CN115009055A - 用于连接的适配器、接口设备、车辆和连接系统 - Google Patents

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CN115009055A CN202110233672.7A CN202110233672A CN115009055A CN 115009055 A CN115009055 A CN 115009055A CN 202110233672 A CN202110233672 A CN 202110233672A CN 115009055 A CN115009055 A CN 115009055A
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Abstract

本发明涉及一种用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器，其特征在于，所述适配器包括：适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置，以用于有线或无线地连接至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备；用于附装到车辆的连接面板上的第二端口布置，所述第二端口布置包括用于有线或无线地连接至所述连接面板上的能量端口和信号端口中的至少之一；所述适配器设置为用于经由所述适配器由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备至少单向地传输能量和信号中的至少之一。此外，本发明还涉及一种用于车辆的接口设备，其包括设置在车辆上的连接面板和按照本发明的适配器。除此之外，本发明还涉及一种包括所述接口设备的车辆以及一种连接系统。

Description

用于连接的适配器、接口设备、车辆和连接系统
技术领域
本发明涉及一种用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器、一种用于车辆的接口设备、一种车辆和一种连接系统。
背景技术
现今，在世界范围内的不同国家或地区以及个别车辆制造商分别执行在车辆与外部设备之间传输电能的不同接口标准、特别是车辆充电标准。这些接口标准相互之间无法很好地兼容。而且近年来，这些接口标准自身基于技术更新也不断变化。这使得大多数车辆制造商不得不根据车辆所要投放的目标市场相应地设计和制造车辆的充电接口。这随之带来在设计和制造中的巨大投入。此外，接口标准的上述地域性限制也造成车辆难于跨国或跨地区地流通或行驶。
同时，车辆向外的信号传输至今大多通过设置在车体内部的车载自动诊断设备接口(OBD接口)、数据插口(如USB接口)或无线通信设备(如蜂窝数据收发器)进行。现今尚未存在车辆与外部设备之间的物理上的兼容性的信号传输通道。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器、一种用于车辆的接口设备、一种车辆以及一种连接系统，使得车辆能够便捷地适配于符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备，而无需改动车辆本身的构造，由此极大地节省在车辆设计和制造方面的投入，使得车辆能够广泛地适配于多样化的外部设备，增强车辆的灵活性、通用性和兼容性。
本发明的第一方面涉及一种用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器，其中，所述适配器包括：
-适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置，以用于有线或无线地连接至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备；
-用于附装到车辆的连接面板上的第二端口布置，所述第二端口布置包括用于有线或无线地连接至所述连接面板上的能量端口和信号端口中的至少之一；
所述适配器设置为用于经由所述适配器由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备至少单向地传输能量和信号中的至少之一。
在本发明的范畴内，所述模块化的适配器构成为车辆与外部设备之间的连接器。所述适配器在一侧连接至车辆或者说车辆的连接面板，在另一侧连接至外部设备。由此，所要传输的能量和/或信号能够借助于所述适配器得以在车辆与外部设备之间传输。
在此，所述适配器在一侧包括适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置，而在另一侧包括用于附装到车辆的连接面板上的第二端口布置。在此，术语“第一端口布置”和“第二端口布置”应被宽泛地理解，其应被视为能量和/或信号在传输过程中在某一部件上的出入口或者说连接口。在此，无论“第一端口布置”还是“第二端口布置”可理解为用于实现能量和/或信号传输的连接界面，而所述连接界面能够实现物理上的接触连接(如插接连接)和/或无需接触的无线连接(如电磁耦合连接)。于是，所述能量和/或信号可以从外部设备首先经由所述第一端口布置接着穿过所述适配器再经由所述第二端口布置传输给车辆；和/或，所述能量和/或信号可以从车辆首先经由所述第二端口布置接着穿过所述适配器再经由所述第一端口布置传输给外部设备。需要指出的是，在本发明中能量和/或信号至少单向在车辆与外部设备之间传输。这意味着以下三种可能性：能量和信号中至少之一能够从外部设备传输给车辆；能量和信号中至少之一能够从车辆传输给外部设备；能量和信号中至少之一能够从外部设备传输给车辆并且能够从车辆传输给外部设备。
