CN107054118A - 电动汽车的充电装置、充电系统及充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动汽车的充电装置、充电系统及充电方法，属于电动汽车充电控制技术领域。本发明的充电装置设置有温度传感器、温度信号反馈部件，本发明的充电装置包括所述充电装置、设置在所述电动汽车中的车载控制单元和远程通信控制模块、和移动终端；其中车载控制单元被配置为：读取温度信号反馈部件发送过来的反馈信号并在温度大于或等于预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至远程通信控制模块；移动终端通过所述远程通信控制模块获取充电过热通知信息。本发明的充电系统整体实现简单、成本低，并且能够将充电装置发生的过热状况及时通知给相应的移动终端，充电安全性好。

Description

电动汽车的充电装置、充电系统及充电方法

技术领域

本发明属于电动汽车充电控制技术领域，涉及设置有温度传感器的充电装置、移动终端能够获取充电过热通知信息的充电系统和充电方法。

背景技术

电动汽车是指至少部分通过电力来驱动车辆的汽车，其主要地包括电池驱动的电动汽车和混合动力汽车。电池驱动的电动汽车是指通过仅使用电力而不使用石化燃料来行驶的车辆并且通常被称作电动汽车；混合动力汽车是指通过使用电力和石化燃料来行驶的车辆。电动汽车作为新能源汽车的一种已经越来越被用户所接受、并被越来越广泛地使用。

电动汽车一般具有可充电的蓄能电池，并且在使用的过程中需要经常给电池充电，常见的充电装置是充电枪，其一端通过电源插头连接交流电网，从而持续为电池提供直流充电。

尽管为在设计充电装置时为充电安全采取了很多措施，但是，目前并没有针对充电装置（例如充电枪）的电源插头所引起的安全隐患采取特殊安全机制设计，例如，充电装置的电源插头与交流电网的插座连接（电接触）时，由于充电时间较长，容易会出现电源插头与插座的配合松动，或者由于电源插头附近的电力电缆长时间处于弯曲状态，都会削弱电源插头与插座之间的电接触，从而容易导致过热，带来安全隐患。

发明内容

为解决以上技术问题或其他技术问题，本发明提供以下技术方案。

按照本发明的一方面，提供一种电动汽车的充电装置，包括电源插头、控制盒和充电插头和连接它们的电力线缆，并且还包括：

温度传感器，用于检测所述电源插头的温度并生成温度信号；和

温度信号反馈部件，其接收所述温度信号并根据所述温度信号生成相应的反馈信号；

其中，所述温度信号反馈部件与被充电的电动汽车的车载控制单元耦接，并且，所述反馈信号被传输至所述车载控制单元。

根据本发明一实施例的充电装置，其中，所述温度信号反馈部件被布置在所述控制盒中，或者通过所述控制盒实现。

根据本发明一实施例的充电装置，其中，在所述温度大于或等于预定温度值时，所述温度信号反馈部件生成表示所述电源插头过热的反馈信号。

根据本发明一实施例的充电装置，其中，所述反馈信号为占空比为D的PWM信号，其中，90%＜D≤97%。

根据本发明一实施例的充电装置中，所述温度传感器被布置在所述电源插头中或者被布置在所述电源插头附近的电力线缆中。

按照本发明的又一方面，提供一种电动汽车的充电系统，包括：

以上任一所述的充电装置；

设置在所述电动汽车中的车载控制单元；

设置在所述电动汽车中的远程通信控制模块；以及

移动终端，其能够与所述远程通信控制模块无线通信连接；

其中，所述车载控制单元被配置为：读取所述反馈信号并在所述温度大于或等于预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至所述远程通信控制模块；所述移动终端通过所述远程通信控制模块获取所述充电过热通知信息。

