专利名称：用于电气装置的热保护系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电气装置或电气系统的热保护系统。背景 随着电交通工具和混合型电交通工具的出现，交通工具操作者正在寻找用于给他们的交通工具充电的方便的方式，以及特别地更多的给他们的交通工具充电的地点。这已经导致使交通工具在各种地点被充电成为可能的可携带充电电缆套件的开发，但是作为结果，交通工具操作者可能正在使用具有未知的品质的电插座。因为电交通工具可以在其正在充电时汲取相对大量的电流，例如来自标准120伏特(V)电插座的13安培(A)，所以，差品质电插座或连接于电插座的差品质的电路可以导致电插座过热。在其中电插座在交通工具充电期间过热的情况下，在充电电缆的端上的插头可能或可能不也达到不可接受地高的温度。即使热量中的某些从电插座传递至插头，热传递将主要是传导性的和低效率的。因此，测量电缆或甚至在电缆的端上的插头的温度将很有可能不提供对电插座的温度的良好的指示。另外的使问题变得复杂的是，交通工具可能在相对冷的周围环境中例如在车库中被充电。在这样的情况下，在充电缆的端上的插头可能在充电过程期间自始至终保持非常冷，而电插座成为不可接受地热。因此，存在对用于电气装置例如电插座但是驻留在交通工具操作者所控制的设备例如充电电缆套件内的热保护系统的需要。概述本发明的至少某些实施方案包括用于具有控制系统和被连接于电源的电插座的电气系统的热保护系统。电缆具有被附接于其并被配置为与所述电插座电连接的插头。非接触温度传感器被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度。所述温度传感器与所述控制系统通信并且被配置为向所述控制系统发送信号，使得当由所述温度传感器测量的所述温度指示预确定的条件被满足时，经过所述电插座和所述插头的电流被减小。在某些实施方案中，所述预确定的条件可以是正在被感测的温度高于预确定的温度。在其他的实施方案中，所述预确定的条件可以是温度增加的速率高于预确定的速率。在又另一个实施方案中，所述预确定的条件可以在所述电插座的被所述温度传感器传感的温度以某个量高于环境温度时满足。所述传感器可以通过信号通知所述控制系统以在被所述传感器传感的所述温度指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为零。在至少某些实施方案中，所述电缆被配置为连接于电气装置，使得所述电气装置在所述插头被电连接于所述电插座时从所述电源接收电力。所述控制系统可以在所述传感器的测量指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为非零的预确定的电流。所述电气装置可以是交通工具充电系统，并且所述非零的预确定的电流可以是对于所述交通工具充电系统的最小容许电流。在其他的实施方案中，所述非零的预确定的电流可以是将防止所述预确定的条件被满足的最大电流。本发明的至少某些实施方案包括用于具有被连接于电源的电插座的电气系统的热保护系统。充电电缆具有插头，插头被附接于第一端并被配置为电连接于所述电插座，且所述充电电缆具有被配置为附接于交通工具充电系统的第二端。非接触温度传感器被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度。控制系统与所述温度传感器通信并且被配置为在被所述温度传感器传感的温度指示预确定的条件被满足时减小经过所述电插座和所述插头的电流。本发明的至少某些实施方案包括用于具有控制系统和被连接于电源的电插座的电气系统的热保护系统。充电电缆具有插头，所述插头被附接于第一端并被配置为电连接于所述电插座，且所述充电电缆具有被配置为附接于交通工具充电系统的第二端。非接触温度传感器被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度，以及向所述控制系统发送信号以在被所述温度传感器传感的所述温度指示预确定的条件被满足时导致被减小的经过所述电插座和所述插头的电流。在至少某些实施方案中，所述温度传感器是被配置为测量所述电插座的表面的温度的红外传感器。在这样的实施方案中，所述预确定的条件可以是所述电插座表面的温度高于预确定的温度。在其他的实施方案中，所述预确定的条件可以是所述电插座表面的温度增加的速率高于预确定的速率。在又另一个实施方案中，所述预确定的条件可以在所述电插座表面的由所述温度传感器传感的温度以某个量高于环境温度时满足。附图
