CN104024034B - 车辆、放电系统及车辆的放电控制方法 - Google Patents

车辆、放电系统及车辆的放电控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104024034B
CN104024034B CN201280053512.3A CN201280053512A CN104024034B CN 104024034 B CN104024034 B CN 104024034B CN 201280053512 A CN201280053512 A CN 201280053512A CN 104024034 B CN104024034 B CN 104024034B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
power
electric
communication unit
communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280053512.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104024034A (zh
Inventor
石井大祐
木野村茂树
水野朋行
小川崇
泽田博树
铃木保男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN104024034A publication Critical patent/CN104024034A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104024034B publication Critical patent/CN104024034B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B60L50/61Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/51Photovoltaic means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/50Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
    • B60L53/53Batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L55/00Arrangements for supplying energy stored within a vehicle to a power network, i.e. vehicle-to-grid [V2G] arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/00714Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery charging or discharging current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/10DC to DC converters
    • B60L2210/14Boost converters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00Converter types
    • B60L2210/40DC to AC converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y04S10/126Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12Remote or cooperative charging

Abstract

根据本发明的实施例的车辆(10)应用于充电‑放电系统CDS。该充电‑放电系统包括车辆(10)、电力电缆(20)、插入式充电站(30)、HEMS(40)和商业电源(50)。在其中电力电缆(20)的连接器(21)与车辆(10)的入口连接的状态下,电力被从车辆蓄电装置(11)释放/提供到外部电负荷(例如,外部蓄电装置(41))。进一步地,车辆蓄电装置(11)能够通过电力电缆(20),被外部电源(50)充电。车辆(10)的控制装置(12)在开始从车辆蓄电装置(11)向外部电负荷放电之前,基于通过连接器(20)的CPLT端子发送的特定信号(控制导频信号),获取/检测电力电缆(20)的允许电流值。

Description

车辆、放电系统及车辆的放电控制方法
技术领域
本发明涉及:具有蓄电部的车辆,该蓄电部可通过借助电力电缆将电力提供给与该蓄电部连接的外部电负荷而被放电;包括车辆和电力电缆的放电系统;用于控制该蓄电部的放电的方法;以及在放电系统中使用的车辆外部的设备。
背景技术
传统上,已知具有一种充电-放电系统,该系统可使用(通过)车辆外部的电源(源)对安装在车辆上的蓄电装置充电,并且可将来自安装在车辆上的蓄电装置的电力提供给车辆外部的电负荷(包括位于车辆外部的蓄电装置等)。将来自安装在车辆上的蓄电装置的电力提供给车辆外部的电负荷表示对(给)安装在车辆上的蓄电装置进行放电。因此,在本说明书中,将来自安装在车辆上的蓄电装置的电力提供给车辆外部的电负荷可表述为“向车辆外部的电负荷放电”。进一步地,安装在车辆上的蓄电装置也可被称为“车辆(车载)蓄电装置”,车辆外部(位于车辆外部)的蓄电装置也可被称为“外部(车外)蓄电装置”。此外,车辆外部(位于车辆外部)的电源(源)也可被简称为“外部电源”,车辆外部(位于车辆外部)的电负荷也可被简称为“外部电负荷”。外部蓄电装置可以是外部电负荷以及外部电源。
同时,作为其车辆蓄电装置可通过住宅(外部电源)充电的电动车辆的标准,在美国已采用“SAE电动汽车传导充电耦合器(SAE Electric Vehicle Conductive ChargeCoupler)(请参阅下面的文献1)”,并且在日本已采用“电动汽车传导充电系统一般要求(请参阅下面的文献2)”。
文献1:美国标准SAEJ1722,SAE国际,2001年11月
文献2:电动汽车传导充电系统一般要求(日本电动汽车协会(JEVA)标准,2001年3月29日
在这些标准中,例如,定义有关“控制导频”的标准。控制导频是一种控制线,并且做出如下定义。
·设备接地(接地导体)-在服务设备上的用于将EV电源设备的不带电金属部件连接到系统接地导体和/或接地电极导体的导体。
·控制先导装置–用于通过车辆上的控制电路连接到设备接地并执行特定功能的主控制导体。
·电动车辆电源设备(EVSE)-导体,其中包括非接地导体、接地导体、设备接地导体、电动车辆连接器、连接插头、以及所有其它配件、设备、电源插座,或者专门为了将能量从房屋布线传输到电动车辆而安装的装置。
通过控制线(控制先导装置)传输的信号被称为控制导频信号,CPLT信号,或者简称为“CPLT”。控制导频信号被车辆上的控制电路(车载控制装置)用于执行以下功能。
a.验证车辆存在并已连接;
b.允许电源通电/断电;
c.将电源设备额定电流传输到车辆;
d.监视设备接地的存在;
等等。
另一方面,在充电-放电系统中,车辆控制单元控制“使用从外部电源提供的电力对车辆蓄电装置执行充电(执行车辆蓄电装置的充电)”和“从车辆蓄电装置向外部电负荷放电(执行从车辆蓄电装置向外部电负荷的放电)”。因此,车辆的控制单元需要识别/判定是否应该使用从外部电源提供的电力执行车辆蓄电装置的充电(即,产生充电请求)或是否应该执行从车辆蓄电装置到外部电负荷的放电(即,产生放电请求)。
一种已知的技术使用充电电缆和不同于充电电缆的放电电缆,并且将充电电缆的控制导频信号与放电电缆的控制导频信号区分开来。进一步地,当电力电缆与车辆连接时,车辆控制电路被配置为基于控制导频信号判定连接的电力电缆是充电电缆还是放电电缆,并且基于所述判定来判定发生充电请求还是放电请求(请参阅公开号(kokai)为2010-35277的日本专利申请,第0072段等)。
发明内容
偶然地,当车辆蓄电装置通过充电电缆,使用从外部电源提供的电力而被充电时,充电电缆的额定电流(允许电流值)被通知给车辆的控制单元,该控制单元利用被通知的额定电流控制充电(例如,请参阅美国标准SAEJ1722,以及国际标准ICE61851)。但是,已知没有一项技术关注在从车辆蓄电装置向外部电负荷放电时的放电电流限制。进一步地,没有一项详细介绍如何将“放电时的电力电缆额定电流(允许电流值)”通知给车辆控制单元的技术。
制造根据本发明的车辆的来处理上述问题。
更具体地说,根据本发明的车辆包括:
入口,电力电缆的连接器与该入口连接;
蓄电部,其能够通过所述电力电缆而向外部电负荷放电;以及
控制装置,其在所述连接器与所述入口连接的状态下控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的放电。
进一步地,在本发明的所述车辆中,所述控制装置被配置为在开始所述放电之前,基于来自(传输自)所述电力电缆的特定信号获取所述电力电缆的允许电流值。
所述蓄电部可包括“安装在车辆上并且可通过(使用)从外部电源提供的电力而被充电的车辆蓄电装置”和“安装在车辆上并且基于(使用)电力以外的能量产生用于对所述车辆蓄电装置充电的电力的发电机(电力发生装置)”。所述蓄电部可仅包括车辆蓄电装置。
