CN114633704A - 带有ac充电插口的主系统和识别连接到其的电装置的方法 - Google Patents

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Abstract

主系统的控制器执行用于检测外部AC电装置的方法。当主系统的AC充电插口经由不同的车辆至作用装置（V2L）连接和跨接充电连接而电连接到装置时，控制器检测控制先导电压和接近性电压。当控制先导电压为0V时，控制器确定是否满足进入条件，该进入条件指示希望将功率从主系统释放到装置。当满足进入条件时，接近性电压或控制先导电压被调制以生成调制的电压信号，控制器将该调制的电压信号与指示装置的期望电压进行比较。当调制的电压信号与期望电压匹配时，将功率释放到装置。

Description

带有AC充电插口的主系统和识别连接到其的电装置的方法
技术领域
本公开涉及一种具有交流（AC）充电插口（inlet）的主系统，且特别地涉及用于自动检测和识别连接到该充电插口的AC电装置的相关联的方法。在将功率从主系统的可再充电储能系统（RESS）释放（offload）到所连接的电装置之前，进行对所连接的电装置的自动检测和识别，该自动检测和识别可具有如本文中所阐述的多种不同的构造和电压要求。在本文中详细描述的各种示例性实施例中，主系统是具有从RESS汲取功率的电动化动力系统的机动车辆或其他移动平台。为简单起见，主系统因此在本文中可互换地被称为主车辆，而不将本公开限于一般而言的移动系统或特别而言的机动车辆。
背景技术
如本领域中所了解的，可使用非车载电动车辆供电设备（EVSE）充电站来实现对推进电池组（推进电池组是上述RESS的核心部分）的电化学电池芯的自动充电。为了该目的，主车辆通常配备有上述AC充电插口，该AC充电插口进而布置在主车辆的车身上的可通达位置处。充电插口的充电端子被配置成接收EVSE充电插头的配合的充电插脚并与其接合，其中该插头经由电缆连接到上述充电站。在北美，这种插头通常被具体实施为五插脚式SAEJ1772充电连接器，其中五个插脚对应于线1（L1）端子、线2/中性（L2/N）电压端子、接地（G）端子、0-12V控制先导（CP）电压端子和0-5V接近性（PRX）电压端子。然而，根据相关的充电标准，可在其他地理区域中使用不同的插脚布置。
在对主车辆的推进电池组进行主动充电的常规电池充电操作期间，主车辆经由EVSE充电插头的闩锁接合和AC充电插口的配合结构而保持牢固地连接到非车载EVSE充电站。然而，当主动充电已停止时，或者当电池组同样并非正在放电来为车载电负载供电时，存储在电池组/RESS的组成电池芯中的电能仍然可用作潜在能源。然而，当将外部AC电装置连接到充电插口时，主车辆并不知道所连接的装置的身份，这进而使后续的功率释放控制决策复杂化。
发明内容
本文中所提供的硬件和软件解决方案使得能够实现对以下两种类型之一的外部连接的交流（AC）电装置的基于车载控制器的自动检测和识别：（1）车辆至作用装置（live）（V2L）负载连接盒，其带有共同地形成V2L连接的随附的V2L线组和端连接器，或（2）在一端处连接到EVSE充电线组的跨接充电（jump-charge）线组，其中两个线组及其端插头共同地形成跨接充电连接。用于执行本方法的常驻/车载控制逻辑驻留在电动化主系统上，该电动化主系统自身可以是下文所描述的非限制性实施例中的电池电动车辆（BEV）或混合动力电动车辆（HEV）或者是具有其自身的常驻可再充电储能系统（RESS）的另一移动或固定系统。主系统的RESS在本文中被具体实施为多芯高电压推进电池组，其具有锂离子、镍金属氢化物或另一适合应用的电化学电池化学品。
在各种设想到的实施例中可插入到V2L负载连接盒中的AC放电附件可以是标称120V多相装置，而在示例性“跨接充电”场景中使用的EVSE充电线组及其端连接器通常被构造为更高电压的装置，例如，标称240V AC装置。在跨接充电使用场景中，跨接充电线组和EVSE充电线组最终被用于将释放的功率从主车辆的RESS传导到次电动车辆（例如，除主车辆之外的BEV）的耗尽的RESS。结果是，当与主车辆的AC充电插口进行插入式连接时，主车辆的车载控制器迅速区分非车载EVSE充电站、上文提到的V2L负载连接盒和跨接充电线组和EVSE充电线组的连接，其中后一种可能性对应于上述跨接充电用例。
本教导可容易地适于在电动化机动车辆以及电池供电的船只、飞机、轨道车辆、移动平台、机器人等上使用。因为在本公开的范围内不一定必然需要系统移动性，因此也可根据本教导来控制固定系统，诸如，动力装置。然而，为了阐释的一致性，以及为了详述特定的有利用例，在可再充电BEV的背景下解释本教导，而不将教导限于这种构型。为此，本公开的主系统在本文中可互换地称为主车辆，如上文其他地方所提到的。
本文中所详述的解决方案是针对特定用例，其中主车辆的车载旋转电机并非正在主动生成扭矩，并且其中主车辆的RESS并非正在充电。在这种时候，存储在主车辆RESS的电池芯中的电能仍然可用于为其他功能供电。例如，主车辆的用户有时可能会发现具有以下选项是有用的：将上述AC电装置中的一者连接到AC充电插口中，并且在使用本方法成功识别所连接的装置时，将功率从RESS释放到外部连接的AC电装置。
阐释性的使用场景是紧跟前面车辆行驶或临时安顿的使用场景。在这种场景中，用户可能会希望临时为任何数量的AC放电附件供电，诸如电烤架、摆头电扇、灯、收音机或电视机。这种AC放电附件可经由V2L线组和端连接器而被插入到V2L负载连接盒中且其后由主车辆的RESS供电。类似地，可能出现如下情形，其中另一个/次电动车辆的用户经历耗尽的电池状态，从而使跨接充电成为必需。在此特定用例中，主车辆的用户可选择通过将主车辆的AC充电插口连接到次电动车辆的对应AC充电插口来进行辅助。本文中使用端对端连接的专用跨接充电线组和EVSE充电线组进行此连接。在这些示例性用例中的任一者中，首先在提供功率的主车辆的AC充电插口和外部AC电装置之间建立电连接，然后在将功率从RESS释放到所连接的AC电装置之前，由主车辆的控制器自动确定该外部AC电装置的身份。
