CN103915866A - 用于电池电动车辆和插电式混合动力电动车辆的高压直流充电的方法和装置 - Google Patents

用于电池电动车辆和插电式混合动力电动车辆的高压直流充电的方法和装置 Download PDF

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迈克尔·爱德华·洛夫特斯
约翰·普罗耶蒂
法扎勒·乌拉曼·赛义德
本·A·塔巴托斯基·布什
裴利·罗宾逊·麦克尼尔
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Abstract

本发明公开了一种便携式充电装置，该装置可以通过独立的电动车辆(EV)高压电池向EV的高压电池提供可控制地快速直流(DC)充电。充电装置可以配置用于遵从用于EV充电的通用标准以与各个制造商的各种汽车型号兼容。该装置可以配置用于与供给和接收车辆建立通信连接并且在向接收车辆的电池传输电力之前实施两个车辆的电池之间的电压匹配程序。为了防止盗窃能量，充电程序的控制可以在充电装置和供给以及接收车辆之间共享。充电器装置可配置用于仅在没有探测到故障时启动充电程序。充电装置可以允许驾驶员在方便的时间和位置向电力耗尽的高压电池快速再充电。

Description

用于电池电动车辆和插电式混合动力电动车辆的高压直流充电的方法和装置
技术领域
本发明总体上涉及电动车辆的充电，并且更具体地涉及便携式直流(DC)充电装置。 
背景技术
在传统的以及混合动力电动汽车中，内燃发动机可以提供驱动马达的电力，而低压电池可以提供用于装置(比如起动机马达、乘客舱通风系统、内部和外部的灯、娱乐信息系统等)的电力。通常，发动机由汽油驱动的车辆加满燃料可以行驶约300英里左右。当用于发动机的燃料耗尽时，可以在服务站短暂的停车来补充。在恶劣的情况下，当车辆没有燃料在偏远地区抛锚时，简单的软管可用于从停下来帮助的过路车的燃料箱吸取汽油。类似地，当传统的低压汽车电池的电荷下降到需要的最小值以下时，导致车辆不运转，通常不是很困难或者没有延误就可以升高电池电压。例如，车辆上容易收藏的一组不贵的跨接电缆可以电连接运转正常的电池和那些电力耗尽的电池的端子以实现能使电力耗尽的电池重新供能的充电电路。 
虽然大部分汽车继续使用汽油发动机，但是减少排放以及增加的再生能源开发的探索使得电力驱动的汽车的市场扩大。依赖于用于驱动力的高压电池的纯电动车辆每次充满电的行驶范围约为100-200英里。通过与交流(AC)电力网连接而再充电高压电池。大多数情况中，高压电池在不需要用车的延长期间(比如上班时间期间、在家中的夜晚或者在公共充电站长时间的泊车期间(比如车辆在机场而驾驶员在旅行))连接至电网。 
对于长途行驶，驾驶员经常可以计划路线和行程以在足够长的持续时 间内包括已知的再充电站位置处的站点。例如，由于意外的逆风或增加马达驱动需要的能量的其它环境因素，在电机长期驱动期间电池可能意外地运行到低电量，可能会在途中在充电站再充电，这样驾驶员可以继续驾驶至希望的目的地。然而，这样的场景中一个潜在问题是用于电动车辆的充电站并不像传统的汽油站一样是无处不在的或者方便找到。所以，当电池电荷意外地运行为低时遇到一个站点的可能性大大小于在传统的服务站遇到的情况。 
大多数充电站通过花费数个小时向电力耗尽的电池充电的程序而提供较低的1级或2级电力充电。虽然当在预定时间和位置执行电荷传输时较长的充电时间可能是可接受的，但是在未预期的情况下实施程序时延长时间的再充电期间可能不利地影响行程计划。当驾驶时关于电池将耗尽的可能性的忧虑可能阻止消费者购买或使用电动车辆，让这些消费者个人以及整个社会群体失去电动车辆能提供的多种益处。 
发明内容
本发明提供一种用于电动车辆的高压充电的方法和装置。示例系统可以包括供给电动车辆处的供给高压能量存储装置(ESD)、接收车辆处的接收高压能量存储装置(ESD)以及配置用于从供给ESD向接收ESD可控制地传输能量的便携式交叉式电子控制单元(PxECU)。在一个示例实施例中，系统可以配置用于通过供给ESD向接收ESD快速直流(DC)充电。 