根据上述配置,表示所述允许电流值(额定电流)的所述特定信号被从所述电力电缆提供给所述控制装置。所述控制装置在开始所述放电之前可基于所提供的特定信号获取所述电力电缆的允许电流值。因此,所述控制装置可基于所述电力电缆的所述允许电流值控制安装在车辆上的所述蓄电部的所述放电。需要注意,“放电控制”可包括任何控制,只要它们涉及有关从所述蓄电部到所述外部电负荷的放电的控制,因此,包括放电电流、停止所述放电等的控制。进一步地,表达“在开始所述放电之前”可以是从第一时间点开始到第二时间点的时间段,其中所述第一时间点是所述电力电缆的连接器的连接状态从该连接器未与所述入口连接的状态变为该连接器与所述入口连接的状态的时间点,或者所述第一时间点是所述控制装置识别已产生放电请求的时间点,并且所述第二时间点是实际开始从所述车辆蓄电部向所述外部电负荷放电的时间点。
在本发明中,所述控制装置被配置为,当在所述放电正被执行的同时(时间段)流过所述电力电缆的电流超过所获取的允许电流值时,停止所述放电。
根据该配置,所述电力电缆可在执行所述放电时更肯定地受到保护。
在本发明的其中一方面,
所述蓄电部能够通过所述电力电缆,使用从外部电源提供的电力而被充电;
所述入口包括接收侧CPLT端子,该接收侧CPLT端子与发送侧CPLT端子电连接,以便接收控制导频信号,所述发送侧CPLT端子是所述电力电缆的所述连接器所包括的端子,当对所述蓄电部充电时,表示所述电力电缆的允许电流值的所述控制导频信号被提供给该发送侧CPLT端子;并且
所述控制装置被配置为在所述电力电缆的所述连接器与所述入口连接的状态下,在开始使用从所述外部电源提供的所述电力对所述蓄电部充电之前,基于所述控制导频信号获取所述电力电缆的所述允许电流值,并且通过所述接收侧CPLT端子接收所述特定信号。
该配置允许使用符合已知标准的充电电缆,通过所述外部电源对所述蓄电部充电。换言之,可以向所述控制装置通知可在执行所述放电时使用的所述电力电缆的允许电流值,无需大幅改变已知标准。
在这种情况下(即,当所述控制装置被配置为通过所述接收侧CPLT端子接收所述特定信号时),优选地,
所述控制导频信号是具有占空比(占空率)的信号,该占空比与在所述蓄电部的所述充电被执行时的所述电力电缆的允许电流值具有预定的关系;并且
通过所述接收侧CPLT端子接收的所述特定信号是具有占空比(占空率)的信号,该占空比与在从所述蓄电部向所述外部电负荷的所述放电被执行时的所述电力电缆的所述允许电流值具有所述预定的关系。
根据该配置,可以使用与在执行使用所述外部电源的对所述蓄电部的充电时使用的标准相同的标准,向所述控制装置通知当所述放电被执行时使用的所述电力电缆的允许电流值。
进一步地,在本发明的其中一方面,
所述蓄电部被配置为,能够通过不同于所述电力电缆的包括充电用连接器的充电电缆,使用从外部电源提供的电力而被充电;
所述入口包括接收侧CPLT端子,该接收侧CPLT端子与发送侧CPLT端子电连接,以便在所述充电电缆的所述充电用连接器与所述入口连接的状态下(的同时)接收控制导频信号,所述发送侧CPLT端子是在所述充电电缆的连接器中包括的端子,当对所述蓄电部充电时,表示所述充电电缆的允许电流值的所述控制导频信号被提供给该发送侧CPLT端子;
并且所述控制装置被配置为在所述充电电缆的连接器与所述入口连接的状态下,在开始使用从所述外部电源提供的所述电力对所述蓄电部充电之前,基于所述控制导频信号获取所述充电电缆的所述允许电流值,并且通过所述接收侧CPLT端子接收所述特定信号。
该配置还允许所述外部电源使用符合已知标准的充电电缆以对所述蓄电部充电。换言之,可以向所述控制装置通知在执行向所述外部电负荷放电时使用的所述电力电缆的所述允许电流值,无需大幅改变已知标准。
在这种情况下(即,当所述控制装置被配置为通过所述接收侧CPLT端子接收所述特定信号时),优选地,
所述控制导频信号是具有占空比(占空率)的信号,该占空比与所述充电电缆的所述允许电流值具有预定的关系;并且
通过所述接收侧CPLT端子接收的所述特定信号是具有占空比(占空率)的信号,该占空比与所述电力电缆的允许电流值具有所述预定的关系。
同样根据该配置,可以使用与在执行使用所述外部电源的对所述蓄电部的充电时使用的标准相同的标准,向所述控制装置通知当所述放电被执行时使用的所述电力电缆的允许电流值。
近来已开始研究“使用外部电源充电”,这种充电方式使用为车辆外部的设施(住宅、公寓等)提供的能量管理系统,例如HEMS(住宅能量管理系统)或BEMS(建筑能量管理系统)。这些系统(但不限于这些系统)可使用所述外部电源更有效地、更经济地,或者尽可能使用可再生能源,执行所述蓄电部的所述充电。
一般而言,在这些系统中,使用双向通信(例如,PLC;电力线通信)在所述系统与所述车辆的所述控制装置之间交换信息。
因此,如果所述车辆的所述控制装置包括能够与设置在所述车辆外部的位置上的第一单元通信的第二通信单元,则可使用所述通信将放电请求(开始放电的请求)提供给所述车辆的所述控制装置。在这种情况下,可使用所述第一通信单元和所述第二通信单元将用于从所述蓄电部向所述外部电负荷的放电的所述电力电缆的所述允许电流值(额定电流)发送到所述车辆的所述控制装置。但是,确定从所述第一通信单元传输到所述第二通信单元的内容的设备并非始终具有“用于所述放电的所述电力电缆的正确允许电流值”,例如,在更换所述电力电缆时便无法获取正确的允许电流值。
同时,已知(或通过标准定义/规定)当使用所述外部电源对所述蓄电部充电时,将控制导频信号设定为具有特定/预定的占空比(占空率)的占空信号(duty signal)。这是因为如果产生所述占空信号的电路被提供/附接到用于对所述蓄电部充电的电缆,则所述电缆的允许电流值(额定电流)肯定被通知给所述车辆的所述控制装置,无论是否使用电缆。
根据上述,即使所述车辆的所述控制装置包括能够通过所述电力电缆与设置在所述车辆外部的位置的第一通信单元通信的第二通信单元,优选地,用于从所述蓄电部向所述外部电负荷放电的所述电力电缆的所述允许电流值(额定电流)不仅使用所述第一通信单元与所述第二通信单元之间的通信而被发送到所述车辆的所述控制装置,而且还通过将充当所述特定信号的所述占空信号传输/发送到CPLT端子而被发送到所述车辆的所述控制装置,就像当对所述蓄电部充电时那样,以便向所述车辆的所述控制装置通知所述允许电流值。根据该配置,用于所述放电的所述电力电缆的允许电流值可精确地/正确地被通知给所述车辆的所述控制单元。
在本发明的一方面,
所述控制装置被配置为包括第二通信单元,该第二通信单元能够通过所述电力电缆与在所述车辆外部的位置设置的第一通信单元通信,所述控制装置被配置为响应于从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的放电请求而开始放电,以及在不使用所述第二通信单元的情况下获取所述特定信号。
进一步,所述控制装置优选地被配置为:
包括第二通信单元,该通信单元能够通过所述电力电缆与第一通信单元通信;
基于从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的允许电流值和根据所述特定信号获取的所述允许电流值中的较小一者,控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的所述放电;以及
在不使用所述第二通信单元的情况下获取所述特定信号。
根据该配置,即使获取使用所述通信要从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的信息的设备(例如,HEMS的计算机)错误地将“用于所述放电的所述电力电缆的允许电流值”识别为“大于实际(真实)值的值”,所述放电的所述控制也可基于“根据所述特定信号获取的所述电力电缆的允许电流值”而被执行。因此,所述电力电缆可在执行所述放电时确定地受到保护。
进一步地,所述控制装置优选地被配置为当在所述放电正被执行的同时流过所述电力电缆的电流超过从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述允许电流值和基于所述特定信号获取的所述允许电流值中的较小一者时,停止所述放电。
根据该配置,所述电力电缆可在执行所述放电时更确定地受到保护。需要注意,本发明可以包括/涵盖所述车辆的所述蓄电部的放电控制方法、包括所述车辆和所述电力电缆的放电系统、以及在构成所述放电系统的一部分的所述车辆外部的设备。
附图说明
当结合附图阅读下面的详细说明时,本发明的上述以及其它目的、方面、特征和优点将变得更加显而易见,其中:
图1是根据本发明的实施例的充电-放电系统的示意图;
图2是图1所示的充电-放电系统的示意性电路图;
图3是图2所示的包括在车辆中的控制装置和入口的示意性放大电路图;
图4是图2所示的电力电缆和插入式充电站的示意性放大电路图;
图5是图2所示的HEMS和外部电源的示意性放大电路图;
图6是图2所示的充电-放电系统的放电操作期间的处理图;
图7是示出图2所示的第一电子控制单元的CPU执行的例程的流程图;
图8是图2所示的充电-放电系统的放电操作期间的处理图;
图9是图2所示的充电-放电系统的充电操作期间的处理图;以及
图10是图2所示的充电-放电系统的充电操作期间的处理图;
具体实施方式
现在参考附图描述根据本发明的实施例的车辆。所述车辆被应用于放电系统。该放电系统是将电力从车辆(车载)蓄电部提供给外部电负荷(可以包括外部蓄电装置)的系统。该放电系统可被称为“充电-放电系统”,这是因为该放电系统具有“充电系统,该充电系统可使用从外部电源(可包括外部蓄电装置)提供的电力对车辆蓄电部充电”的功能。进一步地,车辆蓄电部可包括“安装在车辆上并且能够通过(使用)从外部电源(和安装在车辆上的发电机)提供的电力而被充电的车辆蓄电装置”和“安装在车辆上并产生电力以对车辆蓄电部充电的发电机(电力发生装置)”,或者可以仅包括车辆蓄电装置。
(结构概述)
如图1所示,充电-放电系统CDS被配置为包括车辆10、电力电缆20、插入式充电站30、HEMS 40和商业电源50。
车辆10包括蓄电装置11、控制装置12和入口13。