简述图I示出了图示了根据本发明的实施方案的热保护系统的示意图；以及图2示出了图示了根据本发明的实施方案的热保护系统的部分示意的图。详细描述如要求的，本发明的详细的实施方案在本文中公开；然而，将理解，所公开的实施方案仅是可以被以各种形式和可选择的形式实施的本发明的示例。图不一定是按比例的；某些特征可以被夸大或缩小以示出特定的部件的细节。因此，本文所公开的具体的结构的和功能的细节不被解释为限制性的，而是仅作为用于教导本领域的技术人员变化地采用本发明的代表性的基础。图I示出了根据本发明的实施方案的热保护系统10的示意性的代表。热保护系统10包括电缆12，电缆12的边界被虚线示出。如下文更详细地解释的，缆12包括电导体14、16，以及被连接于传感器24的线18、20、22。传感器24是被布置在电插头组件26内的非接触温度传感器。如下文参照图2解释和图示的，传感器24虽然被布置在插头组件26内，但是被配置为测量被连接于插头组件26的电插座的温度。图I还示出了电交通工具供应设备(EVSE) 28的示意性的图示。EVSE28是用于帮助电交通工具或混合型电交通工具的充电的充电电缆套件的一部分。因此，在图I中示出 的实施方案中，电缆12是被与充电交通工具共同地使用的类型的充电电缆。在本实施方案中，电缆12的一个端被附接于插头组件26,插头组件26具有从其延伸的用于向电插座的电连接的尖头30、32。电缆12的另一个端34离开EVSE 28并且被配置为附接于交通工具充电系统，交通工具充电系统典型地是电交通工具或混合型电交通工具机载的。EVSE 28还包括被作为控制微处理器不出的控制系统36。放大器38放大从传感器24接收的信号，之后，放大的信号进入控制系统36。如下文更详细地解释的，控制系统36被配置为在预确定的条件的发生时减小经过插头组件12和其所附接的任何电插座的电流，预确定的条件的发生可以由被传感器24传感的温度指示。在图示的实施方案中，EVSE28被配置为具有交流/直流变换器40，交流/直流转换器40可以被用于将从电插座接收的电力转换为被交通工具并且特别是交通工具电池可使用的形式。
虽然控制系统36在本实施方案中被示出作为热保护系统10的一部分，但是本发明的其他的实施方案不包括集成的控制系统，而是依赖于例如驻留在交通工具上机载的控制系统。在这些实施方案中，来自传感器例如传感器24的信号输出必须是符合已知与机载的控制系统通信的协议。这样的热保护系统在例如图2中示出。图2示出了根据本部分的另一个实施方案的热保护系统42的部分地示意性的图示。热保护系统42包括具有在插头50中终结的电导体46、48的电缆44。插头50包括被配置为用于向电插座56的电连接的尖头52、54。电插座56被可以例如附接于电路断路器面板或其他的电源的导体58、60供电。非接触温度传感器62被布置在插头50内。在图2中示出的实施方案中，温度传感器62是被配置为测量电插座56的温度的红外传感器。特别地，传感器62被配置为测量电插座56的表面64的温度。图2还示出了传感器62的视场66的不意性的代表。虽然视场66被不出为深深地延伸入电插座56中，但是其仅被以这种方式图示为示出传感器例如红外传感器62检测到的内容的一般的型式。具体地，传感器62以使得大体上圆锥形的视场覆盖电插座56的电端头68、70的方式被选择和布置在插头50内。在许多情况下，电插座,例如电插座56,将具有三个电端头，一个中性的(neutral), —个热的(hot)和一个接地的。在这样的情况下，传感器例如传感器62将被定位和配置为具有近似覆盖所有的三个端头的电插座中的开口的视场。如也在图2中示出的，传感器62包括的导体72、74，导体72、74被配置为将来自传感器62的信号通信至控制系统，例如图I中示出的控制系统36或交通工具机载的控制系统。虽然图I中示出的传感器24包括三个导体18、20、22且仅导体22被示出为与控制系统36通信，但是非接触传感器的具体的配置可以在不同的实施方案中不同，取决于多种因素，包括正在被使用的具体的传感器以及正在与其通信的控制系统。然而，在图I和2中示出的实施方案二者中，热保护系统10、42被配置为保护电气系统，电气系统可以包括电插座例如电插座56和控制系统例如被布置为电交通工具或混合型电交通工具机载的控制系统。实际上，当热保护系统例如系统10或系统42被布置在电插座和例如电交通工具之间时，热保护系统自身可以成为其正在保护的电气系统的一部分。热保护系统例如系统10或系统42提供保护的方式中的一个是通过当预确定的条件被满足时减小经过电气系统的电流。在某些实施方案中，预确定的条件可以在传感器例如传感器62感测到的电插座56的温度高于预确定的温度时被满足。