根据本发明一实施例的充电系统，其中，所述车载控制单元还被配置为基于所述反馈信号控制充电电流大小。

根据本发明一实施例的充电系统，其中，还包括：后台系统，其用于实现所述移动终端和所述远程通信控制模块之间的无线通信连接。

根据本发明一实施例的充电系统，其中，所述车载控制单元为整车控制单元或车载充电模块，或者是整车控制单元与车载充电模块的组合。

根据本发明一实施例的充电系统，其中，所述电动汽车为能够实现车联网功能的电动汽车。

按照本发明的还一方面，提供一种电动汽车的充电方法，包括步骤：

检测充电装置的电源插头的温度并生成温度信号；

根据所述温度信号生成相应的反馈信号；

传输所述反馈信号至车载控制单元；

所述车载控制单元读取所述反馈信号并在所述温度大于或等于所述预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至远程通信控制模块；以及

所述远程通信控制模块传输所述充电过热通知信息发送至相应的移动终端。

根据本发明一实施例的充电方法，其中，还包括步骤：所述车载控制单元基于所述反馈信号控制充电电流大小。

根据本发明一实施例的充电方法，其中，在所述控制充电电流大小的步骤中，首先控制充电电流下降至某一值，如果所述温度还是持续大于或等于所述预定温度值、或者升高至大于或等于某一指定的阈值，控制充电电流下降为0。

本发明能够监控充电装置的过热状况并及时通知至相应的移动终端，有利及时消除充电过程的安全隐患，保证充电过程安全，并且充电系统整体实现简单、成本低。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。

图1是按照本发明一实施例的电动汽车的充电装置的结构示意图。

图2是图1所示充电装置的电源插头的内部结构示意图。

图3是图1所示充电装置的电源插头在去掉部分绝缘包覆层的立体结构示意图。

图4是按照本发明一实施例的电动汽车的充电系统的结构示意图。

图5是按照本发明一实施例的电动汽车的充电方法流程示意图。

具体实施方式

现在将参照附图更加完全地描述本发明，附图中示出了本发明的示例性实施例。但是，本发明可按照很多不同的形式实现，并且不应该被理解为限制于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例使得本公开变得彻底和完整，并将本发明的构思完全传递给本领域技术人员。附图中，相同的标号指代相同的元件或部件，因此，将省略对它们的描述。

在本文中，电动汽车是指至少部分通过车载电池的电力来驱动车辆的汽车，并且需要多次通过外部电源为其车载电池充电，其主要地包括电池驱动的电动汽车和混合动力汽车。

图1所示为按照本发明一实施例的电动汽车的充电装置的结构示意图。如图1所示，充电装置10示例地为充电枪，其主要地包括电源插头110、充电盒120和充电插头130，其中，电源插头110可以与交流电网的电源接口（例如插座）连接，充电盒120可以具有监测充电过程等功能，充电插头130可以插接在电动汽车的充电接口上，从而为车载的电池（例如动力电池）充电。

并且，电源插头110、充电盒120和充电插头130依次通过电力电缆连接，在本发明中，电力电缆中可以设置信号线来传输相应的信号。

图2所示为图1所示充电装置的电源插头的内部结构示意图，图3所示为图1所示充电装置的电源插头在去掉部分绝缘包覆层的立体结构示意图。结合图2和图3所示，在一实施例的电源插头110中，其具有例如三个外露的插脚112，其用来电连接电源接口，根据电源接口形式，可以设置插脚112的形状和/或数量；电源插头110的内部部件基本都通过绝缘包覆层116包覆，良好地实现与外界的电隔离。

继续如图2和图3所示，电源插头110具有底座111，每个插脚112的一端固定在底座111上并与电力线缆的电力线连接。在一实施例中，在底座111上固定设置有温度传感器115，其能够实时地检测电源插头110的温度，温度传感器115可以生成表示温度高低的温度信号；温度传感器115具体例如可以通过设有温敏电阻的电路形成，温度传感器115的具体类型不是限制性的。

具体地，温度传感器115生成的温度信号可以通过布置在电力电缆中的信号线119传输至控制盒120，信号线119的一端可以通过接线端子118连接温度传感器115，信号线119的另一端可以连接控制盒120中的温度信号反馈部件（图中未示出）。

为保护温度传感器115，可以在电源插头110中对应温度传感器115设置保护盖114，并且，还可以设置热缩管7等。

以上图2和图3所示实施例中通过在电源插头110内部设置温度传感器115，从而可以在充电过程中实时地检测电源插头115的温度并生成相应的温度信号，因此，过热状态的电源插头115的温度信号可以被温度信号反馈部件获取。