蓄电装置11是可被充电和放电(可再充电-可放电)的电力存储组件。蓄电装置11因此能够通过(或使用)从外部电源提供的电力而被充电。蓄电装置11能够通过被放电向外部电负荷提供电力。蓄电装置11在该实例中是锂离子电池。蓄电装置11可以是锂离子电池以外的二次电池,例如镍氢化物电池和铅电池,也可以是可再充电和可放电的蓄电组件。蓄电装置11可被称为“车辆(车载)蓄电装置11”以便与车辆外部(位于车辆外部)的蓄电装置区分。
如下进一步所述,控制装置12是电路,其中包括多个电子控制单元(ECU),每个ECU包括微型计算机;各种传感器;DC/AC逆变器;AC/DC转换器;继电器等。控制装置12控制通过(或使用)从外部电源提供的电力对蓄电装置11充电以及控制通过向外部电负荷提供电力而对(从)蓄电装置11放电(即,控制蓄电装置11的放电和充电)。充电和放电控制表示控制与充电和放电相关的电力等,例如开始或停止充电,开始或停止放电、当充电电流过大时禁止充电,以及当放电电流过大时禁止放电。控制装置12可被称为“车辆(车载)控制装置12”以便与车辆外部(位于车辆外部)的控制装置区分。
入口13被配置为能够与设置在电力电缆20一端的连接器21连接。包括入口13和连接器21的末端端子形状和排列的配置符合(遵循)诸如上述文献1和上述文献2的标准。需要注意,文献1和文献2的标准是当执行使用外部电源对蓄电装置11充电时应用的标准。与之相反,根据该实施例的充电-放电系统不仅执行充电,而且还执行放电。总之,包括入口13和连接器21的末端端子形状和排列的配置都符合(遵循)这些标准。因此,入口13可与具有传统连接器(充电用连接器)的未示出充电电缆连接,该传统连接器符合(遵循)这些公知的标准。
需要注意,在该实例中,车辆10是混合动力车辆,其中包括内燃机和电动发电机作为车辆驱动源。但是,只要车辆10是使用来自蓄电装置11的电力的车辆即可,车辆结构不限。因此,车辆10可以是仅安装蓄电装置11并具有内燃机作为车辆驱动源的车辆、燃料电池车辆、电动车辆等。
电力电缆(电缆)20包括位于其中一端的操作部22。连接器21设置在操作部22的末端。电力电缆20的另一端与插入式充电站30连接。电力电缆20在蓄电装置11的充电和放电期间均使用。
插入式充电站30位于房屋H附近。如下面详细地所述,插入式充电站30包括通信单元、选择充电电力线(用于充电的电力线)和放电电力线(用于放电的电力线)中任一者的继电器、CPLT电路(CPLT信号产生电路)等。插入式充电站30通过电力线连接到HEMS 40,这些电力线包括充电电力线、放电电力线和信号线。
HEMS 40是房屋能量管理系统。如下面详细地所述,HEMS 40在该实例中包括位于车辆外部(车辆外部)的蓄电装置(下文称为“外部蓄电装置”)41、计算机45、AC/DC转换器42、DC/AC逆变器43、短路保护电路44等(请参阅图5)。
外部蓄电装置41被配置为能够被充电和放电。外部蓄电装置41在该实例中为铅电池,但是,装置41可以是另一类型的二次电池等,只要它是可再充电和可放电组件即可。外部蓄电装置41通过电力线与插入式充电站30连接。外部蓄电装置41被配置为使用从车辆蓄电装置11提供的电力而被充电。进一步地,外部蓄电装置41还是在房屋H中用作家庭电力的电力的电源。
商业电源50包括变压器52,其将通过电力传输线51从发电厂等传输的高压(例如,6600V)电力转换为低压(例如,100V或200V)电力。从商业电源50提供的电力被用作家庭H中的家庭电力,并且进一步被通过HEMS 40提供给外部蓄电装置41以对外部蓄电装置41充电。
需要注意,在该实例中,包括太阳能电池板PV的光伏系统被提供给房屋H。光伏系统产生的电力可被用作家庭电力,并且可被用于对外部蓄电装置41充电,与来自商业电源50的电力类似。
在这样配置的充电-放电系统中,车辆蓄电装置11可在电力电缆20的连接器21与车辆10的入口13相连的状态下,使用外部电源而被充电,并且可将来自车辆蓄电装置11的电力提供给外部电负荷。需要注意,外部电源包括外部蓄电装置41、商业电源50、光伏系统等。外部电负荷包括在房屋H中使用的外部蓄电装置41、家用电器等。
下面将描述充电-放电系统的细节。需要注意,与已经描述的组件相同的每个组件被赋予与已描述组件的附图标记相同的附图标记。
如图2和图3所示,其中图2示出整个视图,图3示出放大的视图,车辆10包括上述车辆蓄电装置11、控制单元12和入口13。进一步地,车辆10包括图3中的粗实线所示的电力线对(充电和放电公共电力线)PWk、图3中的双实线所示的电力线对(充电电力线)PWj,以及图3中的双虚线所示的电力线对(放电电力线)PWh。
控制装置12包括充电部121、放电部122、PLC单元123和车辆控制部124。
充电部121包括电池充电器121a、充电继电器121b和第一电子控制单元121c。
电池充电器121a通过(经由)充电和放电公共电力线PWk和充电电力线PWj与入口13的一对交流输入-输出端子ACIH、ACIC连接。电池充电器121a包括未示出的升压变压器和未示出的AC/DC转换器,并且被配置为将交流输入-输出端子ACIH与ACIC之间的AC电力转换为DC电力,以便电池充电器121a将已转换的DC电力输出到充电继电器121b的每个输入端子。
电池充电器121a包括电压传感器121d和电流/电压传感器121e。电压传感器121d测量被输入电池充电器121a的AC电力的电压VAC,并将电压VAC输出到第一电子控制单元121c。电流/电压传感器121e测量在充电继电器121b的输入端子之间输出的DC电力的电流ICHG和电压VCHG,并将它们输出到第一电子控制单元121c。电池充电器121a从第一电子控制单元121c接收控制信号,并且响应于(基于)这些控制信号,将AC电力转换为要被提供给车辆蓄电装置11的DC电力。
充电继电器121b被设置在(被插入)电池充电器121a与车辆蓄电装置11之间的充电电力线PWj上。充电继电器121b响应于(基于)来自第一电子控制单元121c的控制信号CHRB而断开其继电器触点,并且响应于(基于)来自第一电子控制单元121c的控制信号CHRG而闭合其继电器触点。当充电继电器121b的继电器触点断开时,停止对车辆蓄电装置11充电(向车辆蓄电装置11提供电力)。当充电继电器121b的继电器触点闭合时,对车辆蓄电装置11充电。
第一电子控制单元(第一ECU)121c通过(经由)连接线P与入口13的PISW端子连接。需要注意,恒定电压V5被施加到连接线P。连接线P通过(经由)电阻器R1与连接到车辆中接地点的GND端子连接。第一电子控制单元121c通过(经由)连接线C与入口131的CPLT端子连接。未示出的电阻器连接到连接线C,以便当连接器21与入口13连接时将CPLT端子上的电压从V1降低(减小)到V2。第一电子控制单元121c通过(经由)CAN(控制区域网络)的通信线与PLC单元123和第二电子控制装置124a连接。
第一电子控制单元121c被配置为将控制信号SW发送到下面描述的放电部122的DC/AC逆变器122a。进一步地,第一电子控制单元121c被配置为将控制信号ACR1、ACR2发送到下面描述的放电部122的放电继电器(用于放电的继电器)122b。
放电部122包括DC/AC逆变器122a、放电继电器122b和熔断器122c。
DC/AC逆变器122a通过(经由)放电电力线PWh与车辆蓄电装置11的正电极和负电极连接。DC/AC逆变器122a被配置为将车辆蓄电装置11的正电极与负电极之间的DC电力转换为AC电力(例如,AC 100V或AC 200V),以便DC/AC逆变器122a将已转换的AC电力输出到放电继电器122b的每个输入端子。熔断器122c被设置在(被插入)DC/AC逆变器122a与车辆蓄电装置11的正电极之间的放电电力线PWh上。
放电继电器122b被设置在(被插入)串联的放电电力线PWh上,电力线PWh连接在充电和放电公共电力线PWk与DC/AC逆变器122a的输出端子之间。放电继电器122b响应于来自第一电子控制单元121c的控制信号ACR1而断开其继电器触点,并且响应于来自第一电子控制单元121c的控制信号ACR2而闭合其继电器触点。当放电继电器122b的继电器触点断开时,停止对车辆蓄电装置11放电(向外部电负荷提供电力)。当放电继电器122b的继电器触点闭合时,执行(从)车辆蓄电装置11的放电。
PLC单元123是执行电力线通信的单元。即,PLC单元123是使用通过(经由)电力线发送的通信信号交换信息的单元。为方便起见,PLC单元123也被称为“第二通信单元123”或“车载通信单元123”。PLC单元123通过(经由)变压器(电压变换器)123a与入口13的一对交流输入-输出端子ACIH和ACIC连接。这样允许PLC单元123接收被发送到一对交流输入-输出端子ACIH和ACIC的通信信号。PLC单元123被配置为将已接收到的通信信号发送到第一电子控制单元121c。进一步地,PLC单元123被配置为,响应于(基于)来自第一电子控制单元121c的指令,将承载特定信息的通信信号发送到一对交流输入-输出端子ACIH和ACIC。
车辆控制部124(第二ECU)包括第二电子控制装置124a、引擎致动器、升压转换器、用于第一电动发电机的逆变器和用于第二电动发电机的逆变器。第二电子控制单元124a可通过控制诸如燃料喷射器之类的引擎致动器、以及节流阀致动器,改变未示出的内燃机的输出功率。第二电子控制装置124a可通过控制升压转换器、用于第一电动发电机的逆变器、以及用于第二电动发电机的逆变器,控制第一电动发电机和第二电动发电机中每一者的输出转矩和转速。因此,第二电子控制装置124a可在以最大效率操作内燃机的同时从内燃机和第二电动发电机产生车辆10的驱动力。进一步地,第二电子控制装置124a可通过使用引擎驱动第一电动发电机等对车辆蓄电装置11充电。这些控制的详细信息例如在公开号(kokai)为2009-126450(美国专利公开号US2010/0241297)的日本专利申请以及公开号(kokai)为H9-308012的日本专利申请(1997年3月10日提交的编号为6,131,680的美国专利)中描述。这些申请通过引用的方式在本说明书中纳入。此外,第二电子控制装置124a可响应于(基于)通过CAN从第一电子控制单元121c获取的信号(请求发电信号)而使用第一电动发电机等产生电力,并且可以在车辆10停止时通过(经由)放电部122、入口13等向外部电负荷提供所产生的电力。
