，提供线材历史损耗信息，实时的阻抗-温度曲线，以增强实时的充电效率及线材安全及寿命。

本发明的再一目的便是在于提供一种充电电缆，是应用于能自我检测与诊断的智能充电电缆的环境中，提供线材出厂及历史损耗信息，让线材在充电线材在初始时，通过这些信息去预测线材的衰减程度，以提供使用者更新线材，增加线材可靠性及安全性；增加线材的可辨识性，而整体充电系统可以针对充电元件端特性充电，以增加线材的充电效率。

根据以上所述的目的，本发明提供一种介于主控充电端与受电端之间的充电电缆，该充电电缆包含插头、电子芯片、以及电缆线，其中，该电子芯片是位于该插头内或是该电缆线内。

电子芯片，该电子芯片可以针对所检测到的电缆线线材的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；该电子芯片，经由插头，根据实时所检测到的线材电压电流实时信息，而提供给主控充电端，以让主控充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材。

另，视实际需求，本发明的充电电缆的电子芯片可配合一应力感测器，针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性，并结合应力来做融合运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，然后搭配实时的电压电流做适当调整。

为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及技术效果，兹通过下述具体实施例，并配合所附的附图，对本发明详加说明如后：

附图说明

图1为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形；

图2为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的一实施例的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形；

图3为一示意图，用以显示说明于图2中的电子芯片的结构；

图4为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的再一实施例的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形；以及

图5为一示意图，用以显示说明于图4中的电子芯片的结构。

附图标记说明：

1充电电缆

2主控充电端

3受电端

11插头

12电子芯片

13电缆线

100电源线组

101电源线

102接地线

103通信线组

201线材温度信号

202电源电压信号

203电源电流信号

205模拟到数字转换电路adc

206运算模块

207非挥发性存储器

208通信界面

301线材温度信号

302电源电压信号

303电源电流信号

304应力信号

305模拟到数字转换电路adc

306运算模块

307非挥发性存储器

308通信界面

具体实施方式

图1为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形。如图1中所示的，一种介于主控充电端2与受电端3之间的充电电缆，该充电电缆1包含插头11、电子芯片12、以及电缆线13，其中，该电子芯片12是位于该插头11内或是该电缆线13内。

插头11，该插头11与该电缆线13耦合，该插头11具有至少一电源线组(未图示的)、以及至少一通信线组(未图示的)，该至少一电源线组具有电源线与接地线，而该至少一通信线组提供充电电缆1与主控充电端2、以及受电端3实时通信功能。

电子芯片12，该电子芯片12是位于该插头11内或是该电缆线13内，该电子芯片12可以针对所检测到的该电缆线13线材的电压、电流、温度的变化的实时信息(未图示的)、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；该电子芯片12，经由该插头11，根据实时所检测到的电缆线13的线材电压电流实时信息，而提供给主控充电端2，以让主控充电端2能针对受电端3元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，并可搭配电缆线13的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测电缆线13的线材阻抗老化的阻抗拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新电缆线13的线材。

另，视实际需求，本发明的充电电缆1的电子芯片12可配合一应力感测器(未图示的)，针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性，并结合应力来做融合运算，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，然后搭配实时的电压电流做适当调整。

于实际施行时，主控充电端2可为，例如，汽车的充电桩及/或具通信界面的充电线。举例来说，当采用usb通信界面时，主控充电端2为usb接头的充电器或是充电桩。举另一范例来说，当采用applelighteningcable为充电线时，主控充电端2为具lighteningcable接头的充电器或是充电桩；此时主控充电端2或电缆线13的线材本身的自我检测得以通知用户更换电缆线13。此外，电缆线13也得以根据阻抗变化的趋势随时通知为充电器的受电端3，根据被充电元件特性，变化定电压或是定电流的充电曲线，进而提高充电效率.同时，也通过电缆线13的线材温度的变化，降低或关闭电流进而避免电缆线13线材过热融溶而短路。

图2为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的一实施例的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形。如图2中所示的，一种介于主控充电端2与受电端3之间的充电电缆，该充电电缆1包含插头11、电子芯片12、以及电缆线13，其中，该电子芯片12是位于该插头11内。

插头11，该插头11与该电缆线13耦合，该插头11具有至少一电源线组100、以及至少一通信线组103，该至少一电源线组100具有电源线101与接地线102，而该至少一通信线组103提供充电电缆1与主控充电端2、以及受电端3实时通信功能。

电子芯片12，该电子芯片12是位于该插头11内。

于实际施行时，主控充电端2可为通信界面如usb，而当采用usb通信界面时，主控充电端2为usb接头的充电器或是充电桩；主控充电端2或电缆线13的线材本身的自我检测得以通知用户更换电缆线13；此外，电缆线13也得以根据阻抗变化的趋势随时通知为充电器的受电端3，根据被充电元件特性，变化定电压或是定电流的充电曲线，进而提高充电效率.同时，也通过电缆线13的线材温度的变化，降低或关闭电流进而避免电缆线13线材过热融溶而短路。