在又一替换实施例中，温度传感器115也可以被布置在电源插头110附近的电力线缆中，温度传感器115所检测的温度也基本能够反映电源插头110当前的温度或过热状态。

需要说明的是，以上过热的情形可以但不限于是以下原因导致：

在充电装置10的电源插头110与交流电网的插座连接（电接触）时，由于充电时间较长，容易会出现电源插头与插座的配合松动，或者由于电源插头110附近的电力电缆长时间处于弯曲状态，都会削弱电源插头110与插座之间的电接触，从而容易导致过热。

继续如图1所示，在一实施例中，控制盒120中布置有温度信号反馈部件，其连接信号线119，温度信号反馈部件接收来自温度传感器115的温度信号并根据该温度信号生成相应的反馈信号。具体而言，该反馈信号可以但不限于是CP（Clock Pulse，时钟脉冲）信号，例如，更具体地，反馈信号采用占空比为D的PWM信号，其中，90%＜D≤97%，从而符合相应的国际标准，利用了控制盒120与电动汽车通信的PWM信号的预留占空比空间来定义反馈信号，不但容易与现有的充电枪装置兼容，而且反馈信号的传输以及后续读取也更方便，整体容易与现有的充电控制机制相兼容。

在一具体实施例中，温度信号反馈部件可以仅在温度大于或等于预定温度值时，生成一定占空比（占空比大于90%且小于或等于97%的某一值）的反馈信号。该预定温度值可以预先地标定设置，大于或等于预定温度值，表示电源插头过热，可能存在安全隐患。

需要理解的是，温度信号反馈部件是被布置在控制盒120中，或者也可以通过控制盒的某一信号生成部件实现。

需要说明的是，充电插头130与控制盒120之间的电力线缆中也是布置有相应的信号线，例如至少用来传输所述反馈信号，当然，也可以用来传输来自车载控制单元的其它信号；充电插头130不但通过电动汽车的充电接口向电动汽车的电池传输电力，同时，充电插头130与充电接口还可以进行信息交互或传输。在充电插头130可以插接在电动汽车的充电接口上时，控制盒120（包括其中设置的温度信号反馈部件）是与电动汽车一端的车载控制单元（例如，整车控制单元（VCU）、车载充电模块（OBCM，或称为车载充电机）等）握手连接以至少传输上述表示温度的反馈信号。

以上实施例的充电装置10能够检测电源插头的温度并简单地实现了将温度信号反馈至电动汽车一端，实现成本低，并且，容易在现有的充电枪上改造实现。

图4所示为按照本发明一实施例的电动汽车的充电系统的结构示意图。如图4所示，本发明实施例的充电系统使用如图1所示的充电装置10，并且，还主要地包括电动汽车一端设置的车载控制单元20、远程通信控制模块30。

电动汽车一般地都设置有VCU和OBCM，在该实施例中，电动汽车为具有能够实现车联网功能的电动汽车，因此，电动汽车中还设置有相应的车联网络控制单元（例如，车载T-Box），VCU、OBCM和车载T-Box通过CAN总线相互耦接。在一实施例中，车载控制单元20和远程通信控制模块30都可以通过具有车联网功能的电动汽车的现有硬件模块实现，例如，远程通信控制模块30为车载T-Box，车载控制单元20为VCU和/或OBCM，大大降低硬件成本。车载控制单元20和车载T-Box之间具体通过CAN总线连接并传输各种各样的信息。

在一实施例中，可以通过在车载控制单元20安装相应的程序以实现以下功能：读取温度信号反馈部件发送过来的反馈信号并在温度大于或等于预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至远程通信控制模块30。在反馈信号为PWM信号时，车载控制单元20可以通过读取反馈信号的占空比D来实现读取操作。