入口13被设置在车辆10的侧板等上。如上所述,入口13具有允许电力电缆20的连接器21与入口13连接的形状。入口13包括PISW端子(接收侧PISW端子、入口侧PISW端子)、CPLT端子(接收侧CPLT端子,入口侧CPLT端子)、ACIH端子(入口侧ACIH端子)、ACIC端子(入口侧ACIC端子)和GND端子(入口侧GND端子)。
如图2和图4所示,其中图2示出整个视图,图4示出放大的视图,电力电缆20包括连接器21、控制导频线(CPLT信号线)23、一对电力线24、25和接地线(导线)26。
连接器21与控制导频线(CPLT信号线)23、一对电力线24、25和接地线26的每一端(即,电力电缆的一端)连接。连接器21包括PISW端子(发送侧PISW端子、电缆侧PISW端子)、CPLT端子(发送侧CPLT端子,电缆侧CPLT端子、特定端子)、ACIH端子(电缆侧ACIH端子)、ACIC端子(电缆侧ACIC端子)和GND端子(电缆侧GND端子)。
当连接器21与入口13物理连接时,
连接器21的发送侧PISW端子与入口13的接收侧PISW端子进行物理和电连接,
连接器21的发送侧CPLT端子与入口13的接收侧CPLT端子进行物理和电连接,
连接器21的电缆侧ACIH端子与入口13的入口侧ACIH端子进行物理和电连接,
连接器21的电缆侧ACIC端子与入口13的入口侧ACIH端子进行物理和电连接,
连接器21的电缆侧GND端子与入口13的入口侧GND端子进行物理和电连接。
由彼此串联连接的电阻器R2和电阻器R3形成的电阻电路连接在连接器21的发送侧PISW端子与连接器21的发送侧(电缆侧)GND端子之间。
连接器21进一步包括开关SW1。开关SW1被配置为当连接器21的锁定机构的凸部与对应的入口13的凹部进行嵌合时,根据连接器21与入口13之间的嵌合状态断开和闭合。具体而言,开关SW1被配置为当连接器21和入口13未相互嵌合时(即,处于未嵌合状态)闭合。开关SW1被配置为当连接器21和入口13以连接器21的每个端子和入口13的每个端子相互电连接但连接器21与入口13不完全相互嵌合的方式不完全相互嵌合时(即,处于不完全嵌合状态)断开。进一步地,开关SW1被配置为当连接器21和入口13以连接器21的每个端子和入口13的每个端子相互电连接的方式完全相互嵌合时(即,处于完全嵌合状态)再次闭合。
控制导频线23连接到CPLT端子(发送侧CPLT端子)。
电力线24连接到ACIH端子(电缆侧ACIH端子)。
电力线25连接到ACIC端子(电缆侧ACIC端子)。
接地线26连接到GND端子(电缆侧GND端子)。
插入式充电站30包括电力线31、32、PLC单元33、分支电力线31a、32a、充电-放电开关继电器34和CPLT电路35。
电力线31与电力电缆20的电力线24以及充电-放电开关继电器34的一对放电继电器中的一者连接。
电力线32与电力电缆20的电力线25以及充电-放电开关继电器34的一对放电继电器中的另一者连接。
PLC单元33是执行电力线通信的单元,与PCL单元123类似。PLC单元33设置在(被插入)电力线31和电力线32上(以便能够将通信信号提供给电力线31和电力线32)。PLC单元33被配置为能够与下面描述的HEMS 40的计算机45通信(请参阅图5)。PLC单元33可以响应于来自HEMS 40的计算机45的指令,通过(经由)电力线31、24和电力线32、25将承载特定信息的通信信号发送到连接器21的ACIH端子(电缆侧AICH端子)和ACIC端子(电缆侧ACIC端子)。进一步地,如上所述,车辆10的PCL单元123可将承载特定信息的通信信号发送到一对交流输入-输出端子ACIH和ACIC。因此,PLC单元33和PLC单元123可根据预定协议使用通信信号交换信息。需要注意,PLC单元33也可被称为“第一通信单元33”或“外部车辆(车外)通信单元33”。
电力线31在PLC单元33与充电-放电开关继电器34之间的一位置分叉。来自电力线31的分支电力线31a连接到充电-放电开关继电器34的一对充电继电器中的一者。
电力线32在PLC单元33与充电-放电开关继电器34之间的一位置分叉。来自电力线32的分支电力线32a连接到充电-放电开关继电器34的一对充电继电器中的另一者。
充电-放电开关继电器34的一对放电继电器与连接到下面描述的HEMS 40的一对放电电力线Ph(用于放电的电力线Ph)连接。
充电-放电开关继电器34的一对充电继电器与连接到下面描述的HEMS 40的一对充电电力线Pj(用于充电的电力线Pj)连接。
充电-放电开关继电器34响应于从HEMS 40的计算机45发送的开关信号而工作(执行操作)。当充电-放电开关继电器34的一对放电继电器闭合其触点时,充电-放电开关继电器34的一对充电继电器断开其触点。与之相反,当充电-放电开关继电器34的一对放电继电器断开其触点时,充电-放电开关继电器34的一对充电继电器闭合其触点。进一步地,充电-放电开关继电器34保持为当充电和放电均不被执行时,所有触点均断开的状态。
CPLT电路35被配置为通过(经由)控制导频线23将具有恒定电压或下面描述的占空比(占空率)的控制导频信号提供(发送)到连接器21的CPLT端子(发送侧CPLT端子)。需要注意,CPLT电路35产生的电压等于V1(例如,12V)。因此,CPLT电路35产生的占空信号(dutysignal)的脉冲电压也等于V1。CPLT电路35被配置为能够与HEMS 40的计算机45通信,以便可以将允许电流值(允许电流、额定电流、额定安培容量的值)发送(提供)到HEMS 40的计算机45。
如图2和图5所示,其中图2示出整个视图,图5示出放大的视图,HEMS 40包括外部蓄电装置41、AC/DC转换器42、DC/AC逆变器43、短路保护电路(NFB)44、计算机45和输入设备46。
如上所述,外部蓄电装置41是二次电池(在该实例中为铅电池),该装置可使用从商业电源50提供的电力以及从车辆蓄电装置11提供的电力而被充电。
AC/DC转换器42与连接到插入式充电站30的充电-放电开关继电器34的一对放电电力线Ph连接。
DC/AC逆变器43通过(经由)电力线Pd与AC/DC转换器42连接。
短路保护电路(NFB)44插入在DC/AC逆变器43与电力线ACL之间,电力线ACL通过(经由)配电板61发送从外部电源50提供的AC电力。
计算机45与AC/DC转换器42、DC/AC逆变器43和短路保护电路(NFB)44连接,并且将指令信号发送到这些元件或监视这些元件的操作状态。
计算机45进一步被配置为存储用户通过输入设备46输入的信息。
房屋H被配置为通过例如漏电断路器(ELB)71和短路保护电路(NFB)72将电力线ACL上的电力(AC 200V)提供给家用电器73,并且通过漏电断路器71和短路保护电路74将电力线ACL上的电力(AC100V)提供给家用电器75。
配电板61被配置为通过变压器52将从商业电源50提供的低压电力输出到电力线ACL。进一步地,配电板61被配置为通过变压器52将从商业电源50提供的低压电力输出到与充电-放电开关继电器34相连的充电电力线Pj。
接下来描述以此方式配置的充电-放电系统CDS的操作(充电顺序和放电顺序)。需要注意,HEMS 40执行的操作通过计算机45执行处理来实现,车辆10执行的操作通过第一电子控制单元121c的CPU执行处理来实现。
<使用通信的放电顺序>
下面将参考图6至8描述使用HEMS 40的放电顺序。HEMS 40使用PLC单元33(通信单元)与PLC单元123(车辆10的通信单元)之间的通信(通信信号)对蓄电装置11放电。此类放电在下文也称为“使用通信的放电(放电)”。
首先,用户将电力电缆20的连接器21连接到车辆10的入口13。如上所述,当连接器21和入口13尚未相互嵌合时(即,处于未嵌合状态),开关SW1闭合,当连接器21和入口13不完全相互嵌合时(即,处于不完全嵌合状态),开关SW1断开,以及当连接器21和入口13完全相互嵌合时(即,处于完全嵌合状态),开关SW1再次闭合。
当电阻器R1、R2和R3的电阻值分别为R1、R2和R3(Ω)时,在未嵌合状态下,PISW端子与GND端子之间的电阻值等于Rn=R1(Ω),在不完全嵌合状态下,该电阻值等于Rh=R1·(R2+R3)/(R1+R2+R3)(Ω),在完全嵌合状态下,该电阻值等于Rf=R1·R3/(R1+R3)(Ω)。因此,如果R1、R2和R3被适当地设定,则当连接器21与入口13之间的嵌合状态从未嵌合状态变为不完全嵌合状态,且然后变为完全嵌合状态时,PISW端子与GND端子之间的电阻值逐步从Rn降低/减小为Rh,然后降低/减小为Rf。因此,当连接器21和入口13完全地相互嵌合时,PISW端子与GND端子之间的电阻值变为最低(最小)值Rf。
同时,当连接器21和入口13不相互连接时,CPLT电路35产生恒定电压(非振荡)V1(例如,V1=12V)。即,控制导频信号(CPLT信号)等于恒定的V1。当连接器21和入口13完全地相互连接时,由于入口13中设置有未示出的电阻器,因此接收侧CPLT端子上的电压(电位)降低/减小到小于V1的V2(例如,9V)(请参阅图6中的步骤S1)。
需要注意,处于休眠状态的第一电子控制单元121c可以将CPLT信号的电压从V1降到V2。此外,控制装置12可以包括与第一电子控制单元121c分立设置的电路,该电路总是被提供来自车辆蓄电装置11的电力,并且该电路可检测PISW端子与GND端子之间的电阻值变化,并且可将控制导频信号(CPLT信号)的电压从V1降低/减小到V2。
