CN104836270B - 连接器转换器以及车辆充电系统及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的连接器转换器，包括被配置成控制车辆和充电器之间的连接的连接控制器。通信协议转换器被配置成执行车辆和充电器之间的消息转换。当车辆在连接控制器的控制下可充电地连接到充电器时，通信协议转换器采用不同的通信协议。连接器通信器被配置成将从通信协议转换器输出的消息传输给车辆或充电器。

Description

连接器转换器以及车辆充电系统及其使用方法
本申请要求于2014年2月11日提交的韩国专利申请号 10-2014-0015405的优先权益，其全部内容通过参考方式并入此处，如同被完全提出。
技术领域
本发明涉及连接器转换器以及车辆充电系统及其使用方法。
背景技术
电动车辆和可充电车辆已经根据能源效率的改善和对生态友好车辆的需求得到了持续发展。在欧洲、日本和美国，充电标准化正在发展。在欧洲，三相功率主要用于电力设施，因此，通常使用7针充电器(7pin charger)。对于快速充电连接器，根据日本CHAdeMO标准的10针连接器已经被检验作为国际标准，但目前正基于美国提出的组合型慢速/快速充电连接器检验国际标准。此外，由于组合型慢速/快速充电连接器的最小化终端，不同于传统控制器局域网(CAN)通信的电力线通信已经得到发展。
尽管电动车辆已经根据对生态友好车辆的需求得到了持续发展，但仍没有界定为车辆的充电定义国际标准。为此，大量车辆制造商和充电器制造商基于不同的规范制造产品。
发明内容
本发明涉及连接器转换器以及车辆充电系统及其使用方法，其基本上消除由于相关技术的局限性和缺点而引起的一个或多个问题。
本发明的一个方面提供一种连接器转换器，其在保持与在美国和欧洲使用的连接器兼容的同时，利用不同通信规范，能够容易地实现充电器连接器和车辆之间的连接。
本发明的另外的优点、目的和特征将在下面的说明书中描述，并且其对于本领域普通技术人员来说研究下文后便在某种程度上变得显而易见，或者可从本发明的实践中了解。本发明的目的和其他优点可通过在书面描述和其权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得。
根据本发明的示例性实施例，用于车辆的连接器转换器包括连接控制器，其被配置成控制车辆和充电器之间的连接。通信协议转换器被配置成执行车辆和充电器之间的消息转换，当车辆在连接控制器的控制下可充电地连接到充电器时，该通信协议转换器采用不同的通信协议。连接器通信器被配置成将来自通信协议转换器的消息传输给车辆或充电器。
当从车辆接收到第一通信协议类型消息时，通信协议转换器可将第一通信协议类型消息转换为第二通信协议类型消息。当从充电器接收到第二通信协议类型消息时，通信协议转换器可将第二通信协议类型消息转换为第一通信协议类型消息。
第一通信协议可为从由控制器局域网(CAN)通信和电力线通信组成的组中选择的一种，并且第二通信协议可为从由CAN通信和电力线通信组成的组中选择的另一种。
连接控制器可监控来自从车辆和充电器之间选择的至少一者的近距检测信号(proximity detection signal)，以确定是否启用了近距检测信号。一旦确定禁用了近距检测信号，则连接控制器可产生充电完成消息。
近距检测信号可为指示车辆或充电器可充电地连接到连接器转换器的信息。
当车辆或充电器从连接器转换器断开时，可禁用来自车辆的近距检测信号。
当充电器从用户接收到充电完成请求消息时，可禁用近距检测信号。
根据本发明的另一个示例性实施例，用于车辆的车辆充电系统包括连接器转换器，其被配置成检查车辆和充电器之间的连接状态。一旦确定车辆和充电器可充电地彼此连接，则连接器转换器采用不同的通信协议执行车辆和充电器之间的消息转换。车辆基于消息转换产生充电初始化信息，并基于所产生的充电初始化信息执行车辆电池的充电。
充电初始化信息可包括剩余充电时间信息。
连接器转换器可将从充电器接收到的第一通信协议类型充电参数信息转换为对应于车辆的通信协议版本的第二通信协议类型充电参数信息。车辆可使用第二通信协议类型充电参数信息计算第二通信协议类型剩余充电时间信息。
充电参数信息可包括从由充电器的最大额定电压信息和最大额定电流信息组成的组中选择的至少一个信息。
连接器转换器可更新充电状态信息。充电状态信息可包括选自充电器的充电电压、充电电流和剩余充电时间信息中的至少一种。
一旦从车辆接收到第二通信协议类型充电状态请求消息，连接器转换器可将存储的第一通信协议类型充电状态信息转换为第二通信协议类型充电状态信息，并使用转换的第二通信协议类型充电状态信息更新存储的第一通信协议类型充电状态信息。