如上文描述的，这样的确定可以是在其中充电电缆套件正在被在各种具有未知的品质的电插座上使用的情况中非常重要的。例如，电插座例如电插座56可以经历的加热通常由一方程来描述，该方程包括流动经过电插座的电流的平方。因此，电流的相对小的减小可以显著地减小正在被产生的热。在某些情况下，可以是必需的或期望的是，将电流减小至零，即断开电路或以其他方式完全地切断所有的电流。其是在图I中图示的实施例，其中控制系统36被示出为在EVSE 28中断开电导体12、14。控制系统36可以被配置为在传感器24提供指示被感测的温度高于预确定的温度的信号时进行该任务。在某些实施方案中，预确定的温度可以在80-90°C的范围内。相反地，温度增加的速率可以被用作预确 定的条件，使得单一的温度读数(可以是瞬时的)不使电路被不必要地断开。例如，在1-3分钟内的10°C的温度增加的速率可以被编程入控制系统例如控制系统36中并且被用作使电路被断开的预确定的条件。因此，如果传感器24信号通过信号通知控制系统36被测量的温度是40°C，并且然后在小于一分钟之后通过信号通知控制系统被测量的温度是55°C，那么传感器24已经指示预确定的条件被满足。另一个可以被使用的预确定的条件是被测量的温度升高至某个高于围绕插头和电插座的周围环境的温度的温度。例如，图I示出了被配置为测量周围环境的温度的第二温度传感器76。传感器76与控制系统36通信，向控制系统36提供环境温度,用于确定预确定的条件是否被满足。在一个实施方案中，预确定的条件可以在电插座的被传感器24测量的温度高于环境温度70°C或更多时被满足。因此，当传感器24测量电插座的温度是60°C，并且传感器76测量环境温度是50°C时，差仅是10°C，被传感器24传感的温度指示预确定的条件未被满足。相反地，传感器24的同一个温度读数，即60°C，可以指示问题，如果环境温度是-10°C的话；在这种情况下，传感器24的测量指示预确定的条件被满足并且控制系统36将采取行动以减小电插座的温度，例如通过切断经过系统的电流。在上文描述的实施例中，电流在预确定的条件被满足时被减小至零。然而，以上不是必需的，并且本发明的实施方案设想对预确定的条件的发生进行不同的控制。具体地，本发明的实施方案设想在预确定的条件被满足时将电流减小至某些非零的水平。例如，在热保护系统例如系统10或42被用于充电电交通工具或混合型电交通工具的情况下，控制系统可以被配置为将电流减小至对于交通工具充电系统的最小容许电流。对于目前的某些电交通工具和混合型电交通工具来说，该水平可以是约6A。在其他的实施方案中，电流可以被减小至将防止预确定的条件被满足的电流的某个最大水平。例如，如果传感器例如传感器62检测到电插座56的温度高于预确定的温度，那么传感器62的信号可以使控制系统将电流减小允许电插座56的温度减小至仅低于预确定的温度的必需的最小量(由此保持最大容许电流)。在交通工具充电的情况下，这可以例如通过控制机载的充电系统以保持强度略小的充电程序来实现。虽然上文描述了示例性的实施方案，但是不意图这些实施方案描述本发明的所有的可能的形式。而是，在本说明书中使用的词语是描述的词语而非限制的词语，并且将理解，各种变化可以被作出，而不偏离本发明的精神和范围。此外，各种实施性实施方案的特征可以被组合以形成本发明的另外的实施方案。
权利要求
1.一种用于电气系统的热保护系统，所述电气系统具有控制系统和被连接于电源的电插座，所述热保护系统包括电缆，其具有插头，所述插头被附接于所述电缆并被配置为与所述电插座电连接；以及非接触温度传感器，其被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度，所述温度传感器与所述控制系统通信并且被配置为向所述控制系统发送信号，使得当由所述温度传感器测量的温度指示预确定的条件被满足时，经过所述电插座和所述插头的电流被减小。
2.根据权利要求I所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是以下中的一个所述电插座的温度高于预确定的温度或所述电插座的温度的温度增加的速率高于预确定的速率。
3.根据权利要求I所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是所述电插座的温度比周围环境的当前温度高出预确定的量。
4.根据权利要求I所述的热保护系统，其中，所述传感器通过信号通知所述控制系统以在所述传感器指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为零。