当HEMS 40在图6的步骤H1确认CPLT信号线23的电位(电压)变为V2之后,HEMS 40在步骤H2使CPLT信号振荡以具有5%占空比。使CPLT信号的占空比等于5%表示向车辆10发送“开始PLC通信的请求和车辆激活请求(第一电子控制单元激活请求)”。需要注意,标准定义,当CPLT信号的占空比处于10%至96%内时,该占空比指示存在/具有“不使用通信的通常充电请求,这不同于由HEMS 40等的通信实现的充电-放电”。进一步地,标准定义,当CPLT信号的占空比处于10%至96%内时,该占空比指示“与入口13连接的充电电缆的允许电流值(额定电流)”。即,根据标准,在CPLT信号的占空比处于10%至96%内的情况下,该占空比与充电电缆的允许电流值具有预定的关系。
车辆10在步骤S2激活第一电子控制单元121c以测量CPLT信号的占空比。需要注意,当通过以预定的占空比振荡的CPLT信号的上升沿来激活中断处理时,激活第一电子控制单元121c(或CPU)。该时间点上的处理对应于图7所示的步骤200。图7是示出车辆10(第一电子控制装置12的CPU)执行的操作过程的流程图。在车辆10测量占空比之后,车辆10继续到图7所示的步骤205,在此步骤,车辆10判定测量的CPLT信号的占空比是否为5%。在目前时间点,正从HEMS 40发送具有5%占空比的CPLT信号。因此,车辆10在步骤205做出“是”判定以继续到步骤210,在此步骤,车辆10建立PLC连接(准备实现使用电力线通信的通信)(请参阅图6中的步骤S3)。即,车辆10在车辆10的PLC单元(第二通信单元)123与插入式充电站30的PCL单元(第一通信单元)33之间建立通信使能状态。
需要注意,如果当车辆10执行图7所示的步骤205的处理时CPLT信号的占空比不为5%,则车辆在步骤205做出“否”判定以继续到步骤215,在此步骤,判定CPLT信号的占空比是否处于10%至96%内。即,车辆10判定是否已产生根据标准的充电请求(即,不使用通信充电的请求)。
在该时间点,如果CPLT信号的占空比处于10%至96%内,则车辆10在步骤215做出“是”判定以继续到步骤220,在此步骤,基于通常充电请求开始充电处理。在这种情况下,车辆10基于CPLT信号的占空比获取与入口13连接的充电电缆(符合公知的标准)的允许电流值,并且在步骤220使用“获取的充电电缆的允许电流值”控制基于通常充电请求的充电。
进一步地,如果当车辆10执行图7所示的步骤215的处理时,CPLT信号的占空比不处于10%至96%内,则车辆10继续到步骤295以结束处理。
当车辆10继续到图7所示的步骤210时,换言之,当车辆10继续到图6所示的步骤S3时,HEMS 40也开始建立PLC连接,如图6中的步骤H3所示。之后,HEMS 40在步骤H4检测PLC通信的建立。类似地,车辆10在图6所示的步骤S4检测PCL通信的建立。此处理对应于图7所示的步骤225上的“是”判定。
例如,如果车辆10在特定时间内无法确认PLC通信的建立,则车辆10在图7所示的步骤225做出“否”判定以继续步骤295,在此步骤,暂时结束此处理。在这种情况下,停止CPLT信号的振荡。
在其中车辆10和HEMS 40都已检测到PLC通信建立的情况下,车辆10在图6所示的步骤S5通过PLC通信向HEMS 40通知车辆信息。例如,车辆10将车辆蓄电装置11的剩余容量(或充电状态,SOC)、标识车辆10的车辆标识号等作为车辆信息发送到HEMS 40。
HEMS 40在步骤H5检测(获取)通过PLC通信从车辆10发送的车辆信息。
接着,HEMS 40在步骤H6使用PLC通信向车辆10通知HEMS信息。例如,HEMS 40向车辆10通知HEMS 40已从插入式充电站30的CPLT电路识别(获取)的电力电缆20的允许电流值(额定电流)和HEMS40的电压额定值(额定电压)。车辆10在步骤S6检测(获取)通过PLC通信从HEMS 40发送的HEMS信息。
接着,HEMS 40在步骤H7使用CPLT信号向车辆10通知电力电缆20的允许电流值(额定电流)。更具体地说,HEMS 40使用CPLT电路35以CPLT信号的占空比处于10%至96%内且对应于电力电缆20的允许电流值(额定电流)方式使CPLT信号振荡。该时间点上的CPLT信号为“特定信号”,该信号从电力电缆20提供给车辆10(实际上,提供给入口13的CPLT端子),该信号还向车辆10通知电力电缆20的允许电流值。
进一步地,这种情况下的“占空比与允许电流值之间的关系”与CPLT电路35在“基于通常充电请求的充电”(不依赖于通信)期间使用/采用的“占空比与允许电流值之间的关系”相同。换言之,当执行基于使用通信的放电请求的放电时,也使用/应用公知的“当在基于不使用通信的通常充电请求时使用CPLT信号将充电电缆的允许电流值发送到车辆10时使用(要应用)的标准”。需要注意,该时间点上的CPLT信号的电压(占空信号的脉冲电压)等于V2(=9V)。
在步骤S7,车辆10通过将借助(经由)CPLT信号线23传输/发送的CPLT信号的占空比转换为符合(或根据)上述标准的“电力电缆20的允许电流值”来获取/检测电力电缆20的允许电流值。车辆10使用在步骤S7获取的“基于CPLT信号占空比的电力电缆20的允许电流值”或在步骤S6获取的“包括在通过PLC通信从HEMS 40发送的HEMS信息中的电力电缆20的允许电流值”中的较小一者(如果这两个值彼此不同)控制放电。需要注意,如果在步骤S7获取的“基于CPLT信号占空比的电力电缆20的允许电流值”不同于在步骤S6获取的“包括在通过PLC通信从HEMS 40发送的HEMS信息中的电力电缆20的允许电流值”,则车辆10可以优先使用“基于CPLT信号占空比获取的电力电缆20的允许电流值”控制之后的放电。
接着,在步骤H8,HEMS 40通过(使用)PLC通信向车辆10通知放电请求。在步骤S8,车辆10检测通过(使用)PLC通信发送的放电请求。需要注意,此处理对应于图7所示的步骤230(在此步骤,车辆10判定是否已产生充电请求)上的“否”判定以及图7所示的步骤240(在此步骤,车辆10判定是否已产生放电请求)上的“是”判定。之后,车辆10继续到图7所示的步骤245以根据使用(通过)通信的放电请求执行处理。
即,在图6所示的步骤S9,车辆10通过(使用)PLC通信向HEMS40通知放电能力。更具体地说,车辆10将作为放电能力的信息发送到HEMS 40,此信息包括:在目前时间点是否可以执行放电;将释放的电力是DC电力还是AC电力;将释放的电力的电压、电流和频率;将释放的电力是单相AC还是三相AC;车辆可释放的最大能量等。
接着,在步骤H9,HEMS 40基于有关通过通信从车辆10发送的放电能力的信息判定放电请求的详细信息。之后,在步骤H10,HEMS 40通过PLC通信向车辆10通知放电请求的详细信息。放电请求的详细信息例如包括:HEMS 40所需的电力是DC电力还是AC电力;HEMS 40所需的电力的电压、电流和频率;HEMS 40所需的电力是单相AC还是三相AC等。
在步骤S10,车辆10检测/获取通过(使用)PLC通信从HEMS 40发送的放电请求。在步骤S11,车辆10判定是否满足放电请求(放电请求的详细信息),并通过PLC通信向HEMS 40通知判定结果。
在步骤H11,HEMS 40检测/获取从车辆10发送的判定结果。
当判定结果指示满足来自HEMS 40的放电请求时,车辆10在图8所示的步骤S12,使用CPLT信号线23向HEMS 40通知指示车辆10已完成放电准备的信息。实际上,第一电子控制单元121c接通未示出的开关元件以将CPLT端子上的电压(电位)(即,连接线C的电位)从V2降为小于V2的V3(例如,6V)。
当HEMS 40通过CPLT信号线23检测到车辆10已完成放电准备之时和之后,在步骤H12,HEMS 40闭合插入式充电站30的充电-放电开关继电器34的放电侧触点,以便将电力线31、32与放电电力线Ph连接。
随后,在步骤H13,HEMS 40开始使AC/DC转换器42产生其输出。
同时,在步骤S13,车辆10闭合放电继电器122b,并且在步骤S14,开始使DC/AC逆变器122a产生其输出。上述这些处理允许将来自车辆蓄电装置11的电力提供给充当要启动的外部电负荷(和/或家用电器等)的外部蓄电装置41。换言之,车辆蓄电装置11开始被被放电。
在将来自车辆蓄电装置11的电力正提供给外部电负荷时(即,在放电期间),HEMS40和车辆10通过PLC通信彼此交换有关输出条件的信息(图8所示的步骤H14和步骤S15)。需要注意,当放电正在执行时流过电力电缆20的放电电流超过“获取的电力电缆20的允许电流值(IMIN)”时,车辆10(实际上是第一电子控制单元121c)停止DC/AC逆变器122a(的操作),此后,如果有必要,断开放电继电器122b以停止放电。
之后,当HEMS 40判定放电请求完成(步骤H15)时,在步骤H16,HEMS 40通过CPLT信号线23向车辆10通知停止放电的请求。更具体地说,HEMS 40使CPLT电路35停止CPLT信号的振荡。在该时间点,入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)为V3(例如,6V)。
当车辆10在步骤S16检测到从HEMS 40发送的停止放电请求时,在步骤S17,车辆10将入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)增加(提高)到V2(例如,9V),以便进入放电终止处理的状态。需要注意,车辆10可以结束/终止放电。在这种情况下,车辆10可以将入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)增加到V2(例如,9V)。随后,在步骤S18,车辆10停止DC/AC逆变器122a的操作。