在本发明的范畴内，所述“适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置”代表：第一端口布置提供用于外部设备的物理接口和/或无线接口，所述物理接口和/或无线接口能够符合任意能量传输标准和/或任意信号传输标准地实现，从而能够有线或无线地连接至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备。以非限制性的示例举例说明：第一端口布置例如可以提供用于充电标准IEC 61851-1的插座，以用于插入符合充电标准IEC61851-1的充电桩的插头，以实现数据和/或电能的传输；或者，第一端口布置例如可以提供用于家用交流电源标准的插座，以用于插入符合家用交流电源标准的插头，以实现电能的传输；或者，第一端口布置例如可以提供用于USB接口标准的插座，以用于插入符合USB接口标准的插头，以实现数据和/或电能的传输；或者，第一端口布置例如可以提供用于IEC61980-1标准的无线充电线圈，以用于与符合IEC 61980-1标准的无线充电线圈电磁耦合，以实现电能的无线传输。按照本发明的第一端口布置优选地可以构成为带有一个或多个插孔或者说插座的连接界面、特别是面板。但也可能的是，所述第一端口布置构成为带有一个或多个插头、接线柱或引脚的连接界面。特别是在适用于无线能量和/或信号传输标准的情况下，第一端口布置也可以构成为空白面板，并且在第一端口布置背侧构成用于无线收发的天线或线圈。需要说明的是，所述第一端口布置也应能够同时提供符合多个能量和/或信号传输标准的连接界面。例如，所述第一端口布置可以同时提供用于USB接口标准的插座和用于家用交流电源标准的插座。
另一方面，所述“用于附装到车辆的连接面板上的第二端口布置”代表：所述第二端口布置适用于安装到车辆侧。在此，第二端口布置优选地设置为可拆卸地插接、卡扣或者吸合到车辆的连接面板上，以实现在适配器的使用过程中适配器与车辆的连接面板稳定连接。并且，所述第二端口布置包括用于有线或无线地连接至所述连接面板上的能量端口和信号端口中的至少之一。这意味着，所述第二端口布置与车辆取得能量连接、信号连接或这两者，并且在此的连接方式可以包括有线连接、无线连接或同时这两者。以非限制性的示例举例说明：第二端口布置可以以插接方式仅连接车辆的连接面板上的能量连接端模块，以实现电能的传输；第二端口布置可以通过电磁耦合仅连接车辆的连接面板上的信号连接端模块，以实现信号的传输；第二端口布置可以插接到车辆的连接面板上的能量连接端模块和信号连接端模块上；第二端口布置可以一方面无线连接到车辆的连接面板上的信号连接端模块，而另一方面有线连接到车辆的连接面板上的能量连接端模块，或反之亦然。按照本发明的第二端口布置优选地可以构成为带有一个或多个插头、接线柱或引脚的连接界面。但也可能的是，所述第二端口布置构成为带有一个或多个插孔或者说插座的连接界面、特别是面板。特别是在适用于无线能量和/或信号传输标准的情况下，第二端口布置也可以构成为空白面板，并且在适配器内部构成用于无线收发的天线或线圈。需要说明的是，所述第二端口布置也应能够同时提供符合多个能量和/或信号传输标准的连接界面。例如，所述第二端口布置可以同时提供用于有线地连接至所述连接面板上的能量端口和信号端口，以用于在车辆与外部设备之间传输符合GB/T 18487.1车辆充电标准的充电电流和充电控制信号。
在本发明中，能够通过按照本发明的模块化的适配器实现车辆与符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备的相互连接，使得在车辆与外部设备之间至少单向地传输能量和/或信号，从而车辆能够在无需任何结构上的改变的情况下适配于符合任意能量和/或信号传输标准的多样化的外部设备。由此，极大地节省在车辆设计和制造方面的投入，增强车辆的灵活性、通用性和兼容性。
在此，所述适配器作为能量和/或信号的中继构件为车辆提供符合任意能量和/或信号传输标准的外部接口。而在车辆方面，车辆制造商无需为车辆所要投放的地域或场景而个别地设计或配置车辆的该外部接口，而仅需以低的成本制造和提供符合不同能量和/或信号传输标准的不同适配器。车辆用户在使用时也仅需配合外部设备的能量和/或信号传输标准地准备和安装合适的适配器。此外，在通过按照本发明的适配器进行充电的情况下，特别是国际的原始设备制造商(OEM)可以在不同市场上平衡其销售量，而无需为充电而开设自己的车辆变型方案，这也提高了二手市场价格。
非限制性地，所述适配器在最简单的情况下例如可以类似于转换插头地构成，亦即在第一端口布置处提供符合某个能量和/或信号传输标准的插头或插座布置，将所接收的能量和/或信号经由适配器内部的布线通过第二端口布置提供给车辆，或者将在第二端口布置处从车辆接收的能量和/或信号经由适配器内部的布线在符合某个能量和/或信号传输标准的第一端口布置上提供。不限于此地，所述适配器本身也可以配设有用于转换能量装置、生成信号或处理信号的电路等，以用于向车辆或向外部设备提供要求的能量和/或信号。
