CN205440018U - 具状态指示的充电设备 - Google Patents

Abstract

一种具状态指示的充电设备，适用于对电动车充电，充电设备包括一供电装置及一充电枪。供电装置具有一处理模块、一指示控制单元及一信号调变单元。充电枪通过一电力线电性连接供电装置，充电枪具有一信号解调单元及一指示单元。处理模块根据充电枪与电动车的连接状态，以指示指示控制单元输出一状态控制信号给信号调变单元，信号调变单元调变状态控制信号，并经由电力线传输调变后的状态控制信号至信号解调单元，信号解调单元将调变后的状态控制信号解调为状态控制信号，并传输给指示单元，指示单元根据状态控制信号以产生一状态信号。

Description

具状态指示的充电设备

技术领域

本实用新型有关于一种具状态指示的充电设备，且特别涉及电动车的充电设备。

背景技术

电动车例如为油电混合车、直流电动车、交流电动车、电动机车、电动自行车、电动脚踏车、由电动机驱动的电池电动车(ElectricBatteryVehicle，BEV)或其他使用电动机驱动而在路面上行驶的车辆。其中，电动车包含使用由外部电源补充电量的蓄电池，并由蓄电池供电给电动机，藉此驱动电动车行驶。

由于电动车的动力源为电池电力。因此，电池的技术与成本将决定电动车的行驶距离。另外，再加上路面状况、交通情况、车辆负重等多种因素都会影响电动车辆中的电池的效率，造成电池电动车的行驶距离往往无法准确地掌握。所以，电动车往往需要通过充电基站、家庭或建筑物内的充电设备进行充电作业。

然而，电动车往往需要很长一段时间充电，并于充电后，使用者才能检视电动车的电量；或是使用者往往需进入电动车车体内，以检视电动车的电量仪表，才能得知电动车的电量；或是使用者往往需检视电动车上的电量显示仪表，才能得知电动车的电量；或是由电动车于充饱电后发出声响、信号或其他方式而得知电动车的电量，藉此造成使用上的困扰。

发明内容

本实用新型的目的在于在于提供一种具状态指示的充电设备及其状态指示方法，通过对状态控制信号的调变与解调技术，以使充电枪达到显示各种充电状态，藉此提升充电设备的使用方便性。

本实用新型提出一种具状态指示的充电设备，适用于对电动车充电。充电设备包括一供电装置及一充电枪。供电装置具有一处理模块、一指示控制单元及一信号调变单元。指示控制单元电性连接处理模块及信号调变单元。供电装置用以储存电能，以及供电给电动车。充电枪通过一电力线电性连接供电装置，充电枪具有一信号解调单元及一指示单元。指示单元电性连接信号解调单元，充电枪可拆地电性连接电动车。其中，处理模块根据充电枪与电动车的连接状态，以指示指示控制单元输出一状态控制信号给信号调变单元。信号调变单元调变状态控制信号，并经由电力线传输调变后的状态控制信号至信号解调单元。信号解调单元将调变后的状态控制信号解调为状态控制信号，并传输给指示单元。指示单元根据状态控制信号以产生一状态信号。

本实用新型的具体手段为利用一种具状态指示的充电设备，通过对状态控制信号的调变与解调技术，致使充电枪的指示单元发出各种颜色的光束。因此，使用者可通过判别不同的光束，而得知充电设备的目前状态，藉此提升具状态指示的充电设备的使用方便性。

以上的概述与接下来的实施例，皆是为了进一步说明本实用新型的技术手段与实现技术效果，然所叙述的实施例与附图仅提供参考说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的具状态指示的充电设备的示意图。