图3为一示意图，用以显示说明于图2中的电子芯片的结构。如图3中所示的，该电子芯片12包含模拟到数字转换电路adc205、运算模块206、非挥发性存储器207、以及通信界面208。

模拟到数字转换电路adc205，该模拟到数字转换电路adc205检测电缆线13的线材温度信号201、线材中电源电压信号202、以及为线材中电源电流信号203，其中，该线材温度信号201可为至少一组的温度信号，该线材中电源电压信号202可为至少一组的电源电压信号，而线材中电源电流信号203可为至少一组的电源电流信号；该模拟到数字转换电路adc205可实时检测线材阻抗及温度的变化，并将线材温度信号201、线材中电源电压信号202、以及为线材中电源电流信号203转为数字信号，提供后续的运算模块206做信号的处理。

运算模块206，该运算模块206可为特殊用途电路或处理器，会将来自于模拟到数字转换电路adc205所获取的电压、电流、温度的实时信息、以及受电端3充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息(数据及阻抗值)、并将之予以储存至非挥发性存储器207，以便于形成历史记录数据，而这些历史记录数据将提供该运算模块206做运算，并且对电缆线13线材阻值的老化做预测；在此同时，也提供效率充电的电压电流相互搭配，并对过电流形成降低电流或是电源切断保护机制。

换言之，该运算模块206，经由通信界面208，根据实时所检测到的电缆线13的线材电压电流实时信息，而提供给主控充电端2，以让主控充电端2能针对受电端3元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，并可搭配储存于该非挥发性存储器207中的电缆线13的线材阻抗变化之历史记录数据，来预测电缆线13的线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新电缆线13的线材。

非挥发性存储器207，该非挥发性存储器207该非挥发性存储器207中的电缆线13的线材阻抗变化的历史记录数据，并提供储存烧录序号、型号、极限功率、出厂阻值与出厂日期外，还可以记录电缆线13使用日期每次使用时间、以及记录阻抗变化与使用温度，进而提供该运算模诅组206推算传输损耗。

通信界面208，该运算模块206经由该通信界面208，根据该模拟到数字转换电路adc205实时所检测到的电缆线13的线材的电压电流实时信息，而提供给主控充电端2，以让主控充电端2能针对该受电端3的该充电元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命。

图4为一示意图，用以显示说明本发明的充电电缆的再一实施例的架构、以及其与主控充电端、受电端的运行情形。如图4中所示的，一种介于主控充电端2与受电端3之间的充电电缆，该充电电缆1包含插头11、电子芯片12、以及电缆线13，其中，该电子芯片12是位于该电缆线13内。

插头11，该插头11与该电缆线13耦合，该插头11具有至少一电源线组100、以及至少一通信线组103，该至少一电源线组100具有电源线101与接地线102，而该至少一通信线组103提供充电电缆1与主控充电端2、以及受电端3实时通信功能。

电子芯片12，该电子芯片12是位于该电缆线13内。

本实施例于实际施行时，主控充电端2可为汽车的充电桩，主控充电端2或电缆线13的线材本身的自我检测得以通知用户更换电缆线13；此外，电缆线13也得以根据阻抗变化的趋势随时通知为充电器的受电端3，根据被充电的电动车汽车电池特性，变化定电压或是定电流的充电曲线，进而提高充电效率.同时，也通过电缆线13的线材温度的变化，降低或关闭电流进而避免电缆线13线材过热融溶而短路。

图5为一示意图，用以显示说明于图4中的电子芯片的结构。如图5中所示的，该电子芯片12包含模拟到数字转换电路adc305、运算模块306、非挥发性存储器307、以及通信界面308。

模拟到数字转换电路adc305，该模拟到数字转换电路adc305检测电缆线13的线材温度信号301、线材中电源电压信号302、线材中电源电流信号303、以及线材中应力信号304，换言之，该模拟到数字转换电路adc305除可检测电压、电流、温度的变化的实时信息以外，尚可检测应力的变化的实时信息，其中，该线材温度信号301可为至少一组的温度信号，该线材中电源电压信号302可为至少一组的电源电压信号，线材中电源电流信号303可为至少一组的电源电流信号，而该线材中检测应力信号304可能为至少一组的应力信号，应力主要在提供线材不当弯折时，所造成阻值的增加；该模拟到数字转换电路adc305可实时检测线材阻抗及温度的变化，并将线材温度信号301、线材中电源电压信号302、线材中电源电流信号303、以及线材中检测应力信号304转为数字信号，提供后续的运算模块306做信号的处理。