按照本发明的一个实施例，所述第二端口布置独立于任意能量和/或信号传输标准来设计，特别是独立于任意能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。特别是，所述第二端口布置不同于任意能量和/或信号传输标准，特别是不同于任意能量和/或信号传输标准的接口布局。也就是说，适配器的第二端口布置与车辆的连接面板之间实现一种独特的连接界面。然而，基于适配器的第一端口布置，车辆不再受到因唯一设置的接口、特别是唯一设置的充电接口造成的局限性，而是可以任意地与符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备相连接并传输信号和/或能量。
按照本发明的一个实施例，所述能量和/或信号传输标准包括但不限于下述至少之一：车辆充电标准、电源接口标准以及通信接口标准。特别优选地，通过按照本发明的适配器实现在车辆与外部设备、特别是充电桩之间实现符合任意车辆充电标准的充电。由此，车辆制造商无需为了车辆投放地域而设计或制造符合该地域充电标准的充电接口，而仅需在所有车辆上提供统一的连接面板，车辆用户可以根据实际需要任意地配设和安装所需的适配器。由此，也能够以简单的方式实现车辆跨国或跨地区地流通或行驶。此外，所述适配器还可以设计为用于由车辆向外提供电能供其他车辆充电、特别是提供符合该其他车辆的充电标准的充电插头、插座或必要时充电线缆。然而，也可以通过按照本发明的适配器将车辆作为电源、用电器和/或通信伙伴，其方式为，在第一端口布置上实现适用于电源接口标准和/或通信接口标准的接口布局。由此，车辆能够更为多用途地满足车辆用户在日常生活中的多种需要，如作为交流或直流的户外电源、数据源、数据宿、通信中继站等等，从而车辆用户能够方便在车辆附近使用多样化的家用电器、多媒体播放设备、智能手机、个人电脑、运动设备、户外装备等等。
在此，所述车辆充电标准包括有线充电标准和无线充电标准。所述车辆充电标准包括但不限于下述至少之一：GB/T 18487.1、SAE J1772、IEC 61851-1、IEC 61851-23、ISO/IEC 15118、CHAdeMO、CHAOJI、CCS 1、CCS 2、GB/T 38775.1-2020、IEC 61980-1、SAE TIRJ2954。
在此，所述电源接口标准包括有线电源接口标准和无线电源接口标准。所述电源接口标准包括但不限于下述至少之一：家用交流电源标准、工业交流电源标准、家用直流电源标准、工业直流电源标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Qi标准、Alliance forWireless Power(A4WP)标准；
在此，所述通信接口标准包括有线通信接口标准和无线通信接口标准。所述通信接口标准包括但不限于下述至少之一：CAN、LIN、Flexray等车辆总线接口标准、车载自动诊断设备(OBD)接口标准、以太网接口标准、USB接口标准、HDMI接口标准、MOST接口标准、光通信接口标准、红外通信接口标准、WiFi接口标准、蓝牙接口标准、ZigBee接口标准、NFC接口标准、V2X通信标准。
按照本发明的一个实施例，所述第一端口布置设置为用于：在有线连接至外部设备时提供用于插接连接的插座或插头，和/或在无线接连至外部设备时提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈，和/或所述第二端口布置设置为用于：在有线连接至车辆时提供用于插接连接的插座或插头，和/或在无线接连至车辆时提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈。
按照本发明的一个实施例，所述适配器上设置有表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。为了使车辆的连接面板能够识别出所附接的适配器，在适配器上设置有相应的标识。该标识可以包括但不限于无线标识、如RFID标签；可以包括但不限于光学标识、如条形码、二维码(QR码)；可以包括但不限于电气标识、如标识性电路等。
按照本发明的一个实施例，在适配器用于车辆充电或者说适配器具有适用于车辆充电标准的第一端口布置的情况下，所述适配器设置有：符合所应用的车辆充电标准的阻抗网络，和/或符合所应用的车辆充电标准的PWM信号发生器，和/或符合所应用的所述通信接口标准的接口电路。在此，适配器首先特别是可以作为智能适配器实现在车辆充电过程中的通信、握手和控制引导等。例如，在适配器中设置有符合车辆充电标准的模拟电路、如阻抗匹配网络、特别是电阻匹配网络。例如通过所述适配器向外部设备、特别是充电桩提供模拟信号、如反馈连接确认(CC)信号、控制引导(CP)信号等。在此，例如可以利用电阻匹配网络的电阻值确认充电桩的当前充电电缆的额定容量。也可能的是，在在适配器中设置有PWM信号发生器，以用于向外部设备提供符合车辆充电标准的PWM信号。由此，例如通过该PWM信号的占空比确认充电桩的最大供电电流。其次，在所述适配器中还可以设置有符合所应用的所述通信接口标准的接口电路，如USB接口电路，其提供接地端、电源端和两条差分输入端。
此外，有利地，在按照本发明的适配器上设置有用于保持、特别是可拆卸地锁定外部设备、特别是其连接接头的机构，以避免在连接过程中由于外力等造成的连接中断。
本发明的第二方面涉及一种用于车辆的接口设备，所述接口设备包括：
-设置在车辆上的连接面板，所述连接面板包括能量连接端模块和信号连接端模块；
-按照本发明的用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器，