图1A为根据图1的本实用新型一实施例的充电枪的枪头连接面示意图。

图2为本实用新型另一实施例的具状态指示的充电设备的功能方块示意图。

图2A为根据图2的本实用新型一实施例的电力线通信示意图。

图3为本实用新型另一实施例的具状态指示的充电设备的功能方块示意图。

图4为本实用新型另一实施例的指示部的示意图。

图5为本实用新型另一实施例的充电设备的状态指示方法的流程图。

图6为本实用新型另一实施例的充电设备的状态指示方法的流程图。

附图标记说明：

1、1a：具状态指示的充电设备

9：电动车

10、10a：供电装置

100：处理模块

102：电源模块

104：充电模块

104A：交流充电单元

104D：直流充电单元

106：指示控制单元

108：信号调变单元

110：无线通信模块

12、12a：充电枪

120：信号解调单元

122：指示单元

Po：电力线

SA：枪头连接面

IB：指示部

CE：充电部

SH：壳体

ML：Z型显示单元

CP、PP：信号部

P1、P2：输电部

G：接地部

ACW1：交流电波

ACW2：调变后的状态控制信号

SCW：状态控制信号

S501～S515：流程步骤

S600～S615：流程步骤

具体实施方式

图1为本实用新型一实施例的具状态指示的充电设备的示意图。请参阅图1。一种具状态指示的充电设备1，适用于对电动车充电，充电设备1包括一供电装置10、一电力线Po及一充电枪12。在实务上，电力线Po电性连接供电装置10及充电枪12。供电装置10用以储存电能，以及供电给电动车。而充电枪12可拆地电性连接电动车。因此，使用者可操作充电枪12以电性连接电动车，藉此供电装置10通过充电枪12输出电能以对电动车充电。

充电枪12具有一信号解调单元120及一指示单元122。在实务上，信号解调单元120设置于充电枪12体内。指示单元122配置于充电枪12枪头的前端侧边。其中指示单元122例如为一个或多个LED指示灯、RGB三色发光二极管、显示器、蜂鸣器或其他指示器。本实施例不限制信号解调单元120、指示单元122及充电枪12的实施方式。

举例来说，使用者将充电枪12电性连接上电动车时，指示单元122例如发出蓝色光束，藉此表示目前充电设备1处于预备中或准备充电的状态。当充电设备1与电动车完成沟通程序后，指示单元122例如发出绿色光束，藉此表示目前充电设备1处于充电中的状态。当电动车充电达饱和后，指示单元122例如发出黄色光束，藉此表示电动车完成充电，且目前充电设备1处于停止充电的状态。

于供电装置10、充电枪12等充电设备1或电动车发生故障时，指示单元122例如发出红色光束，藉此表示目前供电装置10、充电枪12等充电设备1或电动车处于为故障状态。例如，充电设备1所输出的充电电压过高、充电电流过大、电流不稳定、电动车的电池故障或其他故障因素等，指示单元122将产生状态信号以提醒使用者。另在其他实施例中，指示单元122亦可通过声音或其他方式以警示使用者。所属技术领域技术人员可自由设计指示单元122的发光颜色与表示状态的对应关系、指示单元122的蜂鸣类型与表示状态的对应关系。本实施例不限制充电设备1的实施方式。

图1A为根据图1的本实用新型一实施例的充电枪的枪头连接面示意图。充电枪12的枪头连接面SA例如配置有两个输电部P1、P2、两个信号部CP、PP及一个接地部G。其中，该些输电部P1、P2、信号部CP、PP及接地部G分别为端子、引脚(pin)或插座(socket)。为了方便说明，本实施例的该些输电部P1、P2、信号部CP、PP及接地部G均为端子，也就是两支输电端子、两支信号端子及一支接地端子。

两支输电部P1、P2例如为一水线端子及一火线端子。两支信号部CP、PP例如为一导引信号端子(ControlPilot)及一接触检测端子(ProximityDetection)。为了方便说明，第一信号部CP例如为导引信号端子，第二信号部PP例如为接触检测端子。其中，导引信号端子用以作为电动车与供电装置10之间通信的传输通道。接触检测端子用以检测充电枪12是否连接上电动车。在其他实施例中，充电枪12配置有五个、七个或多个端子。本实施例不限制该些输电部P1、P2、信号部CP、PP及接地部G的配置位置与实施方式。

图2为本实用新型另一实施例的具状态指示的充电设备的功能方块示意图。请参阅图2。供电装置10(ElectricVehicleSupplyEquipment，EVSE)具有一电源模块102、一处理模块100、一充电模块104、一指示控制单元106及一信号调变单元108。在实务上，电源模块102及充电模块104分别电性连接处理模块100。处理模块100电性连接电源模块102、充电模块104及指示控制单元106。指示控制单元106电性连接处理模块100及信号调变单元108。