根据本发明的另一个示例性实施例，车辆充电方法包括一旦确定车辆和充电器可充电地彼此连接，则通过连接器转换器检查车辆和充电器之间的连接状态。通过连接器转换器采用不同的通信协议执行车辆和充电器之间的消息转换。由车辆基于消息转换产生充电初始化信息。由车辆基于所产生的充电初始化信息执行车辆的电池的充电。
应当理解的是，本发明的上述一般描述和下面的详细描述两者为示例性和解释性的，并且旨在提供所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
被包括用于提供本发明的进一步理解并被并入及组成本申请的一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为根据本发明的实施例的车辆充电系统的示意性方框图。
图2为示出根据本发明的实施例的通过连接器控制器使用近距检测信号控制车辆充电完成的方法的流程图。
图3为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，结合不同的通信协议之间的数据通信对车辆进行充电的方法的流程图。
图4为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，基于不同的通信协议之间的消息转换产生充电初始化信息的方法的流程图。
图5为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，基于不同的通信协议之间的消息转换更新充电状态信息的方法的流程图。
具体实施方式
现将对本发明的示例性实施例进行详细说明，它们的实例将在附图中示出。本说明书和权利要求中所使用的术语不构成为局限于其一般或词典含义，而是应当基于下述原则被解释为与本发明的技术理念匹配的含义或概念，该原则是：发明人能够适当地定义术语的概念以便以最佳方式描述本发明。本文发明的实施例和在附图中所示的配置仅为一个优选实施例，并且不表示本发明的全部技术范围。因此，应当理解的是，本发明涵盖本发明的修改和变型，只要它们在提出本申请时所附权利要求及其等效的范围内。
图1为根据本发明的实施例的车辆充电系统100的示意性方框图。
用于车辆200的车辆充电系统100包括连接器转换器300和充电器 400。
参考图1，车辆200包括电池210、电池控制器220、连接器状态传感器230和车辆通信器240。
电池210提供驾驶车辆200所必需的电力，并包括多个电池以存储电能。
电池控制器220被配置成控制电池210的充电状态。具体地，电池控制器220监控电池210的电压、电流和剩余容量，以维持最佳状态。另外，电池控制器220控制电池210不被过度充电或过度放电。
连接状态传感器230感测车辆200和连接器转换器300之间的连接状态。另外，连接状态传感器230产生近距检测信号，以指示车辆200 和连接器转换器300之间的正常连接。
车辆通信器240被配置成以有线/无线方式将车辆充电控制的信息传输给连接器转换器300并从连接器转换器300接收车辆充电控制的信息。
连接器转换器300包括通信协议转换器310、连接控制器320，以及连接器通信器330。
通信协议转换器310被配置成根据不同类型的通信协议执行消息之间的相互转换。例如，车辆200可基于第一通信协议，并且充电器 400可基于第二通信协议。在这种情况下，通信协议转换器310将来自车辆200的第一通信协议类型消息转换为第二通信协议类型消息。反过来，通信协议转换器310将来自充电器400的第二通信协议类型消息转换为第一通信协议类型消息。因此，采用不同的通信协议维持车辆200和充电器400之间的相互兼容性。第一通信协议为控制器局域网(CAN)通信且第二通信协议为电力线通信(PLC)。相反地，第一通信协议可为电力线通信且第二通信协议可为CAN通信。
连接控制器320被配置成控制车辆200和充电器400之间的连接。连接控制器320包括防解锁继电器。根据防解锁继电器的操作防止车辆200和充电器400之间的断开。另一方面，连接控制器320可监控近距检测信号，以控制车辆200的充电完成，将参考图2对其进行详细描述。
连接器转换器300以有线/无线方式与车辆200进行通信。连接器通信器330从车辆200或充电器400接收消息，或者将由通信协议转换器310和连接器控制器320产生的消息传输给车辆200或充电器400。
图2为示出根据本发明的实施例的通过连接器控制器使用近距检测信号控制车辆充电完成的方法的流程图。