一旦进行了外部电连接，基于硬件和软件的本控制策略就一起使得主车辆的车辆集成控制模块（VICM）或其他合适的车载控制器能够自动辨别不同类型的AC电装置。本文中使用现有的电压信号自动发生对特定装置的识别，所述电压信号如本文中所阐述的那样被有目的地调制或改变，其中在本公开的范围内，接近性电压（proximity voltage）和控制先导电压（control pilot voltage）是待由控制器评估的两个可能的候选电压信号。
根据示例性实施例，一种用于经由具有RESS和连接到其的AC充电插口的主系统来检测外部连接的AC电装置的方法包括：在将AC充电插口电连接到电装置的同时，检测在AC充电插口的相应的先导电压端子和接近性电压端子处的控制先导电压和接近性电压。当控制先导电压为零伏时，该方法包括：经由控制器来评估是否满足某些进入条件。
在此特定实施例中，进入条件指示主系统的用户希望将功率从主系统的RESS释放到AC电装置。响应于满足进入条件，取决于连接，控制器从EVSE充电线组的EVSE充电插头或从连接到上述V2L负载连接盒的V2L线组的类似插头接收调制的电压信号。该调制的电压信号是接近性电压和/或控制先导电压的预定信号变型。然后，该方法包括：经由控制器将调制的电压信号与指示外部电负载的身份的期望电压进行比较。其后，当调制的电压信号与期望电压匹配时，使得能够将电功率从RESS释放到外部AC电装置。
本文中还公开了一种主系统。在所公开的实施例中，主系统包括：RESS，其具有多个电池芯；AC充电插口；车载双向逆变器，其连接到RESS；测量电路；以及控制器，其被配置成执行本方法。AC充电插口具有五个电压端子，包括第一线（L1）电压端子、第二/中性线（L2/N）电压端子、接地（G）电压端子、控制先导（CP）电压端子、以及接近性（PRX）电压端子。双向逆变器连接到RESS、L1电压端子和L2/N电压端子，并且被配置成根据需要将来自RESS的DC电压转换成AC电压，且反之亦然。测量电路连接到G、CP和PRX电压端子，并且被配置成测量CP电压和PRX电压。
方案1. 一种用于经由主系统来检测外部连接的交流（AC）电装置的方法，所述主系统具有可再充电储能系统（RESS）和连接到所述RESS的交流（AC）充电插口，所述方法包括：
在所述AC充电插口经由形成V2L连接的车辆至作用装置（V2L）负载连接盒和V2L线组、或经由形成跨接充电连接的跨接充电线组和电动车辆服务设备（EVSE）充电线组而电连接到所述AC电装置时，检测在所述AC充电插口的相应的先导电压端子和接近性电压端子处的控制先导电压和接近性电压；
当所述控制先导电压为零伏时，经由所述控制器来评估是否满足进入条件，所述进入条件指示所述主系统的用户希望将功率从所述RESS释放到所述AC电装置；
响应于所述进入条件，经由所述控制器从所述V2L连接或从所述跨接充电连接接收调制的电压信号，所述调制的电压信号是所述接近性电压和/或所述控制先导电压的预定信号变型；
经由所述控制器将所述AC电装置识别为识别的装置，包括将所述调制的电压信号与指示所述AC电装置的身份的期望电压进行比较；以及
当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述V2L连接或所述跨接充电连接将电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
方案2. 根据方案1所述的方法，其中，所述识别的装置是120V AC附件装置，并且其中，当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述V2L连接发生将电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
方案3. 根据方案1所述的方法，其中，所述识别的装置是240V AC附件装置，并且其中，当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述跨接充电连接发生将所述电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
方案4. 根据方案1所述的方法，所述方法进一步包括：
经由所述控制器来监测所述RESS的当前电荷状态（SOC）；以及
当当前SOC小于SOC阈值时，自动停止电功率从所述RESS到所述识别的装置的释放。
方案5. 根据方案4所述的方法，其中，所述主系统是主车辆，所述RESS包括所述主车辆的高电压推进电池组，并且所述AC充电插口是EVSE充电插口，并且其中，当前SOC是所述推进电池组的当前SOC。
方案6. 根据方案5所述的方法，所述方法进一步包括：
经由所述控制器来确定所述主车辆和最近的充电站或下一目的地之间的距离；以及
基于所述距离和所述当前SOC来自动调整所述SOC阈值。
方案7. 根据方案1所述的方法，其中，所述进入条件包括来自移动装置或来自所述主系统的集成装置的启用信号。
方案8. 根据方案1所述的方法，所述方法进一步包括：
在所述主系统的用户切换所述V2L线组或所述跨接充电线组的开关时，经由所述控制器来测量所述接近性电压。
方案9. 根据方案8所述的方法，其中，所述V2L线组或所述跨接充电线组包括闩锁和被配置成断开和闭合所述闩锁的闩锁触发器，所述开关连接到所述闩锁触发器，所述方法进一步包括：通过操作所述闩锁触发器来选择性地断开或闭合所述开关。
方案10. 根据方案8所述的方法，其中，所述V2L线组或所述跨接充电线组包括闩锁和被配置成断开和闭合所述闩锁的闩锁触发器，并且其中，所述开关在所述闩锁触发器外部并具有独立于所述闩锁触发器的对应的断开/闭合状态的断开/闭合状态。
方案11. 一种主系统，所述主系统包括：
可再充电储能系统（RESS），所述可再充电储能系统具有多个电池芯；
交流（AC）充电插口，所述交流充电插口具有五个电压端子，包括第一线（L1）电压端子、第二/中性线（L2/N）电压端子、接地（G）电压端子、控制先导（CP）电压端子、以及接近性（PRX）电压端子；