充电装置可以包括配置用于连接接收车辆的第一连接器、配置用于连接供给车辆的第二连接器以及用于在供给和接收车辆之间可控制地传输能量的控制器单元。示例充电装置可以配置用于实现通过供给车辆的电池向接收车辆的电池的直流(DC)充电。在一个示例实施例中，充电装置实施为能方便运送的便携式装置，例如它可以装载在供给或接收车辆上。示例充电装置可以包含配置用于在供给和接收电池之间传输能量的电力转换模块，以及配置用于与供给和接收车辆通信并且用于通过电力转换模块控制能量传输的处理模块。在一个示例实施例中，充电装置可以执行供 给和接收电池之间的电压匹配。 
用于电荷传输的方法可以包括连接充电装置与供给车辆、连接充电装置与接收车辆、匹配供给车辆电池电压和接收车辆电池电压、执行故障探测程序、以及在供给车辆电池和接收车辆电池之间可控制地传输电荷。在一个示例方法中，供给和接收电池之间的传输电荷包含快速的DC充电。 
根据本发明的一个实施例，CTCU包含配置用于在供给和接收ESD之间传输能量的电力转换模块。 
根据本发明的一个实施例，CTCU包含配置用于控制电力转换模块的处理模块。 
根据本发明的一个实施例，CTCU包含配置用于与供给和接收车辆通信的处理模块。 
根据本发明的一个实施例，CTCU包含人机交互界面(HMI)。 
根据本发明的一个实施例，CTCU配置用于执行供给和接收ESD之间的电压匹配程序。 
根据本发明的一个实施例，该装置是便携式的。 
根据本发明的一个实施例，充电接收车辆ESD包含仅在没有探测到故障时充电。 
根据本发明的一个实施例，进一步包含与供给车辆和接收车辆建立通信连接。 
根据本发明的一个实施例，进一步包含匹配供给车辆的ESD和接收车辆的ESD的电压。 
根据本发明的一个实施例，进一步包含确认供给车辆授权充电。 
附图说明
图1显示了示例系统； 
图2显示了示例系统； 
图3显示了示例系统； 
图4显示了示例方法； 
图5显示了示例方法； 
图6显示了示例方法。 
具体实施方式
根据需要，公开了本发明的示例实施例。多个实施例意味着实施本发明的多种方式的非限制性示例，并且应理解还可以替代形式实施本发明。下文将参考附图更加完整地描述本发明，在附图的多张附图中相同的标号代表相同的部件并且在附图中显示了示例实施例。附图不必按比例绘制并且可以放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节，同时已经去除相关部件以防止难于理解本发明的创新点。本说明书公开的具体结构和功能细节不应解释为限制性，而仅作为权利要求的基础以及用于教导本技术领域中的技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。例如，虽然在车辆的背景中讨论示例实施例，但是应理解本发明不必局限于特定的设置。此外，在一些实例中可以在多个模块之间分配通过单个模块执行的控制功能。此外，可以在本发明的范围内以替代的序列实施以特定的序列描述的具有动作的方法。 
如今，很多电动车辆(EV)(比如插电式电动车辆(PEV)和电池电动车辆(BEV))插接至通常提供持续数个小时的交流(AC)充电环节(session)的电力网。在典型的环节期间，车辆(EV)上的充电设备与充电站处的电动车辆服务设备(EVSE)协作以协调从电网至车辆的电荷传输。如上文讨论的，存在配置用于AC充电的车辆需要额外的充电选择的场合，优选的选择与更短的充电环节相关联。本发明使用供给车辆(donor vehicle)提供的能量而可以提供接收车辆(recipient vehicle)的快速DC充电。在一个示例实施例中，本发明经由类似于在充电站的EV和EVSE之间利用的程序和接口而可以传输电荷。在一个示例实施例中，装置硬件、软件或方法配置用于遵从关于电动车辆充电的行业标准，例如但不限于汽车工程师协会(SAE)1772，国际标准化组织(ISO)15118-1、15118-2、15118-3，以及德国的德国工业标准(DIN)规范70121，将它们全部合并 进本发明书作为参考。 
图1显示了示例系统100，其中便携式交叉式电子控制单元(PxECU)102可以连接供给车辆(DV)104和接收车辆(RV)106以将能量从供给能量存储装置(ESD)108提供至接收ESD110。在本发明的目的中，接收车辆是具有接收额外能量的ESD的车辆。供给车辆应理解成具有能提供能量的(供给)ESD的车辆。在该定义下，应理解在一个实例中车辆在一定时间上是供给车辆，而在另一实例中是接收车辆。通过示例的方式，但不是限制，车辆104、106是电动车辆(EV)的形式，例如仅通过电力驱动的电池电动车辆(BEV)。然而，可以预想混合动力电动车辆(HEV)和插电式电动车辆(PEV)也可以实施本发明。 