所述适配器能附装到车辆的连接面板上，以使得所述适配器的第二端口布置上的能量端口能有线或无线地连接至所述能量连接端模块和/或所述适配器的第二端口布置上的信号端口能有线或无线地连接至所述信号连接端模块，从而由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备能至少单向地传输能量和信号中的至少之一。
在本发明的范畴内，设置在车辆上的连接面板可以是车辆外侧的接口。所述连接面板在位置上可类似于车辆的充电口或加油口。不言而喻地，所述连接面板还可以设置在车辆的其他部位，例如设置在车前部、后部或行李箱中。优选地，所述连接面板设置在车身开口中，并且所述连接面板之上可以设置有可翻转的盖板，以用于在非连接状态下避免水或污物进入到连接面板中。特别有利地，适配器在附接到连接面板时也能够一同容纳到所述车身开口中，从而避免车辆用户在长期使用同一个适配器的情况下反复插拔所述适配器。
在本发明中，所述连接面板包括能量连接端模块和信号连接端模块，其分别用于能量和信号的传输，所述传输方向可以包括从车辆向外和/或从外部(即适配器)向车辆。由此，在适配器能附装到车辆的连接面板上时，所述能量连接端模块能够有线或无线地连接至所述适配器的第二端口布置上的能量端口，和/或所述信号连接端模块能够有线或无线地连接至所述适配器的第二端口布置上的信号端口。亦即，适配器根据需要能够至少与连接面板的能量连接端模块和信号连接端模块之一相连接。由此，借助于所述适配器能实现在外部设备与车辆之间的至少单向的能量和/或信号传输。
在本发明中，能够通过按照本发明的用于车辆的接口设备实现车辆能够广泛地连接符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备，使得在车辆与外部设备之间至少单向地传输能量和/或信号，从而车辆能够在无需车身的任何结构上的改变的情况下适配于符合任意能量和/或信号传输标准的多样化的外部设备。由此，极大地节省在车辆设计和制造方面的投入，增强车辆的灵活性、通用性和兼容性。
在此，在车辆方面，车辆制造商无需为车辆所要投放的地域或场景而个别地设计或配置车辆的该外部接口，而是仅仅提供统一的连接面板。车辆制造商仅需以低的成本制造和提供符合不同能量和/或信号传输标准的不同适配器。车辆用户在使用时也仅需配合外部设备的能量和/或信号传输标准地准备和安装合适的适配器。由此得到车辆在制造和使用上的成本降低和便利性。
按照本发明的一个实施例，所述连接面板独立于任意能量和/或信号传输标准地设计，特别是独立于任意能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。特别是，所述连接面板不同于任意能量和/或信号传输标准，特别是不同于任意能量和/或信号传输标准的接口布局。也就是说，适配器的第二端口布置与车辆的连接面板之间实现一种独特的连接界面。
在此，车辆的连接面板特别有意义地构成为车辆与外界间的集成式能量和信号的出入口。这样的连接面板可以有利地统一设计，而不受所需连接的外部设备所使用的标准限制。由此，车辆不再受到因传统的唯一设置的接口、特别是唯一设置的充电接口造成的局限性，而是可以任意地与符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备相连接并传输信号和/或能量。而且，按照本发明的接口设备可以实现多方面的用途。特别优选地，通过按照本发明的接口设备实现在车辆与外部设备、特别是充电桩之间实现符合任意车辆充电标准的充电。由此，车辆制造商无需为了车辆投放地域而设计或制造符合该地域充电标准的充电接口，而仅需在所有车辆上提供统一的连接面板，车辆用户可以根据实际需要任意地配设和安装所需的适配器。由此，也能够以简单的方式实现车辆跨国或跨地区地流通或行驶。此外，所述适配器还可以设计为用于由车辆向外提供电能供其他车辆充电、特别是提供符合该其他车辆的充电标准的充电插头、插座或必要时充电线缆。然而，也可以通过按照本发明的接口设备将车辆作为电源、用电器和/或通信伙伴。由此，车辆能够更为多用途地满足车辆用户在日常生活中的多种需要，如作为交流或直流的户外电源、数据源、数据宿、通信中继站等等，从而车辆用户能够方便在车辆附近使用多样化的家用电器、多媒体播放设备、智能手机、个人电脑、运动设备、户外装备等等。
按照本发明的一个实施例，所述接口设备配设有信号处理单元，其设置用于从车辆侧经由所述连接面板和所述适配器向外部设备提供符合所应用的能量和/或信号传输标准的模拟信号和/或数字信号。
按照本发明的一个实施例，所述接口设备用于符合车辆充电标准地对车辆充电，其中，所述能量连接端模块包括至少两个电源连接端；和/或所述信号连接端模块包括下述至少之一：充电确认连接端(CC)、控制引导连接端(CP)、接近信号连接端(Proxy)、接地电势连接端(GND)、PLC导线连接端、CAN总线连接端、LIN总线连接端、以太网连接端、光通信连接端、蓝牙接入点、WiFi接入点、RFID终端。在此，按照本发明的接口设备能够在车辆充电中符合车辆充电标准地提供能量连接和必要时信号连接。所述至少两个电源连接端可以是至少两个交流连接端和/或至少两个直流连接端。优选地，所述交流连接端和所述直流连接端可以复用。
按照本发明的一个实施例，所述信号连接端模块配设有：符合所应用的车辆充电标准的阻抗网络，和/或符合所应用的车辆充电标准的PWM信号发生器。为了简化适配器的构造，按照本发明也可以在车辆方面提供符合车辆充电标准的模拟电路、如阻抗匹配网络、特别是电阻匹配网络。此外，也可以在车辆方面提供符合车辆充电标准的PWM信号发生器，以用于通过车辆向外部设备提供符合车辆充电标准的PWM信号。