具体而言，如图4所示，车载控制单元20通过VCU和OBCM实现，温度信号反馈部件可以设置在控制盒120中，OBCM与充电装置10的控制盒120通过信号线连接，OBCM可以进一步通过CAN总线将控制盒120传输过来的反馈信号传输至VCU，VCU可以读取该反馈信号，从而读出电源插头的温度信号，并在温度大于或等于预定温度值时生成和发送（例如发送至车载T-Box）相应的充电过热通知信息。

在一实施例中，VCU与OBCM之间以CAN信号进行信息交互时，VCU通过读取PWM信号的占空比来读取信号（例如实现读取占空比为某一值的PWM形式的反馈信号），具体可以基于以下表一的方式进行信息交互，从实现OBCM对充电电流的控制。

表一 PWM信号的占空比D与充电电流限流值的映射关系

需要说明的是，以上预留的占空比范围90%＜D≤97%可以用来表示充电装置10产生的反馈信号，从而也可以被VCU或OBCM读取。

在一实施例中，为防止过热后过大的充电电流会造成安全隐患，车载控制单元20还被配置为基于读取的反馈信号发送控制充电电流大小，例如，VCU基于读取的温度大小来发出控制充电电流大小的指令（例如可以以表一所示的PWM信号形式表示）至OBCM，具体控制充电电流大小的降低下降程度为多少，可以根据具体情况设置，例如，充电电流下降至小于或等于0.1A；在又一实施例中，如果VCU在发送控制充电电流大小降低下降的上述指令后，VCU读取的反馈信号的温度还是持续大于或等于预定温度值时、或者甚至升高至大于或等于某一指定的阈值（例如比预定温度值大10摄氏度）时，VCU可以发送不允许充电的控制充电电流大小的指令（例如占空比D大于97%或3%的PWM信号）至OBCM，从而中止充电过程。这样，避免发生充电装置10燃烧等危险事故发生。

需要理解是，在又一替换实施例中，车载控制单元20可以仅通过OBCM实现，上述实施例中VCU的例如读取反馈信号、并生成和发送相应的充电过热通知信息的功能也可以通过在OBCM上编程实现。在还一替换实施例中，车载控制单元20也可以仅通过VCU实现，此情形下，基于读取的反馈信号发送控制充电电流大小的功能通过车载控制单元20之外的OBCM实现。

继续如图4所示，充电系统还包括移动终端50，其与远程通信控制模块30无线通信连接，在一实施例中，移动终端50与车载的远程通信控制模块30之间通过后台系统40实现通信连接，例如4G通信连接，后台系统40可以是车联网系统中的后台系统，例如TSP后台。移动终端50具体可以为需要获知充电装置10的电源插头110产生过热状况的用户的移动终端50，例如电动汽车用户所携带的移动终端50，移动终端50具体可以为智能手机，其上面可以安装相应的App来接收从车载的远程通信控制模块30所传输过来的充电过热通知信息，可以在移动终端50显示，或者还可以发送提醒或报警信号等，从而，用户可以随时获取充电装置10的过热状况，可以进行现场检查等来消除安全隐患。

以上实施例的充电系统能够使移动终端50的用户及时地获知充电装置10存在过热状况，并且，是可以通过车载端的VCU和远程通信控制模块30来实现，不需要对充电装置的控制盒等大硬件升级改造，整体实现简单、成本低；另外，采用预留占空比的PWM信号来表示反馈信号并在车载控制单元20与控制盒120之间进行信息交互，容易与电动汽车端的现有标准兼容，并且，容易实现车载控制单元20对反馈信号的读取并基于读取的反馈信号控制充电电流的大小。

图5所示为按照本发明一实施例的电动汽车的充电方法流程示意图。结合图4和图5所示，充电方法主要包括以下步骤。

首先，步骤S51，在充电过程中，检测充电装置10的电源插头110的温度并生成温度信号，该温度信号通过温度传感器115生成并传输至温度信号反馈部件。

步骤S52，接收所述温度信号并根据所述温度信号生成相应的反馈信号，发送反馈信号至车载控制单元20；具体地，在温度信号大于或等于预定温度值时，根据所述温度信号生成相应的反馈信号，例如生成占空比D在大于90%且小于或等于97%的范围内的某一值的PWM信号。