在示例实施例中，ESD108和110可以是配置用于为EV提供马达驱动电力的可再充电的能量存储系统(RESS)的形式。通过示例的方式，但不是限制，ESD108、110可以是高压牵引电池或电池组的形式，比如锂离子电池。然而，可以预想ESD也可以实施为高压电容器或配置用于提供马达驱动电力的其它电子电荷存储装置。在一个示例实施例中，可经由DC1级或2级充电程序将能量提供至接收ESD110。 
图2显示DC充电系统100的示例实施例。在该示例中，可以根据用于电动汽车的汽车工程师协会(SAE)标准制造供给和接收车辆104、106，并且这样可以相似地配备它们。通过示例的方式，但不是限制，PxECU102可以接合充电入口112，从供给ESD108接收能量、并且提供能量至接收ESD110。在示例实施例中，PxECU102可以配置用于与供给车辆104处的控制模块114协作以实施电荷传输程序。控制模块114可以包含硬件、软件、固件和/或它们的一些组合并且配置用于遵从SAE的DC充电协议以及电荷传输程序的控制方面而与PxECU102通信。在示例实施例中，控制模块114可以包含配置用于授权并执行电荷供给程序(例如但不限于微处理器可执行的软件指令)的专用模块。 
以类似的方式，PxECU102可以配置用于接合接收车辆106处的电荷入口116。PxECU102可以配置用于与控制模块118协作以实施电荷传输 程序。类似于控制模块114，控制模块118可以包含硬件、软件、固件和/或它们的一些组合并且配置用于遵从SAE标准启动DC充电程序。在示例实施例中，控制模块114、118可以配置用于执行并协调多个车辆相关的功能，包括那些与充电程序不相关的功能。可替代地，控制模块114、118可以实施为专用于充电程序并配置用于根据需要与其它车辆模块协作的模块。 
通过示例的方式，但不是限制，PxECU102可以包括电荷传输控制单元(CTCU)120、连接至第一连接器130的第一电缆128以及连接至第二连接器134的第二电缆132。在一个示例实施例中，第一和第二电缆128、132可以是配置用于传输电力控制信号和充电电流的电缆束的形式。在一个示例实施例中，连接器130、134可以是配置用于连接电动车辆的充电入口端的标准充电连接器的形式。例如，连接器130、134可以配置用于分别接合充电入口112、116以电连接CTCU120和ESD108、110。通过示例的方式，入口112、116和连接器130、134可以配置用于遵从用于电动车辆的DC充电的SAEJ1772而运转使得连接器130、134可以接合按照全球公认标准设计的所有汽车的充电入口端。结果是，PxECU102可以提供与各个厂商和型号的汽车兼容的通用的充电装置。连接器130、134可以配置用于实现从CTCU120扩展的在电缆128、132内的多个导体和充电入口112、116处多个关联的导体之间的电连接。 
示例CTCU120可以包含电力转换模块(PCM)122和通信控制模块(CCM)124。PCM122可以包含配置用于从供给车辆ESD接收电流并提供电流至接收车辆ESD的直流/直流(DC/DC)转换器电路。CCM124可以包含硬件、软件、固件和/或它们的一些组合。在一个示例实施例中，CCM124可以包含配置用于经由预定协议通信、监视电力和连接、执行故障探测程序并控制PCM122的运转的微处理器或其它处理装置。例如，CCM124可以配置用于遵从涉及电动车辆DC充电的ISO标准15118-1、-2和-3和/或SAE J1772运转供给和接收车辆104、106上的控制模块114和118并与它们通信。在一个示例实施例中，PxECU可以配置用于执行供给和接收车辆的牵引ESD之间的电压匹配程序。示例CTCU120可以进一 步与用户输入工具配置以从用户接收输入，此处显示为人机交互(HMI)模块126。通过示例的方式，HMI模块126可以简单的是用于用户输入的电力按钮，或者可以包括其它特征，例如但不限于显示屏。 
