CN104348237A - 电动汽车供电设备及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动汽车供电设备，接收一外部交流电源。该电动汽车供电设备包含一继电器装置与一控制器。该继电器装置包含至少一主继电器、一辅助继电器以及一可控开关。该主继电器连接在一主功率回路上。该可控开关串联连接该辅助继电器形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上。当该控制器侦测到该外部交流电源后，该控制器导通该辅助继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点，该控制器触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。

Description

电动汽车供电设备及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种供电设备及其操作方法，尤指一种电动汽车供电设备及其操作方法。
背景技术
随着电动汽车的日益普及，因此对于电动汽车供电设备(electric vehiclesupply equipment,EVSE)的需求与供给也不断增加。其中，电动汽车的供电设备主要包含电动汽车直流供电设备与电动汽车交流供电设备。
就电动汽车交流供电设备而言，其功率输出回路包含开关元件结构，其中，该开关元件主要采用继电器(relay)或接触器(contactor)等。继电器或接触器等开关元件在接通时若出现大的冲击电流，将会对其触点造成损伤，影响继电器或接触器等开关元件的电气寿命，甚至导致损坏。
电动汽车交流供电设备为车端的车载充电装置提供电力供应。相对于交流供电设备而言，继电器或接触器等开关元件在触点接通时的负载电流情况尤为复杂。请参见图1为现有电动汽车供电设备对车载充电装置充电的使用示意图。在通常情况下，该电动汽车20A内的一车载充电装置202A在其输入端会有一输入电容Ci，因此，当该电动汽车供电设备10A对该车载充电装置202A供电时，首先接通的就是该车载充电装置202A的该输入电容Ci。对于电容性负载的应用，该交流供电设备10A的输出会产生大的冲击电流，如此将对该交流供电设备10A内部的继电器102A,104A或接触器触点产生电气冲击，从而造成对触点的损伤甚至损坏。
继电器在电力电子应用场合都会遇到冲击电流的问题，较大的冲击电流会导致继电器触点的粘合，特别是机械式继电器存在着触点在执行闭合过程，容易发生触点弹跳(contact bounce)的现象，如此，除了造成继电器控制的判断误动作外，也降低继电器本身的使用寿命，更甚对人身安全也会形成威胁。再者，因为受限于继电器的体积空间，绝大多数继电器在功能上无法提供能够显示其触点开启或闭合状态或者触点正常或异常状态，因此在实际应用中的确存在相当程度的安全隐忧。
因此如何设计出一种电动汽车供电设备及其操作方法，可避免开关触点在闭合时产生电气拉弧现象、达到软开通的功效以及达到保护供电设备的开关元件，为本发明所要克服并加以解决的一大课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种电动汽车供电设备，以克服现有技术的问题。因此本发明的电动汽车供电设备，接收一外部交流电源，包含一继电器装置与一控制器；该继电器装置包含至少一主继电器、一辅助继电器以及一可控开关，该至少一主继电器连接在一主功率回路上，该可控开关串联连接该辅助继电器形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上，其中，该串联支路与该至少一主继电器并联连接；该控制器产生至少一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号，分别控制该至少一主继电器、该辅助继电器以及该可控开关，其中，当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器控制该触发控制信号触发该可控开关导通时，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的一种实施方式，当该控制器在该外部交流电源非为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电压导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电；当该控制器在该外部交流电源为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电流导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，当该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电后，该至少一主控制信号导通该至少一主继电器，接着该触发控制信号触发该可控开关关断，然后该辅助控制信号关断该辅助继电器，使得该外部交流电源通过该主功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，接着该第二主控制信号导通该第二主继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该第二主控制信号导通该第二主继电器，接着该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，该继电器装置还包含：一电感元件，串联连接该可控开关与该辅助继电器所形成的该串联支路，以抑制当该可控开关由该触发控制信号触发导通后，流经该辅助功率回路的电流变化率。
