用于控制储能装置的充电的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及储能装置的充电。具体而言，本发明涉及电动或混合动力车辆的储能装置的充电。
【背景技术】
[0002]近来，电动和混合动力车辆在全世界的道路上都已经变得越发常见了。它们具有一个共同点，那就是它们都需要大型且强劲的可充电电池。尽管安装在例如电动车辆中的这种电池的尺寸很大，但是取决于驾驶车辆的频率和距离，几乎每天都必须为它们再充电。
[0003]为给电动车辆的可充电电池进行再充电所需要的来自电源的功率是相当大的。一个顾虑是，在沿着从电源到储能装置的电路径的某处的高电阻的点或连接(例如，故障连接、破损的线缆或松动连接)的风险，这对于充电系统来说可能是危险的。充电系统中的增大的电阻以及高电流导致温度升高，并且可能因此成为火灾隐患，或可能损坏充电系统的部件。此外，例如充电线缆的增大的电阻可能导致电源的输出饱和，这将在电源上施加不必要的应变。
[0004]对于常规的充电系统而言，通常存在专用的线缆，该专用的线缆具有用于检测升高的温度的集成的温度传感器。在例如US2011/0204849中公开了包括温度传感器的充电线缆。在US2011/0204849中公开的线缆中，温度传感器在例如接近电源出口的线缆的末端处测量线缆中的温度。
[0005]然而，这种线缆具有高复杂性并且相对昂贵。此外，电阻的增大可能是由于例如，诸如除了充电线缆以外的系统线缆之类的部件的发热，或任何其它高电阻的连接或缺陷。这种缺陷(或发热或连接)可能出现在沿着从电源到电池的电路径的任何位置，并且因此利用集成在线缆中的温度传感器可能难以准确检测出这种缺陷(或发热或连接)。因此，需要更准确地确保安全的充电过程。
【发明内容】
[0006]鉴于以上情况，本发明的总体目标是利用适合于电动或混合动力车辆的充电的任何线缆来提供一种改进的充电方法。
[0007]因此根据第一方面，提供了用于利用电源对车辆中的储能装置进行充电的方法，所述方法包括以下步骤:确定表示从电源输出的第一电压电平的第一值；开始利用电源对储能装置进行充电；确定表示从电源输出的第二电压电平的第二值；基于第一值与第二值之间的差来确定第一电压差；在预定的时间之后，中止充电；确定表示从电源输出的第三电压电平的第三值；开始利用电源对储能装置进行充电；确定表示从电源输出的第四电压电平的第四值；基于第三值与第四值之间的差来确定第二电压差；基于第一电压差与第二电压差之间的差来确定偏差值；以及基于该偏差值来控制充电参数。
[0008]表示电压输出电平的值可以是例如测量的电压值或电流值。通过从第二值减去第一值或从第一值减去第二值来确定所述差。偏差值表示功率损耗，所述功率损耗由在沿着从电源到储能装置的电路径的任何位置的例如故障、不连续、中断、或不完整连接的电阻所引起，或可能由故障线缆(例如在线缆的导体上有缺陷、或不适合电源入口(inlet)或出口(outlet)的线缆)所引起。因此，沿着从电源到储能装置的电路径的任何高电阻的点可能引起功率损耗。偏差值还可以是由电压值和电流值确定的电阻值。
[0009]本发明基于这样的认识，即在电源处测量到的功率损耗表示连接到电源的输出的电路径中的电阻。例如，较差连接中的电阻大于适当连接中的电阻。本发明还基于以下认识，即通过经由确定两个不同时间处的功率损耗之间的差来确定功率损耗的变化，可以获得例如电源与电池之间的电路径的质量的表示。例如，相较于在一段时间中功率损耗仅少量增加的情况，如果功率损耗在一段时间中大幅增加，则例如电源出口中着火的风险可能较高。假使功率损耗大幅地增加，可以有利地控制诸如充电电压、充电电流、充电功率等的充电参数，以减小功率损耗。
[0010]根据本发明的一个实施例，如果偏差值超过第一预定阈值，则可以减小从电源提供给储能装置的充电电流。偏差值可以表示功率损耗。如果偏差值被确定为过高，即以致其超过预定的第一值，则有利的是减小由电源提供的充电电流，以减小在沿着从电源到储能装置的电路径的某处的例如着火的风险。在偏差值超过第一值的情况中(其中该第一值相对较小)，可以利用减小的充电电流继续对储能装置进行充电。