参考图3，当接合时，入口112和连接器130可以形成匹配一者中的导体与另一者中对应导体的电导耦合器136。例如，入口112和连接器130可以每者包括SAE标准J1772定义的与多个导体关联的多个端子。按照用于DC充电的J1772标准，入口112和连接器130可以包括7个端子，端子1和2设计用于1级和2级的AC电力交换、端子3设计用于接地连接、而端子4和5设计用于控制信号。通过示例的方式，端子4可用于引导先导控制信号(control pilot signal)，而端子5可用于引导接近探测信号(proximity detection signal)。端子6和7可用于DC充电，例如但不限于1级、2级和3级的DC充电。通过示例的方式，端子6和7可以电连接与充电继电器140和切换继电器121协作能连接CTCU120和ESD108的导体用于2级的快速DC电荷传输。 
充电入口116和接收车辆106可以具有上文讨论的用于充电入口112和供给车辆104的类似配置。连接器134和入口116可以接合以形成可包括SAEJ1772指定的7个端子的电导耦合器138。在一个示例实施例中，一对充电继电器142可以连接耦合器138的端子6和7以及ESD110用于2级的DC电荷传输。PxECU102可以包括一组用于连接PCM122和端子6和7用于2级的电荷传输的切换继电器123。在一个示例实施例中，CCM124可以配置用于控制切换继电器121和123的打开和闭合。 
过去，EV配置有电荷传输程序，例如在该程序中当车辆ESD通过EVSE进行AC充电时接收电荷。在典型的再充电程序期间(参见上文参考的标准)，接收车辆通过从EVSE请求特定的电压和/或电流而可以控制该程序。PxECU可以配置用于类似于充电站的EVSE连接被充电的车辆的方式连接接收车辆。然而，在本发明的方法中，供给车辆提供而不是接收电荷。于是，在示例方法中可以预想供给车辆可以配置用于对充电程序施加一定程度的控制。例如，控制模块114可以配置用于应用电荷传输的一个或多个方面控制。通过示例的方式，控制模块114可以配置用于授权 电荷供给程序，而赋予该功能可以配置用于确定是否满足预定状况、要求和/或充电极限。从而，控制模块114可以配置用于防止供给ESD未经授权的使用以及过度耗尽。 
通常，DC充电环节可以包括建立通信和充电参数的初始化阶段、预充电阶段、电荷传输阶段以及环节终止阶段。图4显示可以通过PxECU实施的示例方法200的流程图。在框202处，PxECU可以连接至供给车辆。例如，PxECU102的连接器130可以接合供给车辆104处的充电入口端112。在框204中，PxECU可以连接至接收车辆。通过示例的方式，连接器134可以插入接收车辆106的充电输入端116。在一个示例实施例中，PxECU102可以类似于电动车辆服务装备在充电站连接接收车辆106的方式连接接收车辆106。 
在框206处，可以启动PxECU。通过示例的方式，可以在HMI模块126处接收用户输入以启动PxECU102。例如，用户可以压下PxECU102处的电力按钮以打开它。通过进一步的示例，可以由插入充电入口112、116中的一者或两者或者由于接通连接的供给车辆而自动启动PxECU。在一个示例实施例中，CTCU120可以包括电源(未显示)，例如配置用于提供CTCU120运转的电力的低压电池。 
在一个示例实施例中，在框208处可以执行初始化程序。通过示例的方式，初始化程序可以包括与供给和接收车辆充电参数建立通信连接、并接收和/或交换这些参数。在一个示例实施例中，连接器130、134与充电入口112和116的成功连接可以促使初始化程序，其中CCM124可以建立与控制模块114和118的通信并从它们接收充电参数。通过示例的方式，充电参数可以包括用于ESD108和ESD110的最大电流、电大电压、希望的电流、目标电压等。可以确定充电级别(即级别1或级别2的DC充电)。一旦成功完成初始化程序，程序200前进至框210。然而，如果没有成功完成初始化程序，例如不能建立通信连接或者供给和接收车辆提供的充电参数不兼容，方法可以在框220处终止。 