根据本发明的另一种实施方式，该可控开关为一硅控整流器(siliconcontrolled rectifier,SCR)、一三端双向交流开关(triode AC semiconductorswitch,TRIAC)或一双向触发二极管开关(diode for AC switch,DIAC)。本发明的一另目的在于提供一种电动汽车供电设备的操作方法，该电动汽车供电设备接收一外部交流电源，该操作方法包含下列步骤：(a)提供一继电器装置，该继电器装置包含至少一主继电器、一辅助继电器以及一可控开关；其中该至少一主继电器连接在一主功率回路上，该辅助继电器串联连接该可控开关形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上；(b)提供一控制器，该控制器产生至少一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号，分别控制该至少一主继电器、该辅助继电器以及该可控开关；(c)当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器；(d)当该控制器控制该触发控制信号触发该可控开关导通时，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的一种实施方式，在步骤(d)中，当该控制器在该外部交流电源非为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电压导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电；当该控制器在该外部交流电源为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电流导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，在步骤(d)的后还包含：(e)该至少一主控制信号导通该至少一主继电器；(f)该触发控制信号触发该可控开关关断；(g)该辅助控制信号关断该辅助继电器，使得该外部交流电源通过该主功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，接着该第二主控制信号导通该第二主继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该第二主控制信号导通该第二主继电器，接着该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
根据本发明的另一种实施方式，该继电器装置还包含：一电感元件，串联连接该可控开关与该辅助继电器所形成的该串联支路，以抑制当该可控开关由该触发控制信号触发导通后，流经该辅助功率回路的电流变化率。
根据本发明的另一种实施方式，该可控开关为一硅控整流器、一三端双向交流开关或一双向触发二极管开关。
为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为现有电动汽车供电设备对车载充电装置充电的使用示意图；
图2A为本发明一电动汽车供电设备第一实施例的电路示意图；
图2B为本发明控制该电动汽车供电设备第一实施例的时序图；
图3A为本发明该电动汽车供电设备第二实施例的电路示意图；
图3B为本发明控制该电动汽车供电设备第二实施例的时序图；
图3C为本发明控制该电动汽车供电设备第二实施例的另一时序图；
图4A为本发明该电动汽车供电设备第三实施例的电路示意图；
图4B为本发明该电动汽车供电设备第四实施例的电路示意图；
图4C为本发明该电动汽车供电设备第五实施例的电路示意图；及
图5为本发明该电动汽车供电设备操作方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
﹝现有技术﹞
Vac  外部交流电源
10A  电动汽车供电设备
102A  继电器
104A  继电器
20A  电动汽车
202A  车载充电装置
Ci  输入电容
﹝本发明﹞
Vac  外部交流电源
10  继电器装置
20  控制器
30  电动汽车
102  主继电器
102  第一主继电器
104  第二主继电器
106  辅助继电器
108  可控开关
110  电感元件
10r,10s,10t  继电器装置
102r,102s,102t  主继电器
106r,106s,106t  辅助继电器
108r,108s,108t  可控开关
110r,110s,110t  电感元件
Lmp  主功率回路
Lap  辅助功率回路
Ps  串联支路
Smc  主控制信号
Smc1  第一主控制信号
Smc2  第二主控制信号
Sac  辅助控制信号
Stc  触发控制信号
Vo  输出电压
T1～T6  时间
S10～S70  步骤
具体实施方式
结合附图说明本发明的技术内容及详细说明。