步骤S53，VCU读取所述反馈信号并在温度大于或等于预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至远程通信控制模块30；该充电过热通知信息可以通过CAN总线传输。

步骤S54，远程通信控制模块30将该充电过热通知信息发送至相应的移动终端50。在一实施例中，充电过热通知信息通过车联网的后台系统40以4G信号形式中转发送。这样，移动终端50可以及时获取过热的充电故障状况。

在一实施例中，还包括步骤S521，VCU基于读取的反馈信号发送控制充电电流下降的指令至OBCM，例如，按表一所示的方式发送PWM信号至充电装置10来控制充电电流大小，在存在过热时，可以控制充电电流下降至某一预定值（例如0.1A）。在又一实施例中，还包括步骤S522，如果在步骤S521后，VCU读取的反馈信号的温度还是持续大于或等于预定温度值时、或者甚至升高至大于或等于某一指定的阈值（例如比预定温度值大10摄氏度）时，VCU可以发送不允许充电的控制充电电流大小的指令（例如占空比D大于97%或3%的PWM信号）至OBCM，从而中止充电过程。

将理解，当据称将部件“连接”或“耦接”到另一个部件时，它可以直接连接或耦合到另一个部件或可以存在中间部件。

附图中所示的某些方框图（例如VCU、远程通信控制模块）是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

以上例子主要说明了本发明的电动汽车的充电装置、充电系统及其充电方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (12)

1.一种电动汽车的充电装置，包括电源插头、控制盒和充电插头和连接它们的电力线缆，其特征在于，还包括：

温度传感器，用于检测所述电源插头的温度并生成温度信号；和

温度信号反馈部件，其接收所述温度信号并根据所述温度信号生成相应的反馈信号；

其中，所述温度信号反馈部件与被充电的电动汽车的车载控制单元耦接，并且，所述反馈信号被传输至所述车载控制单元。

2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述温度信号反馈部件被布置在所述控制盒中，或者通过所述控制盒实现。

3.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，在所述温度大于或等于预定温度值时，所述温度信号反馈部件生成表示所述电源插头过热的反馈信号。

4.如权利要求1或3所述的充电装置，其特征在于，所述反馈信号为占空比为D的PWM信号，其中，90%＜D≤97%。

5.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述温度传感器被布置在所述电源插头中或者被布置在所述电源插头附近的电力线缆中。

6.一种电动汽车的充电系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的充电装置；

设置在所述电动汽车中的车载控制单元；

设置在所述电动汽车中的远程通信控制模块；以及

移动终端，其能够与所述远程通信控制模块无线通信连接；

其中，所述车载控制单元被配置为：读取所述反馈信号并在所述温度大于或等于预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至所述远程通信控制模块；所述移动终端通过所述远程通信控制模块获取所述充电过热通知信息。

7.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述车载控制单元为整车控制单元或车载充电模块，或者是整车控制单元与车载充电模块的组合。

8.如权利要求7所述的充电系统，其特征在于，所述车载控制单元还被配置为基于所述反馈信号控制充电电流大小。

9.如权利要求6所述的充电系统，其特征在于，还包括：后台系统，其用于实现所述移动终端和所述远程通信控制模块之间的无线通信连接。

10.一种电动汽车的充电方法，其特征在于，包括步骤：

检测充电装置的电源插头的温度并生成温度信号；

根据所述温度信号生成相应的反馈信号；

传输所述反馈信号至车载控制单元；

所述车载控制单元读取所述反馈信号并在所述温度大于或等于所述预定温度值时发送相应的充电过热通知信息至远程通信控制模块；以及

所述远程通信控制模块传输所述充电过热通知信息发送至相应的移动终端。

11.如权利要求10所述的充电方法，其特征在于，还包括步骤：所述车载控制单元基于所述反馈信号控制充电电流大小。

12.如权利要求11所述的充电方法，其特征在于，在所述控制充电电流大小的步骤中，首先控制充电电流下降至某一值，如果所述温度还是持续大于或等于所述预定温度值、或者升高至大于或等于某一指定的阈值，控制充电电流下降为0。