按照本发明的一个实施例，所述连接面板可以包括显示单元、如显示屏，以用于向车辆用户显示充电状态。在此，所述显示单元还可以以特别简单的方式构成为指示充电状态的LED光源。所述LED光源特别是可以显示不同颜色的光来指示不同的充电状态。此外，所述连接面板可以包括人机交互单元，以用于为车辆用户提供用于能量和/或信号传输的操作界面。在此，所述人机交互单元例如在最为简单的形式中可以构成为一个或多个按键。不限于此地，所述人机交互单元也可以构成非触摸式的操作界面，例如红外接近传感器、语音控制装置、无线控制装置等，从而进一步保证车辆用户在操作时的安全性。再者，所述连接面板可以包括锁定机构，以用于将所述适配器形锁合地或力锁合地、特别是磁力锁合地锁定在所述连接面板上。通过所述锁定机构可以将适配器牢固地锁定在车辆的连接面板上，以防在能量和/或信号传输期间无意的脱落。
按照本发明的一个实施例，所述接口设备可以包括电能转换单元，以用于实现交直流转换和/或以用于实现在不同电压或电流之间的转换。由此，借助于所述电能转换单元向车辆、特别是车辆的电池提供符合需要的电能。
按照本发明的一个实施例，匹配于在适配器中设置的表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识，在所述连接面板中可以设置有标识读取器，以用于读取设置在所述适配器上的并且表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。
本发明的第三方面涉及一种车辆，所述车辆包括按照本发明的接口设备。在此，车辆按本发明意义可以理解为任意类型的车辆，借助所述车辆可以运输一个或多个人员和/或货物。所述车辆特别是轿车、货车、摩托车、公共汽车等。所述车辆可以涉及内燃机汽车(ICE)、电动汽车(EV)、如燃料电池车(FCV)和纯电动车辆(BEV)以及混合动力电动汽车(HEV)、如插入式混合动力车辆(PHEV)等。
本发明的第四方面涉及一种连接系统，所述连接系统包括：按照本发明的用于车辆的接口设备和/或按照本发明的车辆；以及符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备，所述外部设备特别是包括但不限于下述至少之一：充电桩、供电电网接入端、车载诊断设备、其他车辆、路侧基础设施、家用电器、多媒体播放设备、智能手机、个人电脑、运动设备、户外装备。
附图说明
图1示出按照本发明的连接系统的一种实施方式的示意性框图；
图2示出按照本发明的适配器的第一端口布置的一种实施方式的示例图；
图3示出按照本发明的适配器的第一端口布置的另一种实施方式的示例图；
图4示出按照本发明的适配器的第一端口布置的另一种实施方式的示例图；
图5示出按照本发明的连接面板以及容纳该连接面板的车身开口；以及
图6示出按照本发明的连接系统的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
表述“和/或”在本文中使用的含义为，包括该表述之前和之后列出的组件中的至少一个。而且，表述“连接”使用的含义为，包括与另一个组件的直接连接，或通过另一个组件、如线缆等而间接连接。本文中的单数形式也包括复数形式，除非在措辞中特别提及。而且，本文中使用的涉及“包括”或“包含”的组件、步骤、操作和元件的含义为，存在或添加至少一个其他的组件、步骤、操作和元件。
图1示出按照本发明的连接系统的一种实施方式的示意性框图。连接系统5包括：按照本发明的用于车辆的接口设备4以及符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备3。所述外部设备3特别是包括但不限于下述至少之一：充电桩、供电电网接入端、车载诊断设备、其他车辆、路侧基础设施、家用电器、多媒体播放设备、智能手机、个人电脑、运动设备、户外装备等等。在此，接口设备4包括：设置在车辆上的连接面板2以及用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器1。
在此，按照本发明的适配器1包括：
-适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置1a，以用于有线或无线地连接6至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备3；
-用于附装到车辆的连接面板2上的第二端口布置1b，所述第二端口布置1b包括用于有线或无线地连接7至所述连接面板2上的能量端口和信号端口中的至少之一；
所述适配器1设置为用于经由所述适配器1由外部设备3向车辆和/或由车辆向外部设备3至少单向地传输能量和信号中的至少之一。
优选地，所述第二端口布置1b独立于或者说不同于任意能量和/或信号传输标准来设计。特别是，所述第二端口布置1b独立于或者说不同于任意能量和/或信号传输标准的接口布局、即外部设备3所应用的接口布局来设计。