请参见图2A为本发明一电动汽车供电设备第一实施例的电路示意图。该电动汽车供电设备接收一外部交流电源Vac。其中，该电动汽车供电设备为一电动汽车30的充电站(charging station)。该电动汽车供电设备包含一继电器装置10与一控制器20。在本实施例中，该继电器装置10包含一主继电器102、一辅助继电器106以及一可控开关108。其中，该可控开关108为一硅控整流器、一三端双向交流开关或一双向触发二极管开关，但不以此为限。在本实施例中，以三端双向交流开关为例说明。该主继电器102连接在一主功率回路Lmp上。该可控开关108串联连接该辅助继电器106形成一串联支路Ps，并且连接在一辅助功率回路Lap上。其中，该主继电器102连接在该主功率回路Lmp的一输出端，并且该串联支路Ps与该主继电器102并联连接。值得一提，在本发明中，以该外部交流电源Vac为单相电源系统为例说明，然而并不以此为限，即，该电动汽车供电设备可应用于三相电源系统，具体电路操作将于文后有详细的说明。在本实施例中，该控制器20产生一主控制信号Smc、一辅助控制信号Sac以及一触发控制信号Stc，该主控制信号Smc负责控制该主继电器102、该辅助控制信号Sac负责控制该辅助继电器106、该触发控制信号Stc负责控制该可控开关108。
配合参见图2B为本发明控制该电动汽车供电设备第一实施例的时序图。当该电动汽车供电设备接收该外部交流电源Vac，并且该电动汽车30连接至该电动汽车供电设备后，在时间T1时，该控制器20侦测到该外部交流电源Vac，该控制器20所产生的该辅助控制信号Sac由低电平转换为高电平，进而导通该辅助继电器106。此时，由于该电动汽车供电设备尚未建立输出功率回路，因此该电动汽车供电设备所产生的一输出电压Vo为零。在时间T2时，当该控制器20侦测到该外部交流电源Vac为过零点时，该控制器20所产生的该触发控制信号Stc由低电平转换为高电平，进而触发该可控开关108导通，使得该外部交流电源Vac通过该辅助功率回路Lap对该电动汽车30供电。此时，由于该电动汽车供电设备完成建立输出功率回路，因此该电动汽车供电设备所产生的该输出电压Vo等于该外部交流电源Vac。
值得一提，在本实施例中，虽然通过该控制器20侦测到该外部交流电源Vac为过零点与否，进而决定是否触发该可控开关108导通。然而，即使该控制器20并非在该外部交流电源Vac为过零点时触发导通该可控开关108，电路本身就能够实现该继电器装置10零电压的开通；此外，若配合前述该控制器20在该外部交流电源Vac过零点时触发导通该可控开关108，则可再实现该继电器装置10零电流的开通，即，在本发明通过对该些继电器以及可控制开关所提供的控制时序，可同时实现对该继电器装置10提供零电压与零电流的开通。由于该可控开关108为三端双向交流开关，因此当该控制器20侦测到该外部交流电源Vac为过零点时，该控制器20所产生该触发控制信号Stc以控制该三端双向交流开关的栅极触发导通。
在时间T3时，该控制器20所产生的该主控制信号Smc由低电平转换为高电平，进而导通该主继电器102。然后，在时间T4时，该触发控制信号Stc由高电平转换为低电平，进而触发该可控开关108关断。然后，在时间T5时，该辅助控制信号Sac由高电平转换为低电平，进而关断该辅助继电器106，使得该外部交流电源Vac通过该主功率回路Lmp对该电动汽车30供电。
值得一提，该主控制信号Smc控制该主继电器102、该辅助控制信号Sac控制该辅助继电器106以及该触发控制信号Stc控制该可控开关108，不以上述的电平转换为限制，仅为方便说明为例，是依据该主继电器102、该辅助继电器106以及该可控开关108的导通与关断电平为实际的操作。此外，该继电器装置10还包含一电感元件110。该电感元件110串联连接该可控开关108与该辅助继电器106所形成的该串联支路Ps，以抑制当该可控开关108由该触发控制信号Stc触发导通后，流经该辅助功率回路Lap的电流变化率。但是，在本实施中不限定以该电感元件110用于抑制流经该辅助功率回路Lap的电流变化率，凡可以实现此功效的电气元件皆应包含在本实施例的范畴中。
请参见图3A为本发明该电动汽车供电设备第二实施例的电路示意图。该电动汽车供电设备接收一外部交流电源Vac。本实施例与上述第一实施例(参见图2A)最大的差异在于本实施例的该主继电器数量为两个，即为一第一主继电器102与一第二主继电器104，并且对应控制该第一主继电器102与该第二主继电器104的控制信号为一第一主控制信号Smc1与一第二主控制信号Smc2。其中，该第一主继电器102连接在该主功率回路Lmp的一输出端，该串联支路Ps与该第一主继电器102并联连接，该第二主继电器104连接在该主功率回路Lmp的另一输出端。
配合参见图3B为本发明控制该电动汽车供电设备第二实施例的时序图。当该电动汽车供电设备接收该外部交流电源Vac，并且该电动汽车30连接至该电动汽车供电设备后，在时间T1时，该控制器20侦测到该外部交流电源Vac，该控制器20所产生的该辅助控制信号Sac由低电平转换为高电平，进而导通该辅助继电器106。此时，由于该电动汽车供电设备尚未建立输出功率回路，因此该电动汽车供电设备所产生的一输出电压Vo为零。在时间T2时，该控制器20所产生的该第二主控制信号Smc2由低电平转换为高电平，进而导通该第二主继电器104。在时间T3时，当该控制器20侦测到该外部交流电源Vac为过零点时，该控制器20所产生的该触发控制信号Stc由低电平转换为高电平，进而触发该可控开关108导通，使得该外部交流电源Vac通过该辅助功率回路Lap对该电动汽车30供电。此时，由于该电动汽车供电设备完成建立输出功率回路，因此该电动汽车供电设备所产生的该输出电压Vo等于该外部交流电源Vac。
在时间T4时，该控制器20所产生的该第一主控制信号Smc1由低电平转换为高电平，进而导通该第一主继电器102。然后，在时间T5时，该触发控制信号Stc由高电平转换为低电平，进而触发该可控开关108关断。然后，在时间T6时，该辅助控制信号Sac由高电平转换为低电平，进而关断该辅助继电器106，使得该外部交流电源Vac通过该主功率回路Lmp对该电动汽车30供电。