接着,在步骤S19和步骤S20,车辆10判定放电继电器122b是否已被焊接。具体地说,在停止DC/AC逆变器122a的操作之后,车辆10等待DC/AC逆变器122a的输出电压降低到规定值,然后当输出电压变成等于或小于规定值的值时,闭合放电继电器122b的一个触点,并且断开放电继电器122b的另一个触点。进一步地,车辆10操作DC/AC逆变器122a。如果电池充电器121a的电压传感器121d的输出增加,则车辆10判定断开的继电器触点已被焊接。
之后,在步骤S21,车辆10断开放电继电器122b,并且在步骤S22,使PLC单元123执行处理以终止与PLC单元33的通信。最后,在步骤S23,车辆10闭合第一电子控制单元121c(车辆使单元121c进入休眠状态)。需要注意,当在第一电子控制单元121c处于休眠状态的同时CPLT信号开始振荡(即,它变成占空信号)时,第一电子控制单元121c再次启动。
当HEMS 40在图8所示的步骤H16向车辆10通知停止放电请求之后,在步骤H17,HEMS 40停止HEMS 40的AC/DC转换器42的操作,在步骤H18,等待放电电路电压(AC/DC转换器42的输出电压)降低到等于或小于规定值的值,并且在步骤H19,断开充电-放电开关继电器34的放电侧触点。之后,在步骤H20,HEMS 40使PLC单元33执行处理以终止与PLC单元123的通信。这些步骤描述了在使用通信的放电期间的操作。<使用通信的充电顺序>
接下来将参考图9和10简要描述使用HEMS 40的充电顺序。HEMS40使用PLC单元33与PLC单元123之间的通信(通信信号)对蓄电装置11充电。此类充电在下文也称为“使用通信的充电(充电)”。需要注意,不依赖通信对蓄电装置11的充电称为“通常充电”。下文将简化或省略已经在有关放电顺序的说明中描述的处理说明。
首先,用户将电力电缆20的连接器21连接到车辆10的入口13。用于检测连接器21是否处于完全嵌合状态的方式与在放电顺序中使用的方式相同。
当HEMS 40在图9所示的步骤J1检测到接收侧CPLT端子的电压从V1降低到V2(例如,9V)时,判定连接器21已与入口13连接,在步骤J2,使CPLT信号以5%的占空比振荡,并且使用CPLT信号线23将“开始PLC通信请求和车辆激活请求(第一电子控制单元激活请求)”发送到车辆10。
在图9所示的步骤T1,车辆10激活第一电子控制单元121c,并且测量CPLT信号的占空比。在这种情况下,CPLT信号的占空比不在“指示通常充电的10%至96%”内,该范围在标准中定义/规定,但等于“指示使用通信充电和放电的5%”。因此,在步骤T2,车辆10开始PLC连接。同时,在步骤J3,HEMS 40开始PLC连接。当HEMS 40和车辆10分别在步骤J4和步骤T3确认PLC连接已建立之后,在步骤T4,车辆10通过PLC通信向HEMS 40通知车辆信息,类似于图6所示的步骤S5。在步骤J5,HEMS 40检测车辆信息。
在步骤J6,HEMS 40通过PLC通信向车辆10通知HEMS信息。在该时间点,HEMS信息不包括“有关电力电缆20的允许电流值的信息”。但是“有关电力电缆20的允许电流值的信息”可以包括在根据需要通过PLC通信传输的HEMS信息中。在步骤T5,车辆10检测/获取HEMS信息。
随后,在步骤J7,HEMS 40使用CPLT信号通知电力电缆20的允许电流值(额定电流)。同样在这种情况下,HEMS 40使用CPLT电路,采用这样一种方式使CPLT信号振荡:CPLT信号的占空比变得在10%至96%内,并且等同于依照标准针对电力电缆20的允许电流值规定/预定的占空比。换言之,使用CPLT信号将“基于不依赖通信的通常充电请求的充电电缆的允许电流值”传输到车辆10的标准也用于基于使用通信的充电请求的充电。
在步骤T6,车辆10依照(或根据)上述标准,通过将借助(经由)CPLT信号线23传输/发送的CPLT信号的占空比转换为“电力电缆20的允许电流值”,获取/检测电力电缆20的允许电流值。之后,在步骤J8,HEMS 40通过(使用)PLC通信向车辆10通知充电请求。在步骤T7,车辆10检测通过(使用)PLC通信传输的充电请求。需要注意,该处理对应于图7所示的步骤230的“是”判定。此后,车辆10继续到图7所示的步骤235,以根据通过通信的充电请求执行处理。
即,在图10所示的步骤T8,车辆10使用CPLT信号线23向HEMS40通知指示车辆10完成充电准备的信息。实际上,第一电子控制单元121c将入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)降低到小于V2的V3(例如,6V)。之后,在步骤T9,车辆10闭合车辆10的充电继电器121b。
当HEMS 40检测到车辆10完成充电准备之时或之后,在图10所示的步骤J9,HEMS40闭合插入式充电站30的充电-放电开关继电器34的充电侧触点,以便将电力线31a、32a与充电电力线Pj连接。这通过(使用)外部电源开始蓄电装置11的充电。在使用外部电源对蓄电装置11充电期间,HEMS 40和车辆10通过PLC通信彼此交换有关输出条件的信息(图10所示的步骤J10和步骤T10)。
之后,当HEMS 40判定充电请求结束(步骤J11)时,在步骤J12,HEMS 40通过CPLT信号线23向车辆10通知停止充电的请求。更具体地说,HEMS 40使CPLT电路35停止CPLT信号的振荡。在此时间点,入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)为V3(例如,6V)。
当车辆10在步骤T11检测到来自HEMS 40的停止充电请求时,在步骤T12,车辆10将入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)增加(提高)到V2(例如,9V),以便进入充电终止处理的状态。需要注意,车辆10可以结束/终止充电。在这种情况下,车辆10可以将入口13的CPLT端子的电压(电位)(即,连接线C的电位)增加到V2(例如,9V)。接着,在步骤T13,车辆10断开车辆10的充电继电器121b,并且在步骤T14,使PLC单元123执行处理以终止与PLC单元33的通信。最后,在步骤T15,车辆10闭合第一电子控制单元121c(它使单元121c进入休眠状态)。
HEMS 40在步骤J12向车辆10通知停止充电请求之后,在步骤J13,HEMS 40断开充电-放电开关继电器34的充电侧触点。之后,在步骤J14,HEMS 40使PLC单元33执行处理以终止与PLC单元123的通信。这些步骤描述了在使用通信的充电期间的操作。
如上所述,根据本发明的实施例的车辆10包括:
入口13,电力电缆20的连接器与该入口连接/连接到该入口;
蓄电部11、124,其能够通过电力电缆20向外部电负荷放电;以及
控制装置12、121c,其控制在连接器与入口连接的状态下(的同时)从蓄电部到外部电负荷的放电;
其中,
控制装置12、121c被配置为在开始放电之前,基于从电力电缆发送的特定信号(控制导频信号)获取/检测电力电缆的允许电流值(额定电流)(请参阅图6所示的步骤H7和步骤S7,图8所示的步骤H12至步骤H14的步骤,以及图8所示的从步骤S12至步骤S15的步骤)。
进一步地,
蓄电部(蓄电装置11等)能够通过电力电缆20,使用从外部电源50、41等提供的电力而被充电;
入口13包括接收侧CPLT端子,该接收侧CPLT端子与发送侧CPLT端子电连接,以便在电力电缆20的连接器21与入口13连接的状态下接收控制导频信号,发送侧CPLT端子是在电力电缆的连接器中包括的端子,当对蓄电部执行充电时,表示电力电缆的允许电流值的控制导频信号被提供给该发送侧CPLT端子;并且
控制装置12、121c被配置为在电力电缆20的连接器21与入口13连接的状态下,在使用从外部电源提供的电力开始蓄电部的充电之前,基于控制导频信号获取/检测电力电缆的允许电流值(请参阅图9所示的步骤J7和步骤T6,图10所示的步骤J9和步骤J10,以及图10所示的从步骤T8至步骤T10的步骤),并且通过接收侧CPLT端子接收特定信号(CPLT信号)(图6所示的步骤S7)。
进一步地,控制装置12、121c被配置为包括第二通信单元123,该第二通信单元能够通过电力电缆20与在车辆外部的位置设置的第一通信单元33通信,控制装置12、121c被配置为响应于从第一通信单元发送到第二通信单元的放电请求开始放电(请参阅图7所示的步骤240和步骤245,图6所示的从步骤H8至H11的步骤,以及图8所示的从步骤S12至步骤S14的步骤),以及在不使用第二通信单元的情况下获取特定信号(CPLT信号)(请参阅图6所示的步骤H7和步骤S7)。
因此,无需更改传统标准,便可基于电力电缆20的精确允许电流值(额定电流)执行使用通信的对车辆蓄电装置11放电。
需要注意,本发明并不限于上述实施例,并且可以在本发明的范围内以各种方式进行修改。例如,尽管使用PLC执行HEMS 40与车辆10之间的通信,但可以通过在CPLT信号线23的控制导频信号上叠加通信信号,来根据特定协议执行通信。
进一步,尽管使用AC电力执行车辆蓄电装置11的充电和放电,但可以使用DC电力执行它们。此外,插入式充电站30可以包括在HEMS 40中。而且,充电-放电开关继电器34可以设置在HEMS 40中。进一步地,可省略图6所示的步骤H6。

Claims (6)

1.一种车辆,包括:
入口,电力电缆的连接器与该入口连接;
蓄电部,其能够通过所述电力电缆而向外部电负荷放电;以及
控制装置,其被配置为在所述连接器与所述入口连接的状态下控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的放电,以及在开始所述放电之前获取所述电力电缆的允许电流值;