[0011]在本发明的一个实施例中，可以与偏差值成比例地减小所提供的充电电流。例如，如果偏差值超过第一阈值的量是第一量，则可以按照取决于第一量的量来减小充电电流。该量可以例如是百分数。例如，如果偏差值超过第一值10%，则可以将充电电流减小例如取决于根据示例分别为2、1或0.5的比例常数的20%、10%、5%或另一个百分数。比例常数可以具有适合于特定情况的任何其它值。如上所述的量还可以与百分数以外的其他值相关。例如，该量可以与电压、电流、和/或电阻等相关。
[0012]根据本发明的一个实施例，如果偏差值超过大于第一阈值的第二预定阈值，则可以有利地中止储能装置的充电。在一些情况中，中止储能装置的充电可能是有利的。例如，在对着火的风险的预期比较高的情况下，优选地确定应该中止储能装置的充电。例如，在充电线缆上的某处可能存在高电阻的缺陷。当充电电流流过该高电阻的缺陷时，在该缺陷处可能发生功率损耗增大和温度升高，因此导致着火或充电系统损坏的风险增大。第二阈值大于第一阈值，因此，在仅超过第一阈值而未超过第二阈值的第一个实例中，减小了充电电流，并且在超过第二阈值的第二个实例中，中止了充电。于是，相比仅超过了第一预定阈值的情况，可能认为超过了第二预定阈值的情况风险更高。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述方法还可以包括确定表示连接在电源与储能装置之间的充电线缆的温度的温度值。测量温度能够额外地表示充电系统中增大的功率损耗。例如，故障连接或线缆中的损坏的导体可以导致电阻增大，这引起故障充电线缆的温度升高，并且因此导致充电系统中的功率损耗增大。通过监控偏差值和温度二者，可以获得较安全的充电方法。
[0014]根据本发明的一个实施例，如果温度值超过第一预定阈值温度值，则可以减小由电源提供给储能装置的充电电流。稍微增加的温度可以表示例如损坏的导体。因此减小充电电流可以减小与继续对储能装置进行充电相关联的风险。例如，如果减小了充电电流，则充电线缆的损坏的导体可以很好地完成正在进行的充电过程。然后可以在充电完成之后对充电线缆进行替换或修理。
[0015]根据本发明的一个实施例，如果温度值超过第二预定温度阈值，则可以中止储能装置的充电，其中第二温度阈值大于第一温度阈值。
[0016]因此，如果充电线缆的温度达到特定的、相对高的温度，则中止充电。可以将温度确定用于与本文中所描述的其它类型的功率损耗确定进行各种组合。例如，温度升高与功率损耗值的特定组合可以表示应该中止充电或应该减小充电电流。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述方法还可以包括确定第三电压差的值，所述第三电压差的值表示充电期间的电源的电中性线与电接地之间的电压，其中如果第三电压差超过第三预定阈值，则中止储能装置的充电。电中性线是要保持地电势的线。然而，如果该电中性线不能保持地电势，则在保持地电势的电接地与电中性线之间将存在电压。如果第三电压差的值超过第三预定阈值，则这可能表示不良连接，例如损坏的导体或故障线缆。还通过对第三电压差的值进行监控来获取用于充电的更准确、安全的系统。此外，可以在电源以外的其它位置处测量到电中性，所述其它位置例如车辆中的充电系统中。此外，可以将电接地电连接到车辆中和/或电源处。
[0018]根据本发明的一个实施例，预定的时间可以在1-60分钟的范围中，充电在预定的时间之后中止。可以例如基于引起充电中止的成因的性质来确定该时间。
[0019]根据本发明的一个实施例，可以在预定的时间间隔处重复所述方法。可以重复所述方法以获取对是否应该中止充电、或是否应该减小充电电流的更新了的估计。可以例如持续地重复所述方法,或可以例如每1、2、5、10、20、30、60分钟重复所述方法，或类似地，根据用于执行所述方法的时间。
[0020]根据本发明的第二方面，提供了一种用于利用外部电源对储能装置进行充电的系统，所述系统包括:设置为从电源接收电流的控制单元，所述控制单元包括用于确定表示从电源输出的电压电平的值的测量单元；以及继电器单元，其被设置为从电源接收电流，并且取决于从控制单元接收的控制信号，所述继电器单元被配置为控制从电源到储能装置的电流的供应；其中所述控制单元被配置为:在测量单元中，确定表示从电源输出的电压电平的第一值；开始利用电源对储能装置进行充电；在测量单元中，确定表示从电源输出的第二电压电平的第二值；基于第二值与第一值