双向逆变器，所述双向逆变器连接到所述RESS、所述L1电压端子和所述L2/N电压端子，所述双向逆变器被配置成将来自所述RESS的直流（DC）电压转换成AC电压，且反之亦然；
测量电路，所述测量电路连接到所述G电压端子、所述CP电压端子和所述PRX电压端子，并且被配置成测量CP电压和PRX电压；以及
控制器，所述控制器与所述测量电路通信，其中，所述控制器被配置成执行指令，在所述AC充电插口经由形成V2L连接的车辆至作用装置（V2L）负载连接盒和V2L线组、或经由形成跨接充电连接的跨接充电线组和电动车辆服务设备（EVSE）充电线组而电连接到AC电装置时，所述指令引起所述控制器的处理器：
经由所述测量电路来检测所述CP电压和所述PRX电压；
当所述CP电压为零伏时，评估是否满足进入条件，所述进入条件指示所述主系统的用户希望将功率从所述RESS的电池芯释放到所述AC电装置；
响应于所述进入条件，接收作为调制的电压信号的调制的接近性电压或调制的控制先导电压；
将所述调制的电压信号与指示所述AC电装置的身份的期望电压进行比较；以及
当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，控制功率从所述RESS到所述AC电装置的释放。
方案12. 根据方案11所述的主系统，其中，所述电负载包括经由V2L负载盒连接到便携式充电线组的交流（AC）附件负载或者经由EVSE电荷耦合器连接到所述便携式充电线组的外部RESS，并且其中，所述期望电压包括指示所述AC附件负载的第一期望电压以及指示所述外部RESS的第二期望电压，其中，所述控制器进一步被配置成当所述调制的电压信号分别与所述第一期望电压或所述第二期望电压匹配时自动辨别所述AC附件负载和所述外部RESS。
方案13. 根据方案12所述的主系统，其中，所述AC电装置是120V AC放电附件。
方案14. 根据方案12所述的主系统，其中，所述AC电装置是240V AC放电附件。
方案15. 根据方案11所述的主系统，其中，所述指令的执行引起所述控制器：
确定所述RESS的当前电荷状态（SOC）；以及
当当前SOC下降到校准的SOC阈值以下时，自动停止将所述功率从所述RESS释放到所述AC电装置。
方案16. 根据方案15所述的主系统，其中，所述指令的执行引起所述控制器：
经由所述控制器来确定从所述主系统到最近的充电站或下一目的地的距离；以及
基于所述距离和所述当前SOC来自动调整所述校准的SOC阈值。
方案17. 根据方案16所述的主系统，其中，所述主系统是主车辆，所述RESS是被配置成对所述主车辆的推进功能供能的推进电池组，并且一组进入条件包括来自所述主车辆的用户的移动装置或所述主车辆的中控面板的启用信号。
方案18. 根据方案11所述的主系统，其中，所述指令的执行引起所述控制器：在所述主系统的用户切换所述V2L线组或所述跨接充电线组的开关时，测量所述接近性电压。
方案19. 根据方案11所述的主系统，其包括所述V2L线组，其中，N电压线和G电压线经由分路装置在所述V2L线组内连结在一起。
方案20. 根据方案19所述的主系统，其中，所述V2L线组包括被配置成控制所述控制先导电压的调制频率以由此生成所述调制的电压信号的电路。
以上概述并不表示本公开的每个实施例或每个方面。相反，当结合附图和所附权利要求书时，从对用于实施本公开的阐释性示例和模式的以下详细描述中，本公开的以上特征和优点、以及其他特征和附随优点将容易显而易见。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的组合。
附图说明
图1是根据本公开的呈电池电动车辆形式的代表性电动化主系统的示意性图示，该电动化主系统被配置成自动识别外部连接的交流（AC）电装置且其后将功率释放到所连接的装置。
图2是根据实施例的代表性电动车辆供电设备（EVSE）充电插头以及由图1中所示的主系统的车载控制器使用来执行本方法的电压端子的示意性透视图图示。
图3和图4图示了用于实施示例性用例的替代性电路拓扑，在该用例中，外部连接的AC电装置是AC放电附件，其中连接是经由居间的车辆至作用装置（V2L）负载连接盒和随附的V2L线组进行的。
图5是用于实施跨接充电用例的示意性电路拓扑，在该用例中，外部连接的AC电装置包括EVSE充电连接器和相关联的线组。
图6是描述供在图1中所示的主系统上使用的控制方法的可能实施例的逻辑流程图。
具体实施方式
本公开容许呈许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出并且在本文中被详细描述为所公开的原理的非限制性示例。为了该目的，在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述但权利要求书中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或共同地通过隐含、推断或以其他方式被并入到权利要求书中。
出于本描述的目的，除非明确否认，否则单数的使用包括复数，且反之亦然，术语“和”和“或”两者都应是连接词和反意连接词，“任何”和“所有”两者都应意指“任何和所有”，并且词语“包括”、“包含”、“包括”、“具有”等应意指“包括但不限于”。此外，近似的词语（诸如，“约”、“几乎”、“基本上”、“总体上”、“大约”等）在本文中可在“为、接近或几乎为……”、或“在……的0-5％以内”或“在可接受的制造公差内”或其逻辑组合的意义上使用。
参考附图，其中，贯穿多个视图，相似的附图标记指代相似的特征，在图1中以具有行走轮13的机动车辆的代表性/非限制性形式示意性地描绘了电动化主系统10。在其他实施例中，主系统10可以是另一类型的移动平台，诸如船只、飞机、轨道车辆等。替代地，主系统10可以是固定的，其中主系统10在其范围广泛的可能的移动或固定实施例中包括多芯可再充电储能系统（RESS-1）12，在成功检测到交流（AC）电装置14A或14B时按情形释放来自该多芯可再充电储能系统的功率，如下文所阐述的。为了描述性的一致性，主系统10在下文中被非限制性地称为主车辆10。