参考图2，连接控制器320监控来自从车辆200和充电器400之间选择的至少一个的近距检测信号(S200)。
基于在步骤S200的监控结果，连接控制器320确定是否启用了近距检测信号(S210)。例如，当连接器转换器300与车辆200断开时，可禁用来自车辆200的近距检测信号。类似地，当连接器转换器300 从充电器400断开时，可禁用来自充电器400的近距检测信号。否则，当充电器400从用户接收到充电完成请求消息时，可禁用近距检测信号。另一个方面，当连接器转换器300可充电地连接到车辆200和充电器400时，可启用近距检测信号。
一旦在步骤S210确定禁用了近距检测信号，则连接控制器320产生充电完成消息(S220)。可经由连接器通信器330将所产生的充电完成消息传输到从车辆200和充电器400之间选择的至少一个。
在下文中参考图3到图5描述的实施例中，假设在车辆充电系统100中，充电器400和连接器转换器300彼此连接，并且车辆200和连接器转换器彼此300连接。充电器400可基于第一通信协议，并且车辆200可基于第二通信协议。
图3为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，结合不同的通信协议之间的数据通信对车辆进行充电的方法的流程图。
参考图3，连接器转换器300检查车辆200和充电器400之间的连接状态(S300)。
具体地，连接器转换器300监控来自车辆200和充电器400的近距检测信号，并基于关于是否启用了近距检测信号的确定，检查车辆200 和充电器400之间的连接状态。也就是说，当启用了来自车辆200和充电器400的近距检测信号时，连接器转换器300确定车辆200和充电器400可充电地彼此连接。
此外，连接器转换器300基于指示防解锁继电器的工作状态的连接锁定状态信息，检查车辆200和充电器400之间的连接状态。防解锁继电器被设置成防止车辆200和充电器400之间的断开。其次，可以利用指示防解锁继电器的工作状态的连接锁定状态信息验证车辆200 和充电器400之间的连接。也就是说，当连接锁定状态信息为是(ON) 时，防解锁继电器工作以防止车辆200和充电器400之间的断开。
一旦在步骤S300确定车辆200和充电器400可充电地彼此连接后，车辆200基于在连接器转换器300处不同的通信协议之间的消息转换，产生充电初始化信息(S310)。不同的通信协议之间的消息转换表示第一通信协议类型消息到第二通信协议类型消息的转换，或者第二通信协议类型消息到第一通信协议类型消息的转换。如先前所描述，第一通信协议可表示从由CAN通信和电力线通信组成的组中选择的任意一种，并且第二通信协议可表示另一种。充电初始化信息包括剩余充电时间信息。将参考图4详细描述产生充电初始化信息的方法。
车辆200基于充电初始化信息执行电池的充电(S320)。另外，车辆充电系统100还更新充电状态信息(将参考图5对其进行详细描述)。
图4为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，基于不同的通信协议之间的消息转换产生充电初始化信息的方法的流程图。
参考图4，充电器400将通信协议版本请求消息传输给连接器转换器300(S400)。通信协议版本请求消息表示请求由连接器转换器300 所支持的通信协议版本的消息。
连接器转换器300响应于通信协议版本请求消息，将通信协议版本响应消息传输给充电器400(S410)。通信协议版本响应消息包括关于由连接器转换器300所支持的通信协议版本的信息。例如，关于通信协议版本的信息包括CAN通信协议和电力线通信协议。
充电器400确定根据所接收的通信协议版本响应消息的通信协议版本是否包括第一通信协议版本(S415)。
一旦在步骤S415确定根据通信协议版本响应消息的通信协议版本不包括充电器400的第一通信协议版本，则不执行随后的步骤S420到 S480。
另一方面，一旦在步骤S415确定根据通信协议版本响应消息的通信协议版本包括充电器400的第一通信协议版本，则充电器400将第一通信协议类型充电参数信息传输给连接器转换器300(S420)。充电参数信息包括选自充电器400的最大额定电压信息和最大额定电流信息的至少一个。
连接器转换器300将第一通信协议类型充电参数信息转换为对应于车辆200的通信协议版本的第二通信协议类型充电参数信息(S430)。
连接器转换器300将转换的第二通信协议类型充电参数信息传输给车辆200(S440)。