5.根据权利要求I所述的热保护系统，其中所述电缆被配置为连接于电气装置，使得在所述插头被电连接于所述电插座时所述电气装置从所述电源接收电力，所述传感器通过信号通知所述控制系统以在所述传感器指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为非零的预确定的电流。
6.根据权利要求5所述的热保护系统，其中所述电气装置是交通工具充电系统，并且所述非零的预确定的电流是对于所述交通工具充电系统的最小容许电流。
7.根据权利要求5所述的热保护系统，其中所述非零的预确定的电流是将防止所述预确定的条件被满足的最大电流。
8.根据权利要求I所述的热保护系统，其中所述传感器是被配置为测量所述电插座的表面的温度的红外传感器。
9.一种用于电气系统的热保护系统，所述电气系统具有被连接于电源的电插座，所述热保护系统包括 充电电缆，其具有插头，所述插头被附接于第一端，所述插头被配置为电连接于所述电插座，且所述充电电缆具有第二端，所述第二端被配置为附接于交通工具充电系统； 非接触温度传感器，其被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度；以及 控制系统，其与所述温度传感器通信并且被配置为在由所述温度传感器测量的温度指示预确定的条件被满足时减小经过所述电插座和所述插头的电流。
10.根据权利要求9所述的热保护系统，其中所述温度传感器是被配置为测量所述电插座的表面的温度的红外传感器。
11.根据权利要求10所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是所述电插座的表面的温度高于预确定的温度。
12.根据权利要求10所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是所述电插座的表面的温度增加的速率高于预确定的速率。
13.根据权利要求10所述的热保护系统，其中所述控制系统被配置为在所述传感器指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为零。
14.根据权利要求10所述的热保护系统，其中所述控制系统被配置为在所述传感器指示所述预确定的条件被满足时将经过所述电插座和所述插头的电流减小为非零的预确定的电流。
15.根据权利要求14所述的热保护系统，其中所述非零的预确定的电流是对于所述交通工具充电系统的最小容许电流。
16.根据权利要求14所述的热保护系统，其中所述非零的预确定的电流是将防止所述预确定的条件被满足的最大电流。
17.—种用于电气系统的热保护系统,所述电气系统具有控制系统和被连接于电源的 电插座，所述热保护系统包括 充电电缆，其具有插头，所述插头被附接于第一端，所述插头被配置为电连接于所述电插座，且所述充电电缆具有第二端，所述第二端被配置为附接于交通工具充电系统；以及 非接触温度传感器，其被布置在所述插头内并且被配置为 测量所述电插座的温度，以及 向所述控制系统发送指示所被测量的温度的信号，以在由所述温度传感器测量的温度指示预确定的条件被满足时导致被减小的经过所述电插座和所述插头的电流。
18.根据权利要求17所述的热保护系统，其中所述温度传感器是被配置为测量所述电插座的表面的温度的红外传感器。
19.根据权利要求18所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是以下中的一个所述电插座的表面的温度高于预确定的温度或所述电插座的表面的温度的温度增加的速率高于预确定的速率。
20.根据权利要求18所述的热保护系统，其中所述预确定的条件是所述电插座表面的温度比周围环境的当前温度高出预确定的量。
全文摘要
本发明涉及用于电气装置的热保护系统。用于具有控制系统和被连接于电源的电插座的电气系统的热保护系统包括电缆，电缆具有被附接于其并被配置为电连接于所述电插座的插头。非接触温度传感器被布置在所述插头内并且被配置为测量所述电插座的温度。所述温度传感器与所述控制系统通信并且被配置为向所述控制系统发送信号以在所述温度传感器指示预确定的条件被满足时导致被减小的经过所述电插座和所述插头的电流。
文档编号H02H5/04GK102638025SQ20121002981
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年2月10日
发明者保罗·戈尔兹, 大卫·A·海恩 申请人:李尔公司