其中,
所述控制装置被配置为:
基于从与所述电力电缆连接的CPLT电路通过所述电力电缆发送的控制导频信号获取所述电力电缆的所述允许电流值;
包括能够通过所述电力电缆与在所述车辆外部的位置设置的第一通信单元通信的第二通信单元,并且获取通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述电力电缆的所述允许电流值;以及
根据通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述允许电流值和基于所述控制导频信号获取的所述允许电流值中的较小一者,控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的所述放电,
其中,所述CPLT电路是被配置为提供所述控制导频信号的电路。
2.根据权利要求1所述的车辆,其中,
所述控制装置被配置为,根据通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的放电请求,通过通信从所述第二通信单元向所述第一通信单元发送与放电能力有关的信息,该信息包括将要被释放的电力的电流。
3.一种放电系统,具有:
包括连接器的电力电缆;以及
包括蓄电部、入口和控制装置的车辆,所述蓄电部能够通过所述电力电缆而向外部电负荷放电,所述连接器与所述入口连接,并且所述控制装置在所述连接器与所述入口连接的状态下控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的放电;
其中,
所述电力电缆被配置为能够从与所述电力电缆连接的CPLT电路将表示所述电力电缆的允许电流值的控制导频信号提供给所述控制装置;
所述控制装置被配置为:
在开始所述放电之前,基于来自所述电力电缆的所述控制导频信号获取所述允许电流值;
包括能够通过所述电力电缆与在所述车辆外部的位置设置的第一通信单元通信的第二通信单元,并且获取通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述电力电缆的所述允许电流值;以及
根据从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述允许电流值和基于所述控制导频信号获取的所述允许电流值中的较小一者,控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的所述放电,
其中,所述CPLT电路是被配置为提供所述控制导频信号的电路。
4.根据权利要求3所述的放电系统,其中,
所述控制装置被配置为,根据通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的放电请求,通过通信从所述第二通信单元向所述第一通信单元发送与放电能力有关的信息,该信息包括将要被释放的电力的电流。
5.一种车辆的放电控制方法,该车辆具有:
入口,电力电缆的连接器与该入口连接;
蓄电部,其能够通过所述电力电缆向外部电负荷放电,并且能够通过所述电力电缆使用从外部电源提供的电力而被充电,以及
控制装置,其在所述连接器与所述入口连接的状态下控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的放电,
其中,所述控制装置包括第二通信单元,该第二通信单元能够通过所述电力电缆与在所述车辆外部的位置设置的第一通信单元通信;
所述方法包括以下步骤:
在所述连接器与所述入口连接的状态下在开始向所述外部电负荷的所述放电之前,通过所述电力电缆从与所述电力电缆连接的CPLT电路,将表示所述电力电缆的允许电流值的控制导频信号提供给所述控制装置,并且通过通信从所述第一通信单元向所述第二通信单元发送所述电力电缆的所述允许电流值;以及
根据从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的所述允许电流值和基于所述控制导频信号获取的所述允许电流值中的较小一者,控制从所述蓄电部向所述外部电负荷的所述放电,
其中,所述CPLT电路是被配置为提供所述控制导频信号的电路。
6.根据权利要求5所述的车辆的放电控制方法,还包括以下步骤:
根据通过通信从所述第一通信单元发送到所述第二通信单元的放电请求,通过通信从所述第二通信单元向所述第一通信单元发送与放电能力有关的信息,该信息包括将要被释放的电力的电流。
CN201280053512.3A 2011-10-31 2012-08-06 车辆、放电系统及车辆的放电控制方法 Active CN104024034B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011239020A JP5234159B2 (ja) 2011-10-31 2011-10-31 外部負荷に放電(給電)可能な蓄電部を備えた車両、同車両と電力ケーブルとを含む放電システム、同蓄電部の放電制御方法、及び、同放電システムに用いられる車両外部の装置。
JP2011-239020 2011-10-31
PCT/JP2012/070580 WO2013065380A2 (en) 2011-10-31 2012-08-06 Vehicle with an electric storage section capable of discharging (supplying) an electric power to an external electric load, discharge system including the vehicle and a power cable, method for discharging the electric storage section, and equipment external to the vehicle used in the discharge system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104024034A CN104024034A (zh) 2014-09-03
CN104024034B true CN104024034B (zh) 2016-12-07

Family

ID=47074843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280053512.3A Active CN104024034B (zh) 2011-10-31 2012-08-06 车辆、放电系统及车辆的放电控制方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9466999B2 (zh)
JP (1) JP5234159B2 (zh)
CN (1) CN104024034B (zh)
DE (1) DE112012004546B4 (zh)
WO (1) WO2013065380A2 (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5642226B2 (ja) * 2013-04-22 2014-12-17 三菱電機株式会社 充放電装置
JP6142729B2 (ja) * 2013-08-19 2017-06-07 トヨタ自動車株式会社 充電システム、車両および充電設備
JP6109043B2 (ja) * 2013-10-31 2017-04-05 富士通テン株式会社 車両の給電制御装置
JP5861688B2 (ja) * 2013-11-14 2016-02-16 トヨタ自動車株式会社 充放電システムおよびそれに用いられる車両
KR101531007B1 (ko) * 2013-11-29 2015-06-25 한국전기연구원 양방향 전력 관리 장치
US9281706B2 (en) * 2014-01-23 2016-03-08 Qualcomm Technologies International Ltd. Object detection in a wireless charging field
JP6146324B2 (ja) 2014-01-28 2017-06-14 トヨタ自動車株式会社 充放電システム
JP6221836B2 (ja) 2014-02-28 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 車両用電力管理装置
JP6180639B2 (ja) * 2014-07-31 2017-08-16 三菱電機株式会社 ホームエネルギーマネジメントシステム、ホームエネルギーマネジメント方法、及び、プログラム
JP5815895B2 (ja) * 2014-08-11 2015-11-17 三菱電機株式会社 充放電装置
KR101821007B1 (ko) * 2014-09-01 2018-01-22 엘에스산전 주식회사 차량 충전 장치 및 충전 방법
DE102014115585A1 (de) * 2014-10-27 2016-04-28 Audi Ag Elektrisches Ladesystem für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug
JP6194910B2 (ja) 2015-03-11 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 電気機器の制御装置及びエネルギーマネジメントシステム
US20170174086A1 (en) * 2015-12-16 2017-06-22 Red Automotive Technologies Pty Ltd Home and Vehicle Energy System