在决策框210处可以作出是否授权充电环节的确定。在一个示例实施 例中，供给车辆可以对充电程序应用一定程度的控制。通过示例的方式，但并不是限制，供给车辆104的控制模块114可以配置用于授权充电供给程序。在一个示例方法中，PxECU可以配置用于确认授权。通过示例的方法，CTCU120可以配置用于从控制器114接收充电环节被授权的控制信号或数据消息。指示拒绝授权的故障信号或者不能接收肯定的授权信号可以导致在框220处终止方法。在示例实施例中，PxECU可以配置用于提示(prompt)控制模块114授权通知。可以预想可通过控制或数据消息之外的方式确认授权。例如，当电荷供给传输程序被授权时，控制器114可以闭合供给车辆104的充电接触器140，这可导致电压出现在端子6和7处。在一个示例实施例中，PxECU102处的电压感应可以探测端子6和7处的电压。CCM124可以配置用于使用电压探测作为供给车辆104已经授权电荷传输的指示。 
在框212处可以执行电压匹配程序。在一个示例实施例中，PxECU可以配置用于首先将ESD108电压调整至控制器118请求的电压。在一个示例实施例中，CCM124可以闭合切换接触器121以允许电流从ESD108流向PCM122。在一个示例方法中，在开始电荷传输程序之前PxECU102可以在它的输出建立预定电压。例如，如果ESD110实施为配置用于提供300V电压的高压(HV)电池，PxECU102可以使用由供给ESD108以协商的电流水平提供的能量在PCM122输出建立通过控制器118请求确定的约300-301V的电压。在一个示例实施例中，CCM124可以配置用于闭合切换接触器123以提供电压至耦合器138的端子6和7。在一个示例方法中，PxECU102可以控制输出以斜坡上升(ramp up)电压以匹配控制器118请求的电压。 
在框214处可以作出是否探测到故障的确定。示例方法可以包括监视车辆处和/或PxECU处的多个故障。例如，大多数车辆包括设计用于探测车辆故障的车载诊断系统。在一个示例实施例中，控制器114和118可以配置用于与车载诊断系统协作提醒可能损害充电程序的任何故障。致命故障可能会导致通过PxECU102实施的方法200的终止。在一个示例实施例中，故障信号可以经由端子4和5从车辆上的控制器模块传输至CTCU120 的CCM124，端子4和5可用于通信和控制信号。此外，PxECU可配置用于探测故障的出现，例如充电入口和连接器之间的不良连接、通信连接故障、CTCU120处的故障等。在一个示例实施例中，可以实施类似于当ESD通过充电站的EVSE进行DC充电时执行的故障探测程序(比如J1772标准描述的)。通过示例的方式，但不是限制，可能导致充电程序终止的故障可以包括丧失安全接地、丧失高压绝缘、丧失通信、电力传输中断。 
当没有探测到故障，方法200可以继续至框216，在216处传输电荷。接收车辆106的控制模块118可以闭合充电继电器142使得电流可以从ESD108流动通过充电继电器140、耦合器136的端子6和7、切换继电器121、PCM122、切换继电器123和充电继电器142至接收ESD110。 
在一个示例实施例中，PxECU可以配置用于按照SAE J1772标准规范中描述的1级和2级充电参数进行快速DC充电。在一个示例实施例中，在接收ESD的大量充电(bulk charging)期间充电电流可以较高直到达到预定电压，然后可以使用较低的电流完成充电程序。可以通过控制PCM112处的DCDC转换器的输出而控制PxECU处的电压和电流输出。通过示例的方式，PxECU可以配置用于以0-200A的电流范围和200-500V的电压范围执行接收ESD的DC充电。 
在框218处，作出充电程序是否继续的确定。可预想可以通过PxECU、供给或接收车辆自动停止或通过用户手动停止充电环节。在一个示例实施例中，CCM124可配置用于从一个或多个源接收关于停止充电请求的输入。例如，当已经达到希望的或预定的荷电状态(SOC)，接收车辆可以请求终止充电环节。相应地，CCM124可以配置用于从控制器118接收停止充电请求。可预想，当供给ESD108的SOC达到预定阈值或下降到该阈值以下时或者当不再满足其它预定要求(比如需要授权的那些要求)时，供给车辆的控制器114可以请求或指令停止充电程序，或者指示程序不再被授权。从而CCM124可以配置用于从控制器114接收关于终止的输入。在一个示例实施例中，用户也可以终止电荷传输程序。相应地，PxECU可以配置用于经由HMI126或者可以与PxECU通信的其它装置(比如供给车辆104处的装置)接收用户终止输入。此外，可预想在一个示例实施 例中，PxECU可以独立地终止充电程序。例如，CCM124可以编程有可以包括涉及供给和接收车辆和/或PxECU自身的状况和/或状态的充电和终止要求的指令。从而，在决策框218处，是否继续充电程序的确定可以取决于来自多个源的输入。如果确定继续充电程序，方法200可以在框214处继续。 