值得一提，该第一主控制信号Smc1控制该第一主继电器102、该第二主控制信号Smc2控制该第二主继电器104、该辅助控制信号Sac控制该辅助继电器106以及该触发控制信号Stc控制该可控开关108，不以上述的电平转换为限制，仅为方便说明为例，是依据该第一主继电器102、该第二主继电器104、该辅助继电器106以及该可控开关108的导通与关断电平为实际的操作。此外，该继电器装置10还包含一电感元件110。该电感元件110串联连接该可控开关108与该辅助继电器106所形成的该串联支路Ps，以抑制当该可控开关108由该触发控制信号Stc触发导通后，流经该辅助功率回路Lap的电流变化率。但是，在本实施中不限定以该电感元件110用于抑制流经该辅助功率回路Lap的电流变化率，凡可以实现此功效的电气元件皆应包含在本实施例的范畴中。
请参见图3C为本发明控制该电动汽车供电设备第二实施例的另一时序图。本实施例与上述第二实施例(参见图3B)最大的差异在于该辅助继电器106与该第二主继电器104导通的顺序不同，即，在上述第二实施例中，该辅助继电器106在时间T1时导通，而该第二主继电器104则在时间T2时导通。然而在本实施例中，该第二主继电器104在时间T1时导通，而该辅助继电器106则在时间T2时导通。然而，在两实施例中，由于该可控开关108都在时间T3导通、该第一主继电器102都在时间T4导通、该可控开关108都在时间T5关断以及该辅助继电器106都在时间T6关断，因此，本实施例与上述第二实施例两者相同的处，在此不再赘述。
请参见图4A为本发明该电动汽车供电设备第三实施例的电路示意图。与图2A所示的第一实施例相较，该电动汽车供电设备操作于三相四线(3Φ4W)电源系统，并且该电源系统每一相电性连接一组该继电器装置，即为一R相继电器装置10r、一S相继电器装置10s以及一T相继电器装置10t。正如图2A所示的第一实施例所述，以该R相继电器装置10r为例，该R相继电器装置10r包含一主继电器102r、一辅助继电器106r以及一可控开关108r，甚至还包含一电感元件110r。同样地，在本实施例中，该控制器(未示出)产生一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号。该主控制信号负责控制该主继电器、该辅助控制信号负责控制该辅助继电器、该触发控制信号负责控制该可控开关。此外，该S相继电器装置10s与T相继电器装置10t与该R相继电器装置10r一样，同样具有该些继电器、可控开关以及电感元件。并且，该控制器也产生对应控制该些继电器、可控开关的控制信号。承上该电动汽车供电设备操作于单相电源系统的操作与控制时序，该控制器分别控制R相、S相与T相的该三相继电器装置，以通过建立起辅助功率回路与主功率回路，并且也利用该三相交流电源为过零点时，触发所对应的可控开关导通，使得该交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电，如此将使得对该电动汽车供电时的输出电流降至最低，达到软开通的功效，借此保护该继电器装置。最后，也通过将原先的该辅助功率回路切换为该主功率回路，以对该电动汽车提供稳态后供电的回路。
请参见图4B与图4C分为本发明该电动汽车供电设备第四实施例与第五实施例的电路示意图。与图4A所示的第三实施例相较，该电动汽车供电设备操作于三相三线(3ΦwW)电源系统，此外，第四实施例(图4B)该电源系统每一相电性连接一组该继电器装置，然而，第五实施例(图4C)该电源系统可于任两相(该实施例为S相与T相)电性连接该继电器装置的完整电路，即包含主继电器102s,102t、辅助继电器106s,106t、可控开关108s,108t以及电感元件110s,110t)，而在另外一相(该实施例为R相)电性连接该继电器装置的简易电路，即仅包含主继电器102r。在上述两种电路架构下，通过该控制器分别控制R相、S相与T相的该三相继电器装置，以通过建立起辅助功率回路与主功率回路，并且也利用该三相交流电源为过零点时，触发所对应的可控开关导通，使得该交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电，如此将使得对该电动汽车供电时的输出电流降至最低，达到软开通的功效，借此保护该继电器装置。最后，也通过将原先的该辅助功率回路切换为该主功率回路，以对该电动汽车提供稳态后供电的回路。
请参见图5为本发明该电动汽车供电设备操作方法的流程图。该电动汽车供电设备接收一外部交流电源，该操作方法包含下列步骤。首先，提供一继电器装置，该继电器装置包含至少一主继电器、一辅助继电器以及一可控开关(S10)；其中该至少一主继电器连接在一主功率回路上，该辅助继电器串联连接该可控开关形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上。再者，该可控开关为一硅控整流器、一三端双向交流开关或一双向触发二极管开关。然后，提供一控制器，该控制器产生至少一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号，分别控制该至少一主继电器、该辅助继电器以及该可控开关(S20)。值得一提，当该主继电器数量为一个，并且对应控制该主继电器的控制信号为该主控制信号时，该主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接。此外，当该主继电器数量为两个，即为一第一主继电器与一第二主继电器，并且对应控制该第一主继电器与该第二主继电器的控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号。其中，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端。