在此提及的能量和/或信号传输标准可以包括下述至少之一：车辆充电标准、电源接口标准以及通信接口标准。其中，所述车辆充电标准特别是包括但不限于下述至少之一：GB/T 18487.1、SAE J1772、IEC61851-1、IEC 61851-23、ISO/IEC 15118、CHAdeMO、CHAOJI、CCS1、CCS 2、GB/T 38775.1-2020、IEC 61980-1、SAE TIR J2954；所述电源接口标准特别是包括但不限于下述至少之一：家用交流电源标准、工业交流电源标准、家用直流电源标准、工业直流电源标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Qi标准、Alliance for WirelessPower(A4WP)标准；所述通信接口标准特别是包括但不限于下述至少之一：CAN、LIN、Flexray等车辆总线接口标准、车载自动诊断设备(OBD)接口标准、以太网接口标准、USB接口标准、HDMI接口标准、MOST接口标准、光通信接口标准、红外通信接口标准、WiFi接口标准、蓝牙接口标准、ZigBee接口标准、NFC接口标准、V2X通信标准。
有利地，适配器1的第一端口布置1a设置为用于：在有线连接至外部设备3时可以提供用于插接连接的插座或插头，和/或在无线接连至外部设备3时可以提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈。同样有利地，适配器1的第二端口布置1b设置为用于：在有线连接至车辆、特别是连接面板2时可以提供用于插接连接的插座或插头，和/或在无线接连至车辆、特别是连接面板2时可以提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈。
特别有利地，为了使车辆或者说其连接面板2识别出附接上的适配器1，在适配器1上设置有表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。
图2示出按照本发明的适配器的第一端口布置的一种实施方式的示例图。在图2中，在适配器1的第一端口布置1a上提供适用于CCS2标准的插座布局。该第一端口布置1a适用于有线或无线地连接6至符合CCS 2标准的外部设备3、特别是充电桩。借助于该适配器1，充电桩的充电插头可以符合要求地插接到适配器1的第一端口布置1a上。从图2可见，第一端口布置1a包括交流相线触点L1、L2、L3、直流线触点DC+、DC-、中性线触点N、保护地线触点PE、控制引导触点CP和接近导线触点PP。
在此有利的是，适配器1可以设置有：符合所应用的车辆充电标准的阻抗网络，和/或符合所应用的车辆充电标准的PWM信号发生器。
图3示出按照本发明的适配器的第一端口布置的另一种实施方式的示例图。在图3中，在适配器1的第一端口布置1a上提供符合家用交流电源标准的一个两相交流电的插座、一个三相交流电的插座以及一个符合USB接口标准的USB接口。在此，适配器可以符合所应用的所述通信接口标准(在此为USB接口标准)的接口电路。由此，通过适配器1能够通过这两个插座由车辆向外部设备传输交流电，并且能够通过USB接口向外部提供低压直流电和/或收发信号。
图4示出按照本发明的适配器的第一端口布置的另一种实施方式的示例图。图4中的适配器的第一端口布置1a外观上构成为空白面板布置，仅印刷有一个WiFi图标以表示其功能。在第一端口布置1a背侧设置有用于无线连接的收发器天线，以用于无线地连接至符合该WiFi接口标准的外部设备。
从图2至4的示例可以看出，模块化的适配器1可以构造成多种形状和外观。在此给出的示例仅仅是示意性的，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。
图5示出按照本发明的连接面板以及容纳该连接面板的车身开口。如图5所示，连接面板2容纳在车身开口8中。所述车身开口8在位置上可类似于车辆的充电口或加油口地设置。所述车身开口配设有可翻转的盖板9，以用于在非连接状态下避免水或污物进入到连接面板2中。特别优选地，适配器1也同样可以容纳在车身开口8中并且可以通过盖板9封闭。
连接面板2包括能量连接端模块和信号连接端模块。在适配器1附装到车辆的连接面板2上的情况下，所述适配器1的能量端口能有线或无线地连接至所述能量连接端模块，和/或所述适配器的第二端口布置上的信号端口能有线或无线地连接至所述信号连接端模块，从而由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备能至少单向地传输能量和信号中的至少之一。在此，能量连接端模块包括能量连接端11、能量连接端12、能量连接端13和能量连接端14。各个能量连接端示例性地构成为插孔。非限制性地，在通过适配器1和连接面板2给车辆交流充电的情况下，能量连接端11、能量连接端12、能量连接端13分别构成为三个相线连接端，能量连接端14构成为保护接地连接端；在通过适配器1和连接面板2给车辆直流充电的情况下，可以使用能量连接端12、能量连接端13分别作为DC+连接端和DC-连接端。连接面板2的信号连接端模块可以包括模拟信号连接端15和数字信号连接端16。模拟信号连接端15和数字信号连接端16分别可以构成端子排，以用于便捷地传输多路信号。所述信号连接端模块例如还可以包括PLC导线连接端、CAN总线连接端、LIN总线连接端、以太网连接端、光通信连接端、蓝牙接入点、WiFi接入点、RFID终端。
从图5中也可以看出，连接面板2独立于或者说不同于任何能量和/或信号传输标准地设计，特别是独立于或者说不同于任何能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。
有利地，在连接面板2中还可以设置显示单元17，以用于向车辆用户显示充电状态。所述显示单元17例如可以是显示屏或LED光源。