终止充电程序的确定可以前进至框220。在一个示例实施例中，终止程序可以通过转换至关闭模式而开始。在关闭模式期间PxECU、供给和接收车辆可以配置用于返回至断电的安全状态使得连接器130、134可以与入口112、116安全地分离。CCM124可以将PxECU102的电流输出减小至零。在一个示例实施例中，可以打开供给车辆104处的充电接触器140，也可以打开PxECU处的切换继电器121和123以及接收车辆106处的充电继电器142。当耦合器136、138的端子6和7两端的电压减小至希望的水平，可以从充电入口112、116将连接器130、134移除。在一个示例实施例中，关闭可以遵循ISO15118-1、-2或SAE J1772概括的一般的充电终止序列。 
图5显示了可以供给车辆处实施的示例方法300。在框302处供给车辆可以电连接PxECU。例如，充电入口112可以接合PxECU102的连接器130。在一个示例实施例中，连接器130和入口112的耦合可以触发控制模块114的运转。可替代地，当车辆104启动时(通过点火钥匙启动、或者探测无钥匙点火车辆中的钥匙或者压下车辆启动按钮)可以启动控制模块114。 
在框304中可以执行初始化程序。如本说明书上文讨论的，初始化程序可以包括控制模块114建立与CCM124的通信并达到协商充电参数(比如电流和电压水平)以及其它可能的动作。如上文讨论的，不能成功完成初始化程序可以提示CCM124终止电荷传输程序。在一个示例实施例中，不能成功完成初始化可能阻止控制模块114继续充电程序。在决策框306处可以作出是否授权电荷供给程序的确定。在一个示例方法中，确定可以包括是否满足一个或多个预定的充电状况。通过示例的方式，但不是限制，充电状况可以包括车辆104的驾驶员同意以及ESD108处的最小SOC。在 一个示例实施例中，在车辆104处探测到车辆104的钥匙可以满足驾驶员同意的要求。例如，控制模块114可以配置用于与车辆104的车辆控制单元(未显示)协作，车辆控制单元配置用于探测车辆处钥匙的出现。可以通过控制模块114或者通过配置用于与控制模块114协作的独立的车辆模块(未显示)确定ESD108的SOC。在一个示例实施例中，控制模块114可以配置用于比较ESD108的电荷或电荷盈余与预定的最小电荷或电荷盈余要求。当满足预定要求时，可通过控制模块114授权电荷供给传输程序。在一个示例实施例中，控制模块114可以配置用于提供授权信号至PxECU102。当充电程序被授权时控制模块114还可以闭合充电接触器140。如本说明书上文讨论的，接点闭合能够由PxECU探测并解释为授权充电环节的确认。方法300可以继续至框308。 
如果没有满足充电条件，超越选择可以允许用户手动超越预定要求。例如，控制器114可以配置用于使用在车辆104处接收的驾驶员输入避开预定要求的故障并允许电荷传输程序的授权。可以进一步预想在一个示例实施例中，控制模块114可以配置用于执行特定状况下的超越运转，不需要依赖于用户输入。如果应用了超越选择，可以授权充电，并且方法可以继续至决策框310。然而，如果不满足授权需要的预定状况，并且没有应用超越选择，那么方法可以在框314处终止。在一个示例实施例中，控制模块114可以提供指示充电程序的授权被否定的信号至CCM124。 
在决策框308处可以作出是否存在出现故障的确定。如本说明书前面描述的，控制模块114可以配置用于检查供给车辆104的故障，例如与车辆控制单元协作。此外，它可以配置用于从PxECU接收故障信号。如果探测到故障，可以在框314处终止充电环节。 
如果没有探测到故障，方法300可以继续至框310，在框310处供给ESD108可以传输电荷。在一个示例实施例中，控制模块114可以配置用于闭合充电继电器140以允许电流从ESD108流动至CTCU120的PCM122。通过示例的方式，控制模块114可以响应于来自PxECU的CCM124的提示而闭合充电继电器140。 
方法300可以继续至决策框312，在框312处作出是否继续充电环节的确定。在一个示例实施例中，控制器114可以配置用于接收关于终止充电程序的输入。例如，PxECU可以配置用于提供停止充电环节信号至供给车辆。可替代地，供给车辆的用户界面或其它装置可以允许驾驶员指令停止充电环节。如果没有接收至终止输入，环节可以继续，并且方法300可以前进至框306。在框306处，控制器114可以使用供给车辆处的状况来确定是否授权充电程序应该继续。如本说明书上文描述的，控制器114可以确定是否满足预定的充电要求，比如ESD108的最小SOC。从而，控制器114可以基于要求的满足而授权充电程序的开始，当不再满足这些要求时它还可以通过随后拒绝授权或者提供停止充电信号而中止电荷供给程序。这样，方法300可以保护供给ESD108不耗尽到它自身的电压变得不可接受的低的点。在一个示例实施例中，一旦应用旁通选择，它可以保持生效直到充电环节终止，避免用户需要重复地提供用户输入以应用超越选择。 
如果在框312处作出充电环节不再继续的确定，在框314处可以终止充电环节。控制器114可以在供给车辆104处触发关闭模式并打开继电器140以将ESD108与耦合器136和CTCU120分离。 
图6显示可以在接收车辆处实施的方法400的流程图。在框402处接收车辆可以连接PxECU。例如，充电入口116可以接合连接器134。在一个示例实施例中，成功的连接可以导致控制器118的激活。在框404处控制器118可以参与初始化程序，该初始化程序可包括与CCM124建立通信以及协商可包括(如用于DC充电协议的SAE J1772规范描述的)电压和电流水平的充电参数。如上文描述的，如果不能成功地完成初始化阶段则PxECU可以终止充电环节。可以进一步预想示例方法可以包括一旦初始化阶段失败则通过供给或接收车辆终止。当初始化成功时，方法400可以继续至决策框406，在406中可以作出是否探测到任何故障的确定。例如，可以执行类似于本说明书上文描述的在供给车辆104处实施的故障探测方法；即，故障探测可以包括检查车辆106和耦合器138处的故障。如果探测到故障，故障信号可以提供至PxECU102并且方法可以在框412处结束。 如果没有探测到故障，示例方法400可以继续至框408，在408处可以接收电荷。在一个示例方法中，ESD110可以根据可以包括预充电期间的充电特性(charging profile)接收电荷。在一个示例实施例中，控制器118可以闭合继电器142以电连接ESD110和PCM122以实现电荷传输。可以之前协商的电流水平传输电荷以达到希望的电压。 
在决策框410处可以作出是否继续充电环节的确定。在一个示例实施例中，接收车辆可以配置用于停止充电环节。例如，控制器118可以监视ESD110的荷电状态(SOC)并配置用于当达到希望的SOC时停止充电事件。在一个示例实施例，控制器118可以提供停止充电信号至PxECU102。然而，可以预想PxECU或供给车辆也可以终止充电环节，在这种情况下控制器118可以配置用于接收“停止充电”信号。在框410处，除了检查SOC状态之外，电子控制单元(ECU)可以检查是否已经接收到停止环节信号或其它终止输入。如果充电环节将继续，方法400可以前进至框406。否则，充电程序可以在框412处终止。在一个示例实施例中，在终止方法400的关闭模式期间控制118可以打开继电器142。在一个示例实施例中，PxECU102可以协调供给和接收车辆处的终止程序。可以安全的方式执行终止使得在连接器130、134与充电入口112、116分离之前连接器136、138处的电压减小至零或最小水平。 