在该电动汽车供电设备接收该外部交流电源，并且该电动汽车连接至该电动汽车供电设备后，该控制器侦测到该外部交流电源时，该辅助控制信号导通该辅助继电器(S30)。当该控制器控制该触发控制信号触发该可控开关导通时，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电(S40)。其中，当该控制器在该外部交流电源非为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电压导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电；当该控制器在该外部交流电源为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电流导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。然后，该至少一主控制信号导通该至少一主继电器(S50)。值得一提，当该主继电器数量为一个时，该主控制信号导通该主继电器。此外，当该主继电器数量为两个时，该第一主控制信号导通该第一主继电器，并且在步骤S40的前，该第二主控制信号导通该第二主继电器(S30’)。再者，步骤S30与步骤S30’的顺序可调整，即，该第二主控制信号导通该第二主继电器可早于该辅助控制信号导通该辅助继电器。然后，该触发控制信号触发该可控开关关断(S60)。最后，该辅助控制信号关断该辅助继电器，使得该外部交流电源通过该主功率回路对该电动汽车供电(S70)。此外，在步骤S10中，该继电器装置还包含一电感元件。该电感元件串联连接该可控开关与该辅助继电器所形成的该串联支路，以抑制当该可控开关由该触发控制信号触发导通后，流经该辅助功率回路的电流变化率。但是，在本实施中不限定以该电感元件用于抑制流经该辅助功率回路的电流变化率，凡可以实现此功效的电气元件皆应包含在本实施例的范畴中。
综上所述，本发明具有以下的特征与优点：
1、利用先建立该辅助功率回路Lap，进行功率输出对该电动汽车30供电，再建立该主功率回路Lmp，进行功率输出对该电动汽车30供电，使得该电动汽车供电设备的该继电器装置10能够在开关触点稳定闭合状况下，进行供电操作，如此可避免开关触点在闭合时产生电气拉弧现象，借此达到保护该继电器装置10的开关触点；
2、通过该控制器20在该外部交流电源Vac非为过零点时触发导通该可控开关108，电路本身就能够实现该继电器装置10零电压的开通；再通过该控制器20侦测到该交流电源Vac为过零点时，触发该可控开关108导通，使得该交流电源Vac通过该辅助功率回路Lap对该电动汽车30供电，如此可同时实现对该继电器装置10提供零电压与零电流的开通，使得对该电动汽车30供电时的输出电流降至最低，达到软开通的功效，借此保护该继电器装置10；及
3、使用该电感元件110串联连接该可控开关108与该辅助继电器106，以抑制当该可控开关108由该触发控制信号Stc触发导通后，流经该辅助功率回路Lap的电流变化率，借此达到保护该可控开关108。
以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与示例，本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以权利要求的范围为准，凡满足本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，本领域技术人员在本发明的领域内，容易想到的变化或修饰皆可涵盖在本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种电动汽车供电设备，接收一外部交流电源，包含：
一继电器装置，包含：
至少一主继电器，连接在一主功率回路上；
一辅助继电器；及
一可控开关，串联连接该辅助继电器形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上；其中，该串联支路与该至少一主继电器并联连接；及
一控制器，产生至少一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号，分别控制该至少一主继电器、该辅助继电器以及该可控开关；
其中，当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器控制该触发控制信号触发该可控开关导通时，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
2.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中当该控制器在该外部交流电源非为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电压导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电；当该控制器在该外部交流电源为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电流导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