特别地，当为外部AC电装置14A或14B供电时，根据主车辆10的用户的决断，可使存储在RESS 12的多个电互连的电化学电池芯12C（见图3-5）中的电能按情形可用于非车载用途。在本公开的范围内，例如，位于主车辆10上的RESS 12可选择性地连接到AC电装置14A或14B。电装置14A可被配置为一个或多个不同的标称120V AC放电附件15A、15B或15C。相比之下，电装置14B可被具体实施为标称240V或其他更高电压的AC放电装置，其最终联接到例如电动化次车辆10A的RESS 112（RESS-2）。因此，当由RESS 12供电时，所连接的AC电装置14A和14B将呈现不同的负载，且因此将需要不同的功率控制策略。当不释放能量时，主车辆10的RESS 12保持能够通过外部电动车辆供电设备（EVSE）充电站16而被再充电。EVSE充电站16的变型能够输出AC充电电压（VAC）以及可能地DC充电电压（未示出）或两者，如在EV充电操作的领域中众所周知的。
同样如本领域中所了解的，电动车辆的充电是根据国家特定标准执行的，其中SAEJ1772是阐述在进行车辆充电事件时要使用的所需电硬件和通信协议的相关北美标准。尽管为了在汽车充电的非限制性示例性背景内（即，其中电动化主系统10是机动车辆且因此在下文中被称为主车辆10）图示本教导和相关联的电压端子/插脚构型的目的而在本文中使用J1772，但是本控制策略可适于与其他相关标准（诸如但不限于，联合充电系统（CCS）、CHAdeMO等）一起使用。
关于示例性AC电装置14A，相关示例包括当主车辆10不在行进时主车辆10的用户有时可能会希望供电的任何数量的装置。在上文提到的紧跟前面车辆行驶或临时安顿场景中，例如，用户可能希望从RESS 12释放功率以运行电视机、阅读灯或吹风机，如分别针对代表性AC附件15A、15B和15C所示。AC电装置14A的其他可能的实施例包括收音机、摆头电扇、冷却器、加热器、电烤架等，且因此图1的所图示的示例代表了本方法并且是非限制性的。
为此目的，如所示的，第一端插头18C-1位于车辆至作用装置（V2L）线组18（例如，如所示的便携式J1772电连接器和相关联的电缆布线）的第一远端E1上。这种构型可被用于将主车辆10的EVSE/AC充电插口20的插座或端子选择性地连接到如本文中所描述的那样配置的V2L负载连接盒22。电装置14A能够直接地抑或使用延长线（未示出）而插入到V2L负载连接盒22的相应的AC电源插座24中，如由双头箭头CC所指示的。这种V2L线组18包括第一远端E1和第二远端E2，其中带有第一端插头18C-1的第一远端E1连接到AC充电插口20，如由双头箭头AA所指示的，并且其中带有第二端插头18C-2的远端E2连接到V2L负载连接盒22的对应的端子块（terminal block）25。以这种方式，来自驻留在主车辆10上的RESS 12的电能可选择性地被用于经由居间的V2L负载连接盒22和随附的V2L线组18来为所连接的电装置14A供电。
另一个连接场景是跨接充电（jump-charging）的连接场景，其在主车辆10的用户希望将AC充电插口20连接到位于次车辆10A上的对应AC充电插口200时发生。在这种情况下，可使用两个不同的充电线组，即，专用跨接充电线组19和EVSE充电线组180，每者均具有相应的第一远端E1和第二远端E2。跨接充电线组19的第一远端E1插入到主车辆10的AC充电插口20中，其中同一线组19的第二远端E2连接到EVSE充电线组180的第二远端E2/端插头180C-2。然后，EVSE充电线组180的第一远端E1连接到次车辆10A的AC充电插口200以完成主车辆10到次车辆10A的连接，其中跨接充电线组19在此实例中充当AC电装置14B或充当其一部分。在图1中由三头箭头BB示意性地指示RESS 12到电负载14A或14B的替代性连接。
对于这两个用例，主车辆10的车载控制器50（例如，车辆集成控制模块或VICM）被配置成检测和识别AC电装置14A或14B且其后根据预定的或用户选择的和/或计算的电荷状态（SOC）极限（可能地经由来自移动装置11和/或车辆集成装置17的启用信号（箭头ENBL）设定）来限制RESS 12的放电。此能力确保了剩余足够的SOC以到达用户的下一目的地和/或最近的可用EVSE充电站16。为了使得能够实现用户可选择的特征，可能地包括由控制器50选择性地使得能够实现对图6的方法100的执行和/或选择上述SOC阈值以应用于给定的放电操作，方法100的各方面可被编码为计算机可执行应用程序（“app”）29，该计算机可执行应用程序可由用户经由移动装置11（例如，如所示的智能手机）和/或通过访问主车辆10的集成装置17的显示屏（DISP）170（诸如，信息娱乐或导航系统的触摸屏）而访问。为了该目的，用于执行方法100或用于以所希望的方式执行方法100的进入条件可包括由控制器50接收启用信号（箭头ENBL）。
仍参考图1，在执行方法100的过程中，控制器50接收输入信号（箭头CCIN）并传输输出信号（箭头CCO）。因此，控制器50被配置成使用方法100来准确地检测AC电装置14A或14B到主车辆10的AC充电插口20的以上连接，在图6中示出了并且下文描述了该方法的非限制性/示例性实施例。在成功检测之后，控制器50将电功率从RESS 12释放到所识别的AC电装置14A或14B。
为了执行本方法100的目的，控制器50配备有特定于应用的量的易失性和非易失性存储器（M）和一个或多个处理器（P）（例如，微处理器或中央处理单元）、以及其他相关联的硬件和软件，例如数字时钟或计时器、输入/输出电路、缓冲电路、专用集成电路（ASIC）、片上系统（SoC）、电子电路、以及如提供已编程的功能所需的其他必要硬件。控制器50与RESS 12通信，且因此知道其当前的SOC、到可用EVSE充电站16的距离，并且与下文参考图3-5所阐述的对应的测量电路50L通信。