优选地，在连接面板2中还可以设置人机交互单元18，以用于为车辆用户提供用于能量和/或信号传输的操作界面。在此，所述人机交互单元例如在最为简单的形式中可以构成为一个或多个按键。不限于此地，所述人机交互单元也可以构成非触摸式的操作界面，例如红外接近传感器、语音控制装置、无线控制装置等。
特别优选地，在连接面板2中可以设置有锁定机构10、19，以用于将所述适配器1形锁合地或力锁合地、特别是磁力锁合地锁定在所述连接面板2上。如图5可见，锁定机构10构成在连接面板2的突出部上。该锁定结构10例如可以在适配器1附接到连接面板上时横向地伸出锁定杆。而锁定结构19则可以在适配器1附接到连接面板上时突出于图平面地伸出锁定杆。由此，从至少两个方向限制所附接的适配器1的横向运动、垂直运动以及扭转运动，使其稳定地保持在连接面板上。
虽然在此没有以附图示出，但可以理解的是，适配器1的第二端口布置1b可以对应于图5中所示的连接面板2构成。例如对应于连接面板2的各能量连接端的插孔，在第二端口布置1b上可以对应地设置有能量端口的各插销；和/或，对应于连接面板2的各信号连接端的端子排，在第二端口布置1b上可以对应地设置有信号端口的各端子。在适配器1附接到连接面板2上时，所述各插销插接到相应的插孔中，和/或所述各端子分别插接到相应的端子排中。
图6示出按照本发明的连接系统5的一种实施方式的示意图。在此以车辆充电场景为例，外部设备3在此为充电桩，充电桩的充电枪31具有按照其所应用的车辆充电标准的充电插头32。所述充电插头32在传统的车辆充电中直接插接到车辆的充电口中。在本发明中，为了车辆能够便捷地适配于符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备，提供用于车辆的接口设备4，该接口设备4包括用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器1以及设置在车辆上的连接面板2。在此，适配器1在使用时优选地插接到连接面板2上。适配器1提供适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置1a，以用于有线或无线地连接至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备3。在此，适配器1对应于充电插头32在第一端口布置1a上提供符合该车辆充电标准的充电插座。与该第一端口布置1a对置地，在适配器1的第二端口布置1b上设有用于有线或无线地连接至所述连接面板2上的能量端口和信号端口。对应地，连接面板2提供能量连接端模块和信号连接端模块。在适配器1附装到车辆的连接面板2上时，述适配器1的第二端口布置1b上的能量端口和信号端口分别在此有线连接至所述信号能量连接端模块和所述信号连接端模块，从而在车辆与外部设备3之间单向地和/或双向地传输能量和信号。在此，所述连接面板2优选地独立于或者说不同于任何能量和/或信号传输标准地设计，特别是独立于或者说不同于任何能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。
从图6中也可看出接口设备4的其他构造。例如设有从连接面板2出发设有能量导线，以用于将从外部设备3所获得的能量输送给车辆电池20。
特别优选地，所述接口设备4包括电能转换单元21，以用于实现交直流转换和/或以用于实现在不同电压或电流之间的转换。在此，所述电能转换单元可以构成为DC/AC、AC/DC、AC/DC/AC、DC/AC/DC转换器。
优选地，所述接口设备4可以配设有信号处理单元22，其设置用于从车辆侧经由所述连接面板2和所述适配器1向外部设备3提供符合所应用的能量和/或信号传输标准的模拟信号和/或数字信号。在此，信号处理单元22有利地与车辆的电池管理系统(BMS)、电子控制单元(ECU)、信息娱乐系统等例如通过总线等连接，以便将车辆的数据经由接口设备4向外发送和/或从外部设备3接收数据。
虽然在图6中出于清楚性而没有示出，但是适配器1上也可以设置有表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识，以便连接面板能够识别出所附接的适配器。该标识可以包括但不限于无线标识、如RFID标签；可以包括但不限于光学标识、如条形码、二维码(QR码)；可以包括但不限于电气标识、如标识性电路等。对应地，在连接面板2中设置有标识读取器，以用于读取设置在所述适配器1上的并且表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。
本发明不限于所示的实施例，而是包括或者延及可落入所附权利要求书的有效范围内的所有技术上的等效物。在说明书中所选择的位置说明如例如上、下、左、右等等参照直接的描述以及示出的附图并且在位置变化时按照意义能转用到新的位置上。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (15)

1.用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器，其特征在于，所述适配器包括：
-适用于任意能量和/或信号传输标准的第一端口布置，以用于有线或无线地连接至符合该能量和/或信号传输标准的外部设备；
-用于附装到车辆的连接面板上的第二端口布置，所述第二端口布置包括用于有线或无线地连接至所述连接面板上的能量端口和信号端口中的至少之一；
所述适配器设置为用于经由所述适配器由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备至少单向地传输能量和信号中的至少之一。