3.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中当该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电后，该至少一主控制信号导通该至少一主继电器，接着该触发控制信号触发该可控开关关断，然后该辅助控制信号关断该辅助继电器，使得该外部交流电源通过该主功率回路对该电动汽车供电。
4.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中当该主继电器为一第一主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接。
5.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，接着该第二主控制信号导通该第二主继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
6.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该第二主控制信号导通该第二主继电器，接着该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
7.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中该继电器装置还包含：
一电感元件，串联连接该可控开关与该辅助继电器所形成的该串联支路，以抑制当该可控开关由该触发控制信号触发导通后，流经该辅助功率回路的电流变化率。
8.如权利要求1所述的电动汽车供电设备，其中该可控开关为一硅控整流器、一三端双向交流开关或一双向触发二极管开关。
9.一种电动汽车供电设备的操作方法，该电动汽车供电设备接收一外部交流电源，该操作方法包含下列步骤：
(a)提供一继电器装置，该继电器装置包含至少一主继电器、一辅助继电器以及一可控开关；其中该至少一主继电器连接在一主功率回路上，该辅助继电器串联连接该可控开关形成一串联支路，并且连接在一辅助功率回路上；
(b)提供一控制器，该控制器产生至少一主控制信号、一辅助控制信号以及一触发控制信号，分别控制该至少一主继电器、该辅助继电器以及该可控开关；
(c)当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器；
(d)当该控制器控制该触发控制信号触发该可控开关导通时，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
10.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中，在步骤(d)中，当该控制器在该外部交流电源非为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电压导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电；当该控制器在该外部交流电源为过零点时触发该可控开关导通，该继电器装置为零电流导通，该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
11.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中，在步骤(d)的后还包含：
(e)该至少一主控制信号导通该至少一主继电器；
(f)该触发控制信号触发该可控开关关断；
(g)该辅助控制信号关断该辅助继电器，使得该外部交流电源通过该主功率回路对该电动汽车供电。
12.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中当该主继电器为一第一主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接。
13.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该辅助控制信号导通该辅助继电器，接着该第二主控制信号导通该第二主继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
14.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中当该主继电器为一第一主继电器与一第二主继电器以及该主控制信号为一第一主控制信号与一第二主控制信号时，该第一主继电器连接在该主功率回路的一输出端，该串联支路与该第一主继电器并联连接，该第二主继电器连接在该主功率回路的另一输出端；当该控制器侦测到该外部交流电源后，该第二主控制信号导通该第二主继电器，接着该辅助控制信号导通该辅助继电器，然后当该控制器侦测到该外部交流电源为过零点时，该触发控制信号触发该可控开关导通，使得该外部交流电源通过该辅助功率回路对该电动汽车供电。
15.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中该继电器装置还包含：
一电感元件，串联连接该可控开关与该辅助继电器所形成的该串联支路，以抑制当该可控开关由该触发控制信号触发导通后，流经该辅助功率回路的电流变化率。
16.如权利要求9所述的电动汽车供电设备操作方法，其中该可控开关为一硅控整流器、一三端双向交流开关或一双向触发二极管开关。
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