运算模块306，该运算模块306可为特殊用途电路或处理器，会将来自于模拟到数字转换电路adc305所获取的电压、电流、温度、以及应力的实时信息、以及受电端3充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息(数据及阻抗值)、并将之予以储存至非挥发性存储器307，以便于形成历史记录数据，而这些历史记录数据将提供该运算模块306做运算，并且对电缆线13线材阻值的老化做预测；在此同时，也提供效率充电的电压电流相互搭配，并对过电流形成降低电流或是电源切断保护机制。

换言之，该运算模块306，经由通信界面308，根据实时所检测到的电缆线13的线材电压电流实时信息，而提供给主控充电端2，以让主控充电端2能针对受电端3元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，并可搭配储存于该非挥发性存储器307中的电缆线13的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测电缆线13的线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新电缆线13的线材。

非挥发性存储器307，该非挥发性存储器307该非挥发性存储器307中的电缆线13的线材阻抗变化的历史记录数据，并提供储存烧录序号、型号、极限功率、出厂阻值与出厂日期外，还可以记录电缆线13使用日期每次使用时间、以及记录阻抗变化与使用温度，进而提供该运算模诅组306推算传输损耗。

通信界面308，该运算模块306经由该通信界面308，根据该模拟到数字转换电路adc205实时所检测到的电缆线13的线材的电压电流实时信息，而提供给主控充电端2，以让主控充电端2能针对该受电端3的该充电元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命。

另，于本实施例中，本发明的充电电缆1的电子芯片12可配合一应力感测器(未图示的)，针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性，并结合应力来做融合运算，估测到一个实时的电缆线13的线材阻抗信息，然后搭配实时的电压电流做适当调整。

于本发明的充电电缆的一实施例(图2)、以及另一实施例(图4)中的各组成部件，于实际施行时，均可进行任意选取、配置，其理相同、类似于所述实施例中所述的，在此不再赘述。

又，本发明的充电电缆于实际施行时，在该充电电缆的接头或电缆线内部崁入一个具检测、测量、运算、以及记录用的非挥发存储器所形成的电子芯片.其中具检测、测量为模拟到数字转换电路adc，而运算模块是指执行特殊运算的电路如asic或可过程控制的处理器如mcu或dsp等，而记录历史记录数据的非挥发存储器为flash或eeprom/mtp…等.这些主要功能所形成的电子芯片.运用以上具有所述功能的电子芯片可以烧录序号、型号、极限功率、出厂阻值与出厂日期之外，尚可记录使用日期、每次使用时间、以及记录阻抗变化与使用温度，进而推算传输损耗.并将其记录通过自我运算或是通过通信界面，提供充电主控端根据使用记录描绘损耗变化曲线后，得知电缆线线材进入老化的拐点。

综合以上的所述实施例，我们可以得到本发明的一种充电电缆，是应用于能自我检测与诊断的智能充电电缆的环境中，于主控充电端/受电端利用充电电缆进行充电时，充电电缆针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；可根据实时所检测到的线材电压电流实时信息提供给充电端，以让主控充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材。本发明的充电电缆包含以下优点：

1.于主控充电端/受电端利用充电电缆进行充电时，充电电缆针对所检测到的电压、电流、温度的实时信息、以及充电元件特性进行协同运算，估测到一个实时的线材阻抗信息，可实时检测线材阻抗及温度的变化；可根据实时所检测到的线材电压电流实时信息提供给充电端，以让主控充电端能针对受电端元件特性做有效率的充电而提高充电效率；搭配实时的电压电流做适当调整，同时考量过电流及过热保护、对充电电流做过载的保护、考量被充电元件的特性去保护充电元件的使用寿命、对充电电流做降低以保护/延长线材的使用寿命；以及，估测到一个实时的线材阻抗信息，并可搭配非挥发存储器中的线材阻抗变化的历史记录数据，来预测线材阻抗老化的拐点、以提供后续保护机制及充电效率提供运算基础，可根据自我诊断结果通知用户更新线材。

2.提供充电电缆线材一个自我检测与诊断的功能，以加强线材的安全性并加强其寿命；增加线材的可辨识性，以增加线材的充电效率；以及，提供线材历史损耗信息，实时的阻抗-温度曲线，以增强实时的充电效率及线材安全及寿命。

3.提供线材出厂及历史损耗信息，让线材在充电线材在初始时，通过这些信息去预测线材的衰减程度，以提供使用者更新线材，增加线材可靠性及安全性；增加线材的可辨识性，而整体充电系统可以针对充电元件端特性充电，以增加线材的充电效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用以限定本发明的范围；凡其它未脱离本发明所公开的构思下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的权利要求内。