简要地参考图2，本公开的方法100和控制器50提供了集成硬件和控制软件策略，所述集成硬件和控制软件策略一起使得图1的主车辆10的用户能够每当AC电装置14A或14B被插入到AC充电插口20并被成功识别时就从RESS 12释放能量。在EV背景下，AC充电插口20的主要目的是促进到图1的EVSE充电站16的电连接。为了该目的，EVSE充电站16通常配备有类似于所描绘的端插头18C-1的EVSE充电插头，该EVSE充电插头进而经由电缆21联接到EVSE充电站16。
对于所图示的示例性J1772构型，本文中所使用的EVSE充电插头和端插头18C-1在充电手柄30处终止电缆21的长度，其中该充电手柄30布置在第一远端E1处。如本领域中所了解的，这种充电手柄30包括终端插头31，该终端插头在典型的单相构型中带有用于电压线1（L1）、2/中性线（L2/N）和接地（G）的单独的插脚。包括两个附加的插脚CP和PRX以分别传导控制先导电压和接近性电压。闩锁按钮或触发器32安置在连接器手柄30的顶部上，其中响应式闩锁34安置成邻近于终端插头31。当由闩锁触发器32激活时，闩锁34牢固地接合位于图1的主车辆10上的AC充电插口20的配合结构，由此确保在充电或释放事件期间端插头18C-1保持被附接。
基于VCP和VPRX的检测：在本公开的范围内，图1中示意性地示出的控制器50被配置成执行具体实施方法100的指令，以引起处理器（P）自动检测AC电装置14A或14B到AC充电插口20的插入式连接。因为EVSE充电站16可同样在起始正常EV充电事件的常规过程中被连接，因此控制器50使用常驻逻辑和图3、图4和图5的相关联的测量电路50L以排除所连接的外部装置实际上是EVSE充电站16的可能性。附加地，控制器50基于独特的经修改或调制的对应电压信号（即，在不同的实施例中的接近性电压和/或控制先导电压）来自动区分不同的AC电装置14A和14B，其中有可能激活图2的闩锁触发器32。
在下文所描述的各种实施例中，例如，到图1的EVSE充电站16的连接将导致对应于充电状态电压的电压信号，这不在本公开的范围之内。然而，到图1的V2L负载连接盒22的连接导致如本文中所公开的不同的第二调制的电压信号。同样，在跨接充电场景中更高电压AC电装置14B的连接导致第三调制的电压信号，其中第一、第二和第三调制电压各自是独特的，以便使得控制器50能够在使得功率能够流动到RESS 12或从RESS 12流动之前快速地且准确地辨别它们。
通过根据图6中所示的方法100使用图3、图4和图5的代表性电路拓扑，控制器50在特定的AC电装置14A或14B连接到AC充电插口20时自动检测到该特定的AC电装置（如上文所提到的），且其后采取必要的动作来起始和调节功率释放功能。在这样做时，控制器50通过现有的接近性和/或控制先导电路来自动检测来自RESS 12的所希望的输出电压。控制器50还可在耗尽RESS 12之前自动终止所描述的放电模式，以由此允许用户到达最近的EVSE充电站16和/或下一目的地。现在将参考图3-5描述用于实施本教导的示例性电路拓扑，包括为了识别AC电装置14A或14B的目的而检测特定电压和/或PWM占空比。
用例1-车辆至作用装置（V2L）和AC附件：现在参考图3，可经由V2L负载连接盒22来实施上述用例，在该用例中，图1的主车辆10电连接到AC电装置14A（例如，呈AC放电附件15A、15B和/或15C中的一者的形式），该V2L负载连接盒自身包括V2L负载连接盒22和连接到其的V2L线组18。RESS 12被示意性地表示为包括其各种电池芯12C、成对的高电压接触器120和限流电阻器（R0）。RESS 12电连接到双向逆变器42。如由双头箭头AC
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DC所指示的，双向逆变器42被配置成根据需要将AC转换成DC，且反之亦然，取决于双向逆变器42是在充电应用中使用还是在本公开的范围内当进行放电时使用。
在图3中示意性地示出的主车辆10的部分包括本控制器50和测量电路50L，测量电路在内部连接到AC充电插口20的电压端子（3）、（4）和（5），其中电压端子（3）对应于电接地/G，电压端子（4）承载控制先导电压/CP，且电压端子（5）承载接近性电压/PRX。其余两个端子（即，电压端子（1）L1和电压端子（2）L2/N）连接到双向逆变器42。
关于测量电路50L，如所示的，布置具有预定的欧姆电阻值的各种电阻器R2、R3、R4和R5，其中电阻器R2和R3并联连接。电开关S2安置在并联的电阻器R2和R3的端子之间，该电开关在执行所指示的附件功能时断开。控制先导电压端子（4）连接到控向二极管D1的阳极，该控向二极管的阴极连接到电阻器R2和R3的其余端子。电阻器R5连接在接近性电压端子（5）和电接地（G）（即，AC充电插口20的电压端子（3））之间，其中电阻器R4串联连接在PRX电压端子（5）和调节（参考）低电压源（例如，+5V）之间。
在图1中所示的V2L线组18的端插头18C-1内，手动控制的开关S3如所示的与另一电阻器R7并联，其中开关S3和电阻器R7的端子连接到接地端子（3）。如下文所解释的，在可能的构型中，开关S3可连接到图2的闩锁触发器32或与其一体地构造，且因此通过闩锁触发器32的操作而选择性地断开或闭合。其他实施例采用另一可选开关S4，该开关以虚线示为与电阻器R*并联、相对于闩锁触发器32位于外部并具有独立于闩锁触发器32的对应的断开/闭合状态的断开/闭合状态。当与闩锁触发器32成一体时，可根据预定序列按下和释放开关S3，以有助于调制用于识别所连接的AC电装置14A的低电压信号。
这种开关S3和电阻器R7的相对端子连接到电阻器R6的端子，其中电阻器R6的相对端子连结到承载接近性电压的PRX电压端子（5）。因此，当端插头18C-1被插入到AC充电插口20中时，端插头18C-1的电压端子（1）-（5）与AC充电插口20的电压端子（1）-（5）接合或配合，以建立图3中所示的各种电连接。虽然电阻器R6和R7的特定电阻水平可随预期应用而变化，但是图1的示例性实施例对于电负载14A的代表性标称120V多相实施例而分别可见150 Ω和330 Ω的代表性电阻水平。