车辆200利用所接收到的第二通信协议类型充电参数信息计算第二通信协议类型充电初始化信息(S450)。例如，车辆200基于电池的剩余容量决定可充电电流量。随后，车辆200基于所决定的可充电电流量和充电器400的最大额定电压和最大额定电流信息计算剩余充电时间信息。
车辆200将第二通信协议类型充电初始化信息传输给连接器转换器300(S460)。
随后，连接器转换器300将所接收到的第二通信协议类型充电初始化信息转换为第一通信协议类型充电初始化信息(S470)，并将转换的第一通信协议类型充电初始化信息传输给充电器400(S480)。
图5为示出根据本发明的实施例的通过车辆充电系统，基于不同的通信协议之间的消息转换更新充电状态信息的方法的流程图。
参考图5，充电器400将第一通信协议类型充电状态信息传输给连接器转换器300(S500)。充电状态信息包括从充电器400的充电电压、充电电流和剩余充电时间信息当中选择的至少一个。所传输的充电状态信息可存储在连接器转换器300中。为此，连接器转换器300可进一步包括暂时性存储器(未示出)。
一旦从车辆200接收到第二通信协议类型充电状态请求消息 (S510)，连接器转换器300将从充电器400接收的第一通信协议类型充电状态信息转换为第二通信协议类型充电状态信息(S520)。
连接器转换器300将转换的第二通信协议类型充电状态信息传输给车辆200(S530)。另外，连接器转换器300利用转换的第二通信协议类型充电状态信息更新存储在连接器转换器300中的第一通信协议类型充电状态信息(S540)。重复执行步骤S500到S540以更新车辆状态信息，直到完成电池210的充电。
如从以上的描述很明显，可以使用连接器转换器实现车辆和充电器之间的数据通信和充电，以使车辆和充电器互相连接，而与充电器是 CHAdeMO充电器还是组合充电器无关。
特别地，可以实现基于CAN通信的车辆和基于电力线通信的组合充电器之间的通信和充电。进一步地，可以实现基于电力线通信的车辆和基于CAN通信的CHAdeMO充电器之间的通信和充电。
对本领域技术人员明显的是，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在本发明中作出不同修改和变型。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变型，只要它们在提出本申请时在所附权利要求及其等效的范围内。

Claims (14)

1.一种用于车辆的连接器转换器，包括：
连接控制器，被配置成控制所述车辆和充电器之间的连接；
通信协议转换器，被配置成执行所述车辆和所述充电器之间的消息转换，当所述车辆在所述连接控制器的控制下可充电地连接到所述充电器时，所述通信协议转换器采用不同的通信协议；以及
连接器通信器，被配置成将从所述通信协议转换器输出的消息传输给所述车辆或所述充电器，
其中，当从所述车辆接收到第二通信协议类型消息时，所述通信协议转换器将所述第二通信协议类型消息转换为第一通信协议类型消息，以及
当从所述充电器接收到所述第一通信协议类型消息时，所述通信协议转换器将所述第一通信协议类型消息转换为所述第二通信协议类型消息，
其中，所述连接控制器监控来自从所述车辆和所述充电器之间选择的至少一个的近距检测信号，以确定是否启用了所述近距检测信号，并且一旦确定禁用了所述近距检测信号，则所述连接控制器产生充电完成消息，
其中，一旦从所述车辆接收到第二通信协议类型充电状态请求消息，所述连接器转换器将存储的第一通信协议类型充电状态信息转换为第二通信协议类型充电状态信息，将所转换的第二通信协议类型充电状态信息传输给所述车辆，并利用所转换的第二通信协议类型充电状态信息更新存储的第一通信协议类型充电状态信息。
2.根据权利要求1所述的连接器转换器，其中
所述第一通信协议为选自控制器局域网(CAN)通信和电力线通信中的一种，以及
所述第二通信协议为选自CAN通信和电力线通信中的另一种。
3.根据权利要求1所述的连接器转换器，其中所述近距检测信号为指示所述车辆或所述充电器可充电地连接到所述连接器转换器的信息。
4.根据权利要求3所述的连接器转换器，其中当所述车辆与所述连接器转换器断开时，禁用来自所述车辆的近距检测信号；并且当所述充电器与所述连接器转换器断开时，禁用来自所述充电器的近距检测信号。
5.根据权利要求3所述的连接器转换器，其中当所述充电器从用户接收到充电完成请求消息时，禁用所述近距检测信号。
6.一种用于车辆的车辆充电系统，包括：
连接器转换器，被配置成检查所述车辆和充电器之间的连接状态，
所述连接器转换器监控来自从所述车辆和所述充电器之间选择的至少一个的近距检测信号，以确定是否启用了所述近距检测信号，并且一旦确定禁用了所述近距检测信号，则所述连接器转换器产生充电完成消息，