2.按照权利要求1所述的适配器，其特征在于，所述第二端口布置独立于任意能量和/或信号传输标准来设计，特别是独立于任意能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。
3.按照权利要求1或2所述的适配器，其特征在于，所述能量和/或信号传输标准包括下述至少之一：车辆充电标准、电源接口标准以及通信接口标准；
其中，所述车辆充电标准特别是包括下述至少之一：GB/T 18487.1、SAE J1772、IEC61851-1、IEC 61851-23、ISO/IEC 15118、CHAdeMO、CHAOJI、CCS 1、CCS 2、GB/T 38775.1-2020、IEC 61980-1、SAE TIR J2954；
所述电源接口标准特别是包括下述至少之一：家用交流电源标准、工业交流电源标准、家用直流电源标准、工业直流电源标准、Power Matters Alliance(PMA)标准、Qi标准、Alliance for Wireless Power(A4WP)标准；
所述通信接口标准特别是包括下述至少之一：CAN、LIN、Flexray等车辆总线接口标准、车载自动诊断设备(OBD)接口标准、以太网接口标准、USB接口标准、HDMI接口标准、MOST接口标准、光通信接口标准、红外通信接口标准、WiFi接口标准、蓝牙接口标准、ZigBee接口标准、NFC接口标准、V2X通信标准。
4.按照权利要求1至3之一所述的适配器，其特征在于，所述第一端口布置设置为用于：
-在有线连接至外部设备时提供用于插接连接的插座或插头，和/或
-在无线接连至外部设备时提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈，和/或
所述第二端口布置设置为用于：
-在有线连接至车辆时提供用于插接连接的插座或插头，和/或
-在无线接连至车辆时提供用于无线连接的收发器天线或能量传输线圈。
5.按照权利要求1至4之一所述的适配器，其特征在于，所述适配器上设置有表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。
6.按照权利要求3至5之一所述的适配器，其特征在于，所述适配器设置有：
-符合所应用的车辆充电标准的阻抗网络，和/或
-符合所应用的车辆充电标准的PWM信号发生器，和/或
-符合所应用的所述通信接口标准的接口电路。
7.用于车辆的接口设备，其特征在于，所述接口设备包括：
-设置在车辆上的连接面板，所述连接面板包括能量连接端模块和信号连接端模块；
-按照权利要求1至6之一所述的用于连接车辆与外部设备的模块化的适配器，
所述适配器能附装到车辆的连接面板上，以使得所述适配器的第二端口布置上的能量端口能有线或无线地连接至所述能量连接端模块和/或所述适配器的第二端口布置上的信号端口能有线或无线地连接至所述信号连接端模块，从而由外部设备向车辆和/或由车辆向外部设备能至少单向地传输能量和信号中的至少之一。
8.按照权利要求7所述的接口设备，其特征在于，所述连接面板独立于任意能量和/或信号传输标准地设计，特别是独立于任意能量和/或信号传输标准的接口布局来设计。
9.按照权利要求7或8所述的接口设备，其特征在于，所述接口设备配设有信号处理单元，其设置用于从车辆侧经由所述连接面板和所述适配器向外部设备提供符合所应用的能量和/或信号传输标准的模拟信号和/或数字信号。
10.按照权利要求7至9之一所述的接口设备，其特征在于，所述接口设备用于符合车辆充电标准地对车辆充电，其中，
-所述能量连接端模块包括至少两个电气连接端；和/或
-所述信号连接端模块包括下述至少之一：充电确认连接端(CC)、控制引导连接端(CP)、接近信号连接端(Proxy)、接地电势连接端(GND)、PLC导线连接端、CAN总线连接端、LIN总线连接端、以太网连接端、光通信连接端、蓝牙接入点、WiFi接入点、RFID终端。
11.按照权利要求10所述的接口设备，其特征在于，所述信号连接端模块配设有：
-符合所应用的车辆充电标准的阻抗网络，和/或
-符合所应用的车辆充电标准的PWM信号发生器。
12.按照权利要求7至11之一所述的接口设备，其特征在于，所述连接面板包括：
-显示单元，以用于向车辆用户显示充电状态，和/或
-人机交互单元，以用于为车辆用户提供用于能量和/或信号传输的操作界面，和/或
-锁定机构，以用于将所述适配器形锁合地或力锁合地、特别是磁力锁合地锁定在所述连接面板上。
13.按照权利要求7至12之一所述的接口设备，其特征在于，
所述接口设备包括电能转换单元，以用于实现交直流转换和/或以用于实现在不同电压或电流之间的转换；和/或
在所述连接面板中设置有标识读取器，以用于读取设置在所述适配器上的并且表示当前可用的能量和/或信号传输标准的标识。
14.车辆，所述车辆包括权利要求7至13之一所述的接口设备。
15.连接系统，其特征在于，所述连接系统包括：
-按照权利要求7至13之一所述的用于车辆的接口设备和/或按照权利要求14所述的车辆；以及
-符合任意能量和/或信号传输标准的外部设备，所述外部设备特别是包括下述至少之一：充电桩、供电电网接入端、车载诊断设备、其他车辆、路侧基础设施、家用电器、多媒体播放设备、智能手机、个人电脑、运动设备、户外装备。
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