仍然参考图3，V2L负载连接盒22包括多个AC电源插座24，例如，典型的三端子NEMA插座，其带有形成AC电路断路器的集成熔丝F1和F2。在V2L负载连接盒22内，这种插座24的端口对应于电压线1、2和接地（分别为L1、L2/N和G）。为了进行AC单相输出，图1的V2L线组18经由端子块25终止于至所描述的端插头18C-2的连接。接地故障断路器（GFCI）电路28可连结到线L1和L2/N。为了进一步满足GFCI要求，可通过将高电压中性（N）线连接到接地（G）（例如，经由导电分路构件27）而在端插头18C-1附近产生设备接地。
如上文所提到的，开关S3可根据预定序列而被保持（hold in）/释放，以发信号通知AC电装置14A的连接。更具体地，在高度概括的意义上，由用户经由闩锁触发器32（图2）的切换对开关S3的激活可被用于调制，因此向端子（5）提供接近性（PRX）电压线上的独特的电压信号。控制器50可使用独特的调制的电压信号来识别所希望的AC输出电压以释放到所连接的AC电装置14A。因此，控制器50可读取端子（5）处的接近性电压，以确定所连接的AC电装置14A的身份。
替代地，可选的单独开关S4可串联放置在电阻器R6和电压端子（5）（即，接近性电压端子）之间。这种开关S4可被用于切换或调制接近性电压，而不需要激活开关S3。使用这种开关S4的益处包括进入放电状态的用户的独特的确认性（affirmative）序列（该序列不会与所希望的闩锁动作混淆）、以及使得在不使用开关S3的区域上实现本策略。
简要地参考下文详细描述的图5，通过将另一个电阻器R8连接到CP电压端子（4）（即，承载控制先导电压的特定端子），可实现类似的最终效果。使用电阻器R8作为传感器，控制器50可有效地测量穿过电阻器R8的电流以有助于识别所连接的AC电装置14A，而不需要用户以上述方式操纵图3的开关S3或S4。如将了解的，在所指示的电路位置处连接电阻器R8将改变电压端子（5）处的接近性电压。因此，在该位置处使用电阻器R8将需要适当增加电阻器R6的电阻水平以提供准确的测量。然而，通过电阻器R8而使得能够实现的被动检测将有助于排除对手动开关激活的需求，且因此在一些应用中是有用的。
现在参考图4，在又另一V2L实施例中，可将可选的主动先导控制电路60集成到V2L线组18（见图1）的端插头18C-2中，该主动先导控制电路具有呈带有振荡器（OSC）63的专用集成电路（ASIC）62形式的控制电子器件。先导控制电路60可被配置成例如经由脉冲宽度调制（PWM）来主动地改变或调制控制先导频率，其中这种动作由低电压电池（BAT）61（例如，5V电池）供电。独特的调制的频率和/或电压因此可指示AC电装置14A或14B中的哪一个已被连接。例如，ASIC 62可使用振荡器63来输出指示AC电装置14A的500 Hz信号、指示AC电装置14B的750 Hz信号、以及用于其中主车辆10连接到EVSE充电站16的典型EVSE充电操作的1kHz。这种频率是代表性的和非限制性的，其中实际值可能不同，条件是在各种频率之间存在足够的间隔。
用例＃2-跨接充电：现在参考图5，可将本教导应用于上述跨接充电（“Jmp-Chg”）用例，在该用例中，图1中所示的主车辆10的用户希望将能量从主车辆10的RESS 12释放到次车辆10A的RESS 112。这种连接可能需要将图1的跨接充电线组19连接到EVSE充电线组180。也就是说，跨接充电线组19的端插头19C-2连接到EVSE充电线组180的端插头180C-2，其中相对的端插头180C-1进而插入到次电动车辆10A的AC充电插口200中。
在图5的所图示的跨接充电设置中，相对于图3和图4的AC附件用例中所使用的电压水平，功率释放将最终在更高的电压水平下发生。因此，通过包括相对于图3和图4中的对应物具有不同值的内部电阻器R6和R7，可将经专门配置的跨接充电线组19用于跨接充电用例。在典型的跨接充电动作中，主车辆10的用户将跨接充电线组19的端插头19C-1连接到AC充电插口20中。跨接充电线组19的相对端终止于端插头19C-2中，该端插头然后连接到EVSE充电线组180的端插头180C-2。因此，利用电压端子（1）、（2）和（3）（即，L1、L2/N和G）进行电连接。
在该阶段还连接了EVSE充电线组180和跨接充电线组19的相互通信（Com）端口，其中该跨接充电线组的通信印刷电路板（PCB）70连接到Com端口，并且如本领域所了解的被配置成监测和协调次电动车辆10A和主车辆10之间的双向通信。
对供在所图示的电路拓扑中使用的开关S3或对图4的可选的单独开关S1的激活可以以这种方式相互排序以便将独特/调制的接近性（PRX）电压传达到接近性电压端子（5）。同样，可预先确定触发序列以提供所希望的电压效应，诸如在校准的持续时间内持续的按下并保持动作、快速两次按下并释放操作等。然后，由控制器50将接近性电压读取并解释为所连接的AC电装置15B的身份，如上文所阐述的。为了提供指示跨接充电情况的对应的接近性电压，可将电阻器R6和R7设定到预定水平，例如51 Ω和430 Ω，或用于指示希望开始跨接充电动作的其他合适值。与图3和图4一样，存在替代方案，其中在端子（4）处呈现的控制先导电压被调制成对应于所连接的装置，在此实例中，该所连接的装置为图1的次车辆10A，或更确切地说为其常驻RESS 112。
可根据本方法100来控制上文参考图3、图4和图5所描述的各种电路拓扑。一般来说，方法100的可能实施例在主车辆10的AC充电插口20电连接到图1的外部AC电装置14A或14B时操作。当建立该连接时，控制器50自动检测存在于AC充电插口20的相应的先导电压端子和接近性电压端子处的控制先导（CP）电压和接近性（PRX）电压。当控制先导电压为零伏（0V）时，控制器50例如通过处理图1的启用信号（箭头ENBL）来评估是否满足进入条件，其中这种进入条件指示主车辆10的用户希望将功率从RESS 12释放到AC电装置14A或14B。
响应于满足进入条件，控制器50接收上述调制的电压信号，其中在不同的可能实施例中，该调制的电压信号是接近性电压和/或控制先导电压的预定信号变型。然后，控制器50将调制的电压信号与指示AC电装置14A或14B的身份的期望电压进行比较。一旦装置14A或14B已被恰当地识别，其后，当调制的电压信号与期望电压匹配时，控制器50就跨越线组18或180的居间导体从RESS 12来释放电功率。控制器50的构型使得控制器50能够自动辨别AC附件，例如一方面图1的15A、15B或15C或另一120V AC附件和另一方面跨接充电电线组19和EVSE充电线组180，其中控制器50在调制的电压信号与不同的对应期望电压匹配时这样做。
参考图6，方法100的非限制性示例性实施例在块B102处开始，在块B102处，将AC电装置14A或14B连接到图1中所示的主车辆10的AC充电插口20。由于AC电装置14B的连接对应于跨接充电连接（“JCC”）用例，因此为清楚起见，逻辑块B102被缩写为“CONN V2L, JCC”。作为逻辑块B102的一部分，AC充电插口20的电压端子（1）-（5）在其中接收便携式V2L线组18抑或跨接充电线组19的相应的配合插脚。V2L线组18的相对端连接到V2L负载连接盒22（图3和图4），而在跨接充电情况下，跨接充电线组19经由居间的EVSE充电线组180连接到AC充电插口200。然后，方法100进行到块B104。
在块B104处，控制器50检测先导控制电压（VCP）。如图3和图4中所示，例如，先导控制电压存在于电压端子（4）处，并且能够由控制器50使用相关联的测量电路50L读取。一旦已测量了先导控制电压，方法100就进行到块B106。
在块B106处，控制器50接下来确定在块B104处测量的先导控制电压是否为0V，这是在执行到未供能装置（诸如，AC电装置14A和14B）的功率释放之前的期望电压值。然而，在EVSE充电场景（即，其中主车辆10插入到图1的代表性的非车载EVSE充电站16中的充电场景）中，先导控制电压是预定的非零值。当先导控制电压为非零时，方法100进行到块B110，其中当先导控制电压为期望的0V时，方法100改为进行到块B108。
块B108包括：经由控制器50来检测接近性电压（“DET VPRX”），诸如通过读取在图3-5中所示的端子（5）处的对应电压。一旦已由控制器50确认了接近性电压，方法100就进行到块B112。
块B110包括：响应于在块B106处检测到非零先导控制电压，执行正常的插入式充电功能（“EXEC CHG”）。当检测到的非零先导控制电压对应于预定的充电值时，根据现有的特定于区域的充电协议进行这种操作，并且根据这种充电协议继续这种操作。方法100完成。
在块B112处，控制器50接下来将来自块B108的接近性电压（VPRX）与对应值进行比较，以用于经由V2L负载连接盒22抑或跨接充电线组19起始到AC电装置14A或14B的功率释放。如上文所描述，在典型的实施例中，V2L连接在120V AC下进行，而在跨接充电情况下的AC电压可以是大约240V AC，或以其他方式在大小上与放电附件用例充分不同。因此，在控制器50的存储器（M）中独特地设定用于每个用例的接近性电压，以使得控制器50能够快速地辨别两个可能的连接（先前已排除了该连接可能是图1中所示的EVSE充电站16的可能性）。然后，当接近性电压与用于AC电装置14A或14B的对应值中的一者匹配时，方法100进行到块B114，其中方法100在替代方案中重复块B104。
在图5的块B114处，控制器50接下来检测进入条件（“DET COND”），该进入条件指示希望起始从RESS 12到所连接的AC电装置14A或14B的功率释放。上文描述了各种方法，包括：检测图2的闩锁触发器32的特定激活序列，其对应于所连接的开关S3（图3-5）或可选的附加开关S1（图4）的断开/闭合状态；或者当采用可选的电阻器R8时的被动检测。替代性实施例（其中检测到的电压是控制先导电压以代替接近性电压）也是可能的，例如经由图4的电路60的操作。然后，方法100进行到块B116。
块B116需要起始放电模式（“DISCH”）。因此，控制器50根据需要调节双向逆变器42的操作，以经由电压端子（1）和（2）将功率从RESS 12的芯12C递送到所连接的AC电装置14A或14B。当发生这种情况时，方法100进行到块B118。
块B118需要在进行中的放电期间自动验证RESS 12的当前电荷状态（SOC）并将当前SOC与第一校准阈值（SOC1）（例如，60％-70％或另一个合适的特定于应用的值）进行比较，其中100％对应于一组充满电的电池芯12C，且0％对应于完全耗尽状态，如本领域充分理解的。当当前SOC下降到第一校准阈值（SOC1）以下时，方法100进行到块B120。当当前SOC保持在第一校准阈值以上时，控制器50在循环中执行块B114、B116和B118，只要当前SOC保持在第一校准阈值（SOC1）以上即可，或者直到在达到这种阈值之前用户停止释放操作为止。
在块B120处，控制器50可确定到最近的可用EVSE充电站16和/或下一目的地的距离。这种位置可作为控制器50能够快速参考的查找表中的固定地理位置而被记录在控制器50的存储器中，或者控制器50能够经由与车载导航系统、用户的移动装置11（图1）等的通信来实时地确定距离。由于主车辆10的用户通常使用位于用户的车库或住宅中的插座来对RESS 12充电，因此在确认哪个充电站最接近时可考虑用户的住宅。
作为块B120的一部分，控制器50可自动导出用于行进该距离所需的SOC（SOC2）。由于距离/位置通过放电模式是静态的，并且由于SOC在放电期间动态地改变，因此将到达目的地所需的对应的SOC2用作SOC2。块B120还可经由在开始释放操作之前提示用户抑或自动使用过去的驾驶历史（例如，经由上述导航或信息娱乐系统）来确认用户的下一目的地。如果控制器50基于上述距离确定了当前电荷状态超过了到达下一目的地所需的电荷状态（SOC2）（“SOC > SOC2”），则方法100重复块B116。否则，方法100进行到块B122。
图5的块B122包括：当达到指定的SOC极限时，自动停用放电操作（“DEACTDISCH”）。由于可从块B120或B122到达块B122，因此特定的触发阈值可以是第一阈值（SOC1）或第二阈值（SOC2）。一旦放电操作已终止，则方法100完成。其后，用户将电负载14A或14B从EV充电端口20断开连接，且其后主车辆10准备好恢复正常的驾驶操作。
使用图6的方法100和图1中所示的控制器50结合图3-5中所图示的各种电路实施方式，本教导提供了许多益处。为了满足高电压隔离要求，例如，所描述的策略只有在控制器50检测到控制先导电压最初为0V、接近性电压在特定范围内时才使得RESS 12能够向所连接的AC电装置14A或14B放电，并且由主车辆10的用户使得能够实现放电。控制器50能够使用接近性电压的大小自动检测用户希望的为所连接的AC电装置14A或14B供电的电压水平，在该示例中分别为120V或240V。
附加地，本教导允许用户通过使用图2的J1772连接器触发开关32（诸如，使用双击、按下并保持或其他预定的激活序列）或者使用执行类似功能以更改接近性电压的单独的开关S1（图4）来启用放电模式。其他实施例允许通过临时使用来自V2L负载连接盒22的特定的控制先导电压和/或PWM占空比来自动检测所连接的电负载14A或14B，该V2L负载连接盒可由图4的电池61供电。在达到电池芯12的预定SOC时，自动停止对RESS 12的放电，其中阈值可能地由用户设定或基于与最近的充电站16和/或下一目的地的接近性而自动设定。该方法进而有助于确保RESS 12没有被耗尽到将妨碍主车辆10的有用推进操作的程度。
详细描述和附图或图支持并描述本教导，但是本教导的范围仅仅由权利要求书限定。虽然已详细地描述了用于实施本教导的最佳模式和其他实施例中的一些，但是存在用于实践所附权利要求书中限定的本教导的各种替代性设计和实施例。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于经由主系统来检测外部连接的交流（AC）电装置的方法，所述主系统具有可再充电储能系统（RESS）和连接到所述RESS的交流（AC）充电插口，所述方法包括：
在所述AC充电插口经由形成V2L连接的车辆至作用装置（V2L）负载连接盒和V2L线组、或经由形成跨接充电连接的跨接充电线组和电动车辆服务设备（EVSE）充电线组而电连接到所述AC电装置时，检测在所述AC充电插口的相应的先导电压端子和接近性电压端子处的控制先导电压和接近性电压；
当所述控制先导电压为零伏时，经由所述控制器来评估是否满足进入条件，所述进入条件指示所述主系统的用户希望将功率从所述RESS释放到所述AC电装置；
响应于所述进入条件，经由所述控制器从所述V2L连接或从所述跨接充电连接接收调制的电压信号，所述调制的电压信号是所述接近性电压和/或所述控制先导电压的预定信号变型；
经由所述控制器将所述AC电装置识别为识别的装置，包括将所述调制的电压信号与指示所述AC电装置的身份的期望电压进行比较；以及
当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述V2L连接或所述跨接充电连接将电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述识别的装置是120V AC附件装置，并且其中，当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述V2L连接发生将电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述识别的装置是240V AC附件装置，并且其中，当所述调制的电压信号与所述期望电压匹配时，经由所述跨接充电连接发生将所述电功率从所述RESS释放到所述识别的装置。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
经由所述控制器来监测所述RESS的当前电荷状态（SOC）；以及
当当前SOC小于SOC阈值时，自动停止电功率从所述RESS到所述识别的装置的释放。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述主系统是主车辆，所述RESS包括所述主车辆的高电压推进电池组，并且所述AC充电插口是EVSE充电插口，并且其中，当前SOC是所述推进电池组的当前SOC。
6.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括：
经由所述控制器来确定所述主车辆和最近的充电站或下一目的地之间的距离；以及
基于所述距离和所述当前SOC来自动调整所述SOC阈值。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述进入条件包括来自移动装置或来自所述主系统的集成装置的启用信号。
8.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括：
在所述主系统的用户切换所述V2L线组或所述跨接充电线组的开关时，经由所述控制器来测量所述接近性电压。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述V2L线组或所述跨接充电线组包括闩锁和被配置成断开和闭合所述闩锁的闩锁触发器，所述开关连接到所述闩锁触发器，所述方法进一步包括：通过操作所述闩锁触发器来选择性地断开或闭合所述开关。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述V2L线组或所述跨接充电线组包括闩锁和被配置成断开和闭合所述闩锁的闩锁触发器，并且其中，所述开关在所述闩锁触发器外部并具有独立于所述闩锁触发器的对应的断开/闭合状态的断开/闭合状态。
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