其中，一旦确定所述车辆和所述充电器可充电地彼此连接，则所述连接器转换器通过采用不同的通信协议执行所述车辆和所述充电器之间的消息转换，
所述车辆基于所述消息转换产生充电初始化信息，并且
基于所产生的充电初始化信息执行所述车辆的电池的充电，
其中，所述连接器转换器更新充电状态信息，并且
所述充电状态信息包括从所述充电器的充电电压、充电电流和剩余充电时间信息中选择的至少一个信息，
其中，一旦从所述车辆接收到第二通信协议类型充电状态请求消息，所述连接器转换器将存储的第一通信协议类型充电状态信息转换为第二通信协议类型充电状态信息，将所转换的第二通信协议类型充电状态信息传输给所述车辆，并利用所转换的第二通信协议类型充电状态信息更新存储的第一通信协议类型充电状态信息。
7.根据权利要求6所述的车辆充电系统，其中
所述通信协议包括第一通信协议和第二通信协议，以及
所述第一通信协议为选自CAN通信和电力线通信中的一种，并且所述第二通信协议为选自CAN通信和电力线通信中的另一种。
8.根据权利要求7所述的车辆充电系统，其中所述充电初始化信息包括剩余充电时间信息。
9.根据权利要求8所述的车辆充电系统，其中
所述连接器转换器将从所述充电器接收到的第一通信协议类型充电参数信息转换为对应于所述车辆的通信协议版本的第二通信协议类型充电参数信息，以及
所述车辆利用所述第二通信协议类型充电参数信息计算第二通信协议类型剩余充电时间信息。
10.根据权利要求9所述的车辆充电系统，其中所述充电参数信息包括选自所述充电器的最大额定电压信息和最大额定电流信息中的至少一个。
11.一种车辆充电方法，包括以下步骤：
通过连接器转换器检查车辆和充电器之间的连接状态；
所述连接器转换器监控来自从所述车辆和所述充电器之间选择的至少一个的近距检测信号，以确定是否启用了所述近距检测信号，并且一旦确定禁用了所述近距检测信号，则所述连接器转换器产生充电完成消息，
一旦确定所述车辆和所述充电器可充电地彼此连接，则通过所述连接器转换器，利用不同的通信协议执行所述车辆和所述充电器之间的消息转换；
通过所述车辆基于所述消息转换产生充电初始化信息；以及
通过所述车辆基于所产生的充电初始化信息执行所述车辆的电池的充电，
其中，通过所述连接器转换器，利用不同的通信协议执行所述车辆和所述充电器之间的消息转换的步骤包括：
通过所述充电器将通信协议版本请求消息传输给所述连接器转换器；
响应于所述通信协议版本请求消息，通过所述连接器转换器将通信协议版本响应消息传输给所述充电器；
通过所述充电器确定与所接收到的通信协议版本响应消息对应的通信协议版本是否包括第一通信协议版本；以及
一旦确定通信协议版本包括所述充电器的所述第一通信协议版本，则将第一通信协议类型充电参数信息传输给所述连接器转换器，
所述车辆充电方法还包括用于更新充电状态信息的步骤：
通过所述充电器将第一通信协议类型充电状态信息传输给所述连接器转换器；
一旦从所述车辆接收到第二通信协议类型充电状态请求消息，则通过所述连接器转换器将从所述充电器接收到的第一通信协议类型充电状态信息转换为第二通信协议类型充电状态信息；
通过所述连接器转换器将所转换的第二通信协议类型充电状态信息传输给所述车辆；以及
通过所述连接器转换器，利用所转换的第二通信协议类型充电状态信息更新存储在所述连接器转换器中的所述第一通信协议类型充电状态信息。
12.根据权利要求11所述的车辆充电方法，在确定与所接收到的通信协议版本响应消息对应的通信协议版本是否包括第一通信协议版本的步骤之后，如果通信协议版本不包括所述充电器的所述第一通信协议版本，则结束所述方法。
13.根据权利要求12所述的车辆充电方法，在传输第一通信协议类型充电参数信息的步骤之后，还包括：
通过所述连接器转换器将所述第一通信协议类型充电参数信息转换为对应于所述车辆的通信协议版本的第二通信协议类型充电参数信息；
通过所述连接器转换器将所转换的第二通信协议类型充电参数信息传输给所述车辆；
通过所述车辆利用所接收的第二通信协议类型充电参数信息计算第二通信协议类型充电初始化信息；
通过所述车辆将所述第二通信协议类型充电初始化信息传输给所述连接器转换器；以及
通过所述连接器转换器将所接收的第二通信协议类型充电初始化信息转换为第一通信协议类型充电初始化信息，并将所转换的第一通信协议类型充电初始化信息传输给所述充电器。
14.一种包含指令的非暂时性计算机可读介质，其中该指令的执行使控制器执行权利要求11的步骤。
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