本发明提供了一种使用供给车辆高压电池向电动车辆高压电池充电的装置和方法。在一个示例实施例，PxECU可以促进包括电压匹配以及以对供给和接收车辆两者可接收的电流水平传输电荷的高效快速的DC充电。在一个示例实施例中，汽车服务车辆可以配备有PxECU以响应于抛锚车辆的驾驶员的呼叫而与服务车辆供给电池一起使用。通过进一步的示例，消费者车辆可以配置用于与PxECU协作而传输电荷使得具有PxECU的车辆可以从另一个车辆提供或接收电荷，避免需要联系道路辅助服务。PxECU可以提供一种存放在车辆上便于使用的便携式可装载的再充电装置。本发明可以为电动车辆的驾驶员提供安全、平和的心态，改善关于在不容易达到充电站的区域中电池电力用完的忧虑。装备有PxECU，无论车辆的位置，驾驶员可以安排对HV电池的再充电。可以与另一个驾驶员 提前在方便的地点计划再充电站点，计划公路旅行可以变得更加简单，不必再导航至特定的再充电站点位置。由于不可预见的动态行驶状况电池电荷将消耗的比预想的更快，驾驶员可以实时作出安排以在沿途上安全的位置遇到一些人，减少了驾驶员的忧虑并改善了驾驶员的安全。 
在一个示例实施例中，PxECU充电接口可以类似于典型的公共充电站处的充电接口。无论牵引电池的化学特性，可以利用本说明书讨论的通用标准中的通信和充电协议使得各种厂商和型号的车辆可以享受PxECU提供的益处。PxECU可以监视故障以提供安全和高效的电荷传输程序。PxECU可以配置用于执行一个或多个控制算法以防止供给ESD过度放电。通过要求供给车辆对能量传输程序授权，PxECU可以阻挠盗窃能量的企图。PxECU可以配置用于在供给和接收车辆之间传输能量之前执行电压匹配程序并以保护接收ESD接触器的低电流水平执行预充电阶段。通过提供用于再充电HV电池的简单、高效且方便的装置，PxECU可以减少驾驶员忧虑并增加对电动车辆的整体满意度。 
根据需要，本说明书公开了说明的实施例，但是本发明不限于描述的实施例。本技术领域中的技术人员应理解，可以多种方式实施本发明的方面，例如，可以组合、重新设置并以多种方式配置本说明书描述的模块和程序。方法不限于本说明书描述的特定序列，并且可以添加、删除或组合多个步骤或操作。本发明包含了权利要求范围内的所有系统、装置和方法。 

Claims (10)

1.一种系统，包含：
供给电动车辆处的供给能量存储装置(ESD)；
接收电动车辆处的接收ESD；以及
配置用于可控制地从所述供给ESD向所述接收ESD传输电力的便携式交叉式电子控制单元(PxECU)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PxECU配置用于执行电压匹配程序。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PxECU包含配置用于DC/DC电力转换的电力转换模块。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PxECU包含配置用于与所述供给和接收车辆通信的处理模块。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PxECU配置用于执行故障探测程序。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PxECU配置用于所述接收ESD的快速DC充电。
7.一种用于电动车辆的充电装置，包含：
配置用于连接供给车辆的第一连接器；
配置用于连接接收车辆的第二连接器；
用于在所述供给车辆和接收车辆之间传输能量的电荷传输控制单元(CTCU)；
用于连接所述第一连接器和所述CTCU的第一电缆；
配置用于连接所述第二连接器和所述CTCU的第二电缆；并且
其中，所述装置配置用于使用来自所述供给车辆的供给ESD的能量向所述接收车辆的接收能量存储装置(ESD)可控制地充电。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置配置用于通过范围从零到两百安培之间的电流实现所述接收车辆ESD的DC充电。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置配置用于通过范围从200到500伏之间的电压实现所述接收车辆ESD的DC充电。
10.一种方法，包含：
连接供给车辆；
连接接收车辆；
执行故障探测程序；
使用所述供给车辆的ESD可控制地充电所述接收车辆的ESD。
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