KR101846683B1 (ko) 2016-06-28 2018-05-21 현대자동차주식회사 전기차량의 충전시스템 및 충전 제어방법
KR101846682B1 (ko) 2016-06-28 2018-04-09 현대자동차주식회사 전기차량의 충전제어방법 및 그 시스템
CN108621813A (zh) * 2017-03-24 2018-10-09 华盛新能源科技(深圳)有限公司 一种基于v2v充放电系统的保护方法
KR20180121105A (ko) * 2017-04-28 2018-11-07 현대자동차주식회사 스마트그리드용 전기자동차의 양방향 충방전 방법 및 장치
JP2019092279A (ja) * 2017-11-14 2019-06-13 トヨタ自動車株式会社 車両および電力設備
CN108407641B (zh) * 2018-03-09 2021-06-25 中国第一汽车股份有限公司 电动汽车及其智能放电装置
FR3089893B1 (fr) 2018-12-14 2024-03-08 Renault Sas Système de commande d’alimentation autonome de charges pour un véhicule automobile
JP2019018612A (ja) * 2019-02-05 2019-02-07 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP7212557B2 (ja) * 2019-03-15 2023-01-25 本田技研工業株式会社 電力管理装置
FR3105119B1 (fr) * 2019-12-19 2021-11-19 Renault Sas Véhicule électrique, borne de recharge et procédé d’échange d’énergie entre le véhicule et la borne
JPWO2022172046A1 (zh) * 2021-02-10 2022-08-18
JP2022156569A (ja) * 2021-03-31 2022-10-14 本田技研工業株式会社 グリッドシステム、電力授受方法及びコンピュータプログラム
DE102021118797A1 (de) * 2021-07-21 2023-01-26 Webasto SE Vorrichtung und Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeuges
IT202100020813A1 (it) * 2021-08-02 2023-02-02 Sinapsi S R L Sistema di gestione/monitoraggio di mezzi di ricarica di veicoli elettrici
JP7463648B1 (ja) 2023-04-27 2024-04-09 富士電機株式会社 電力システム、給電装置、電力変換装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101987581A (zh) * 2009-07-30 2011-03-23 丰田自动车株式会社 能用来自外部电源的电力充电的车辆和控制车辆充电的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06343202A (ja) * 1993-06-01 1994-12-13 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車の充電装置
JP3050125B2 (ja) 1996-05-20 2000-06-12 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置および動力出力装置の制御方法
JP4678243B2 (ja) 2005-06-08 2011-04-27 トヨタ自動車株式会社 電力供給システム
JP4208016B2 (ja) * 2007-02-13 2009-01-14 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法、ハイブリッド車両の制御プログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
JP4727636B2 (ja) 2007-09-13 2011-07-20 トヨタ自動車株式会社 車両の充電制御装置および車両
JP2009126450A (ja) 2007-11-27 2009-06-11 Toyota Motor Corp ハイブリッド車及びハイブリッド車の制御方法
JP4719776B2 (ja) * 2008-07-14 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 充電ケーブル、充電制御装置、及び車両充電システム
JP4380776B1 (ja) 2008-07-25 2009-12-09 トヨタ自動車株式会社 充放電システムおよび電動車両
EP2329559A4 (en) * 2008-08-18 2017-10-25 Christopher B. Austin Vehicular battery charger, charging system, and method
US8013570B2 (en) 2009-07-23 2011-09-06 Coulomb Technologies, Inc. Electrical circuit sharing for electric vehicle charging stations
CN102576042B (zh) * 2009-07-27 2015-11-25 Rwe股份公司 用以对消费者提供供应装置中若干能量的装置及方法
EP2490317A4 (en) 2009-10-13 2014-12-24 Panasonic Corp POWER SOURCE AND VEHICLE
US8509976B2 (en) * 2010-02-18 2013-08-13 University Of Delaware Electric vehicle equipment for grid-integrated vehicles
US8772961B2 (en) 2010-04-09 2014-07-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Communication device, communication system, and vehicle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101987581A (zh) * 2009-07-30 2011-03-23 丰田自动车株式会社 能用来自外部电源的电力充电的车辆和控制车辆充电的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150042288A1 (en) 2015-02-12
WO2013065380A3 (en) 2013-10-24
DE112012004546B4 (de) 2022-06-15
DE112012004546T5 (de) 2014-07-31
JP5234159B2 (ja) 2013-07-10
US9466999B2 (en) 2016-10-11
WO2013065380A2 (en) 2013-05-10
CN104024034A (zh) 2014-09-03
JP2013099078A (ja) 2013-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104024034B (zh) 车辆、放电系统及车辆的放电控制方法
CN104024033B (zh) 具有蓄电部的车辆、以及包括车辆和能量管理设备的充电-放电系统
CN105247754B (zh) 车辆
CN105473372B (zh) 充电系统、车辆以及充电设备
CN104600815B (zh) 电动汽车充电系统及充电控制方法
US9434257B2 (en) Power supply connector, vehicle and control method for vehicle
US8768533B2 (en) Vehicle, communication system, and communication device
JP5735050B2 (ja) 車両および受電装置
US8772961B2 (en) Communication device, communication system, and vehicle
CN107696883A (zh) 电动车辆并行充电方法和设备
CN208931141U (zh) 一种高压充配电系统和电动汽车
US11155180B2 (en) Vehicle-to-building power system
CN114211979B (zh) 一种可外置的车载充电系统和方法
CN218940699U (zh) 一种欧标充电转换电路
EP4137354A1 (en) Vehicle controller, vehicle, power supply method, and computer program
CN117621878A (zh) 一种用于直流充电的国标转欧标枪线转换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant