CN115707591A - 错误的电动车辆供电装备检测和管理 - Google Patents

Abstract

本公开提供了“错误的电动车辆供电装备检测和管理”。一种车辆包括与充电端口连接的控制导频电路，所述控制导频电路承载来自电动车辆供电装备的控制导频信号；以及控制器，所述控制器响应于在所述电动车辆供电装备的插头与所述充电端口配合时所述控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗。

Description

错误的电动车辆供电装备检测和管理

技术领域

本公开涉及汽车电池的充电。

背景技术

SAE地面车辆推荐实践J1772、SAE电动车辆传导充电耦合器(SAE J1772)是由国际SAE维护的电动车辆电连接器的北美标准。它涉及电动车辆传导充电系统和相关联的耦合器的通信协议、电气、性能和物理要求。此标准旨在定义常见的电动车辆传导充电系统架构，包括车辆入口和配合连接器的尺寸、功能和操作要求。

IEC 61851是电动车辆传导充电系统的国际标准。

发明内容

一种车辆包括充电端口，所述充电端口接收电动车辆供电装备的插头；控制导频电路，所述控制导频电路与所述充电端口连接并且承载来自所述电动车辆供电装备的控制导频信号；以及控制器，所述控制器响应于在所述插头与所述充电端口配合时所述控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

一种方法包括由控制器响应于在所述电动车辆供电装备的插头与车辆充电端口配合时来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在睡眠模式中。

一种车辆充电系统包括控制器，所述控制器基于与来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化相关联的累积时间来选择性地退出睡眠模式和进入唤醒模式，使得所述控制器在所述累积时间超过预定义值之后，无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

附图说明

图1是电动车辆供电装备和车辆接口的示意图。

图2是车辆和电动车辆供电装备的框图。

具体实施方式

本文描述了实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可以采用不同和替代的形式。附图不一定按比例绘制。一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员的代表性基础。

参考附图中的任何一个示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。

电动车辆和插电式混合动力电动车辆可以经由电动车辆供电装备接收电荷，所述电动车辆供电装备经由电线将车外充电站物理地连接到车辆。此电动车辆供电装备还可以将其他车外装备物理地连接到车辆，以允许车辆经由电线向其他车外装备供应高压能量。然而，可以经由典型的无线(而不是有线)信道来利于电动车辆供电装备与车辆之间的通信。当电动车辆供电装备插入车辆时，可以触发这种通信。

电动车辆供电装备可能以错误的方式操作，这可能会阻止插电式车辆(例如，电池电动车辆或插电式混合动力电动车辆)充电。这些电动车辆供电装备可能会产生阻止充电开始的错误控制导频信号。当在延长的时间段内连接到“有问题的”电动车辆供电装备时，车辆可能经历耗尽的12V电池。这最终可能导致未充电的高压电池。电动车辆供电装备可能通过从内部电子信号发生器输出不稳定或非稳定的控制导频信号而创建该问题。车辆的车载充电器在睡眠模式中监测控制导频信号，并且当控制导频状态发生变化时将唤醒(增加功耗)。如果频繁的控制-导频-改变-唤醒从未导致可用的能量转换状态，即，保持不稳定，则车辆将耗尽其12V电池。车主可能没有意识到这个问题，并且无法得知车辆未被充电且12V电池完全放电。

错误的电动车辆供电装备行为的一些示例包括重复地生成标称控制导频信号达一秒，随后关闭达六十秒，重复地生成标称控制导频信号达三秒，随后暂停六十秒，以及重复地生成数字控制导频信号达五秒，随后是零达三十秒。DC充电站可能会发生类似的错误。

这里，考虑了用于监测“充电时间”(计时器1)和“不充电时间”(计时器2)的多计时器系统。充电时间是连续且不间断的时间间隔。当充电器唤醒时，不充电时间进行累积，并且在睡眠和功率循环期间进行存储。当从车辆移除电动车辆供电装备插头时，两个计时器被重置。当充电时间到期时，不充电计时器也被重置。在进一步详细探索这些策略之前，将讨论电动车辆供电装备/车辆接口。

参考图1，某些电动车辆供电装备10具有控制电子器件12、+12V输出端14、-12V输出端16、脉冲宽度调制(PWM)输出端18、开关20、控制导频部分22(其包括电阻器24)、电压传感器26、电压传感器线28和接地的接地部分30。输出端12、14分别与+12V电源和-12V电源连接。PWM输出端18与振荡器连接，在此示例中，所述振荡器是接地的+/-12V之间的1KHz振荡器。开关20串联电连接在控制电子器件12与电阻器24之间。取决于电动车辆供电装备10在插入时操作的模式，开关20将连接到+12V输出端14或PWM输出端18。电压传感器线28电连接控制电子器件12和电压传感器26，所述电压传感器被布置成感测控制导频部分22上的电压(在开关20和电阻器24之后)并且将所述电压传送到控制电子器件12。

电动车辆供电装备连接器32包括端子34、36、控制导频部分38和接地部分40。控制导频部分38电连接在控制导频部分22与端子34之间。接地部分40电连接在接地部分30与端子36之间。

车辆接口42包括车载充电控制器44、包括二极管48和缓冲器50的控制导频部分46、包括开关54的接地部分52、电压传感器56、包括缓冲器60的电压传感器线58以及接地电阻器62、64。开关54由车载充电控制器44控制。电压传感器线58电连接车载电池充电控制器44和电压传感器56，所述电压传感器被布置成感测控制导频部分46上的电压(在二极管48和缓冲器50之前)并且将所述电压传送到车载电池充电控制器44。接地电阻器62、64将控制导频部分46电连接到接地部分52在开关54的任一侧上。

车辆充电端口66包括端子68、70、控制导频部分72和接地部分74。控制导频部分72电连接在控制导频部分46与端子68之间。接地部分74电连接在接地部分52与端子70之间。

当电动车辆供电装备连接器32和车辆充电端口66连接时(即，当电动车辆供电装备10插入时)，端子34、68配合，使得控制导频部分22、38、46、72在控制电子器件12与车载电池充电控制器44之间形成连续的控制导频线，所述控制导频线在其间承载用于由车载电池充电控制器44进行测量和解译的信号。端子36、70也配合，使得接地部分30、40、52、74在控制导频部分46与电动车辆供电装备10的接地之间形成连续的接地线。

可以通过监测何时发生充电以及何时在插电时不发生充电来检测错误的电动车辆供电装备。监测器可以由车载电池充电控制器44实施，并且当电动车辆供电装备连接器32插入车辆充电端口66时被激活。一旦检测到成功充电或移除了电动车辆供电装备连接器32，就停用监测器。

计时器1监测连续充电时间，并且在不充电时重置为零。如上所述，当计时器1达到最大值时，计时器1和2将重置。也就是说，充电将继续，但计时器1将停止计数。计时器2监测不充电时间(当控制导频信号为非零，但其值不支持充电时)，并且当车辆供电装备连接器32被拔出或计时器1到期时重置。可以选择计时器2的校准以对应于低功率监测期间的最大可允许的不支持的12V电池消耗。例如，假设5A的12V负载运行一小时，这表示从标准的30安培-小时12V电池降低了5安培-小时的容量(小于20％的容量损失)。一旦确定控制导频信号不再存在，计时器3就监测在车载电池充电控制器44进入睡眠之前的延迟时间。

可以校准所有计时器值。例如，计时器1可以具有2分钟的最大值，计时器2可以具有1小时的最大值，并且计时器3可以具有61秒的最大值。在确定控制导频信号不再存在之后，当车载电池充电控制器44进入睡眠时，所有计时器可以重置。对于成功的充电事件，计时器1将到期。因此，需要连续的时间间隔(校准)来宣布充电成功。

当插电时、存在控制导频信号并且12V电池未被充电(例如，DC/DC转换器被禁用)时，计时器2将累积不充电时间。随着计时器2累积，对应的12V电池荷电状态降低。当计时器2因未成功充电而到期时，车载电池充电控制器44可以报告电动车辆供电装备警报，记录故障代码，并且忽略进一步的控制导频信号的变化。因此，通过禁用控制导频信号监测器来防止进一步的12V电池放电。可能需要车辆点火钥匙循环、电动车辆唤醒或充电端口门打开来重新开始控制导频信号的监测。可以将电动车辆供电装备警报发送给客户，使得可以选择不同的电动车辆供电装备。

计时器2包括累积的车载唤醒时间，并且不包括插电时的睡眠或关闭时间。当控制导频信号值不支持主动充电时，计时器2累积车载充电器唤醒时间。例如，如果控制导频信号指示暂停并且保持暂停，则车载电池充电器控制器44将累积唤醒时间，但不在睡眠期间累积。当充电器转变到睡眠模式时，计时器2的值可以存储在保活存储器中。在插电时从睡眠唤醒充电器时，计时器2的值从存储的值重新开始。

计时器3考虑了对错误的电动车辆供电装备的检测，所述电动车辆供电装备转变为关闭状态并且稍后唤醒短时间段。在没有计时器3的情况下，其他监测器将重置。这识别了具有开-关-开短循环操作的电动车辆供电装备。

总之，计时器1和3用于重置计时器2。如果达到它们的最大值中的任一个，则重置计时器2。计时器2是累积计时器。

参考图2，车辆76包括车辆接口42、车辆充电端口66、牵引电池78、电机80、车轮82和无线收发器84。牵引电池78被布置成向电机80提供电力并且从所述电机接收电力。电机80将来自牵引电池78的电能变换成机械能以使车轮82移动。电机80还在再生制动期间将来自车轮82的机械动力变换为电力以存储在电机80中。牵引电池78还被布置成从充电端口66接收电力并且向充电端口66提供电力。

车辆接口42可以经由收发器84传输和接收无线消息等。

电动车辆供电装备10包括收发器86。电动车辆供电装备10可以经由收发器84传输和接收无线消息等。

连接电动车辆供电装备10、连接器32、车辆充电端口66和车辆接口42的虚线表示电动车辆供电装备10与车辆接口42之间的控制导频线。连接电动车辆供电装备10、连接器32、充电端口66和牵引电池78的实线表示可以在电动车辆供电装备10与牵引电池78之间传递电力的有线路径。

本文公开的算法、方法或过程可以被输送到计算机、控制器或处理装置或由计算机、控制器或处理装置实施，计算机、控制器或处理装置可以包括任何专用电子控制单元或可编程电子控制单元。类似地，算法、方法或过程可以以多种形式存储为可由计算机或控制器执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在诸如只读存储器装置的不可写存储介质上的信息和可改地存储在诸如光盘、随机存取存储器装置或其他磁性和光学介质的可写存储介质上的信息。所述算法、方法或过程也可以在软件可执行对象中实现。替代地，可以使用合适的硬件部件，诸如专用集成电路、现场可编程门阵列、状态机，或者其他硬件部件或装置，或者固件、硬件和软件部件的组合全部或部分地实施所述算法、方法或过程。

尽管上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。

如前所描述的，各个实施例的特征可以被组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例可能已经被描述为就一个或多个期望的特性而言相较其他实施例或现有技术实施方式提供了优点或是优选的，但是本领域普通技术人员应认识到，一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的总体系统属性，这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于：成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维修性、重量、可制造性、易组装性等。这样，描述为就一个或多个特性而言相较其他实施例或现有技术实现方式不太可取的实施例不在本公开的范围外，并且对于特定应用可能是期望的。

根据本发明，提供了一种车辆，其具有：充电端口，所述充电端口被配置为接收电动车辆供电装备的插头；控制导频电路，所述控制导频电路与所述充电端口连接并且被配置为承载来自所述电动车辆供电装备的控制导频信号；以及控制器，所述控制器被编程为响应于在所述插头与所述充电端口配合时所述控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从所述充电端口移除所述插头而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时，退出所述睡眠模式并且增加功耗。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为在所述累积时间超过所述预定义值之后生成警报。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为当所述控制器在唤醒模式中时，而不是当所述控制器在所述睡眠模式中时，使所述累积时间递增。

根据本发明，提供了一种方法，其具有：由控制器响应于在所述电动车辆供电装备的插头与车辆充电端口配合时来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在睡眠模式中。

根据一个实施例，本发明的特征还在于响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，本发明的特征还在于响应于从所述充电端口移除所述插头而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，本发明的特征还在于响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时，退出所述睡眠模式并且增加功耗。

根据一个实施例，本发明的特征还在于在所述累积时间超过所述预定义值之后生成警报。

根据一个实施例，本发明的特征还在于当所述控制器在唤醒模式中时，而不是当所述控制器在所述睡眠模式中时，使所述累积时间递增。

根据本发明，提供了一种车辆充电系统，其具有：控制器，所述控制器被编程为基于与来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化相关联的累积时间来选择性地退出睡眠模式和进入唤醒模式，使得所述控制器在所述累积时间超过预定义值之后，无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于从充电端口移除所述电动车辆供电装备的插头而将所述累积时间重置为零。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后，退出所述睡眠模式并且进入所述唤醒模式。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为在所述累积时间超过所述预定义值之后生成警报。

根据一个实施例，所述控制器还被编程为当所述控制器在唤醒模式中时，而不是当所述控制器在所述睡眠模式中时，使所述累积时间递增。

Claims (15)

1.一种车辆，其包括：

充电端口，所述充电端口被配置为接收电动车辆供电装备的插头；

控制导频电路，所述控制导频电路与所述充电端口连接并且被配置为承载来自所述电动车辆供电装备的控制导频信号；以及

控制器，所述控制器被编程为响应于在所述插头与所述充电端口配合时所述控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

2.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

3.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于从所述充电端口移除所述插头而将所述累积时间重置为零。

4.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时，退出所述睡眠模式并且增加功耗。

5.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为在所述累积时间超过所述预定义值之后生成警报。

6.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制器还被编程为当所述控制器在唤醒模式中时，而不是当所述控制器在所述睡眠模式中时，使所述累积时间递增。

7.一种方法，其包括：

由控制器响应于在所述电动车辆供电装备的插头与车辆充电端口配合时来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化以及与所述变化相关联的累积时间保持小于预定义值来退出睡眠模式并且增加功耗，以及在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时无论所述变化如何都保持在睡眠模式中。

8.如权利要求7所述的方法，其还包括响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

9.如权利要求7所述的方法，其还包括响应于从所述充电端口移除所述插头而将所述累积时间重置为零。

10.如权利要求7所述的方法，其还包括响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后在所述插头与所述充电端口配合时，退出所述睡眠模式并且增加功耗。

11.一种车辆充电系统，其包括：

控制器，所述控制器被编程为基于与来自电动车辆供电装备的控制导频信号的变化相关联的累积时间来选择性地退出睡眠模式和进入唤醒模式，使得所述控制器在所述累积时间超过预定义值之后，无论所述变化如何都保持在所述睡眠模式中。

12.如权利要求11所述的车辆充电系统，其中所述控制器还被编程为响应于预定义持续时间的连续充电的发生而将所述累积时间重置为零。

13.如权利要求11所述的车辆充电系统，其中所述控制器还被编程为响应于从充电端口移除所述电动车辆供电装备的插头而将所述累积时间重置为零。

14.如权利要求11所述的车辆充电系统，其中所述控制器还被编程为响应于车辆激活信号的存在，在所述累积时间超过所述预定义值之后，退出所述睡眠模式并且进入所述唤醒模式。

15.如权利要求11所述的车辆充电系统，其中所述控制器还被编程为在所述累积时间超过所述预定义值之后生成警报。

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