详细来说，电源模块102为交流电源或直流电源，例如通过市电电源、蓄电池、太阳能发电机或发电机等来实现。为了方便说明，本实施例的电源模块102是为交流电源来说明。本实施例不限制电源模块102的实施方式。

充电模块104包括一直流充电单元104D及一交流充电单元104A。其中，直流充电单元104D例如通过直流充电电路、升压电路、降压电路、升降压电路、过电压保护电路、过电流保护电路及其他电路的其中之一或组合来实现。交流充电单元104A例如通过逆变电路、交流充电电路、过电压保护电路、过电流保护电路及其他电路的其中之一或组合来实现。本实施例不限制充电模块104的实施方式。

举例来说，充电设备1具有一支充电枪12。其中直流充电单元104D通过充电枪12以输出直流电源给电动车9，或是交流充电单元104A通过充电枪12以输出交流电源给电动车9。也就是充电枪12例如为直流充电枪或交流充电枪。在其他实施例中，充电设备1具有两支充电枪12或多支充电枪12，例如为直流充电枪及交流充电枪。直流充电枪电性耦接至直流充电单元104D。直流充电单元104D通过直流充电枪以输出直流电源给电动车9。而交流充电枪电性耦接至交流充电单元104A。交流充电单元104A通过交流充电枪以输出交流电源给电动车9。本实施例不限制充电枪12的数量与实施方式。

处理模块100例如通过处理器、微处理器、半导体电子元件的控制电路、处理电路或判断电路来实现。本实施例不限制处理模块100的实施方式。而指示控制单元106例如为LED控制器、指示灯控制器、流星灯控制器、爆闪灯控制器、呼吸灯控制器、渐变灯控制器、蜂鸣器的控制器、显示控制器或其他控制器。本实施例不限制指示控制单元106的实施方式。

充电枪12具有一信号解调单元120及一指示单元122。指示单元122电性连接信号解调单元120。其中，处理模块100根据充电枪12与电动车9的连接状态，以指示指示控制单元106输出一状态控制信号给信号调变单元108。信号调变单元108调变状态控制信号，并经由电力线Po传输调变后的状态控制信号至信号解调单元120。信号解调单元120将调变后的状态控制信号解调为状态控制信号，并传输给指示单元122。指示单元122根据状态控制信号以产生一状态信号。

值得注意的是，信号调变单元108以交流电为载波，并将状态控制信号调变以载入交流电波，而信号解调单元120自交流电波解调出状态控制信号。其中，状态控制信号包括一指示充电中信号、一指示预备中信号、一指示充电警示信号及一指示充电饱和信号的其中之一或组合。本实施例不限制状态控制信号的实施方式。

进一步来说，充电枪12具有一第一信号部CP及一第二信号部PP。第一信号部CP及第二信号部PP分别电性连接电力线Po。当充电枪12电性连接电动车9时，第二信号部PP检测到电动车9，并输出一检测信号给处理模块100，而处理模块100通过第一信号部CP与电动车9通信。处理模块100通过第一信号部CP以取得电动车9的一车辆信息。车辆信息包括车辆电池模块的饱和电量、剩余电量、输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障电池及电池寿期的其中之一或组合。

此外，充电枪12还包括一第一输电部P1、一第二输电部P2及一接地部G。第一输电部P1、第二输电部P2及接地部G分别电性连接电力线Po。供电装置10供电经由电力线Po、充电枪12的第一输电部P1及第二输电部P2，以供电给电动车9。

举例来说，当充电枪12电性连接上电动车9时，处理模块100通过第二信号部PP检测到电动车9，处理模块100输出一指示预备中的状态控制信号给指示控制单元106，藉此供电装置10通过电力线通信技术(PowerLineCommunication)传输此状态控制信号给充电枪12。因此，指示单元122发出蓝光，藉此表示充电设备1处于预备中的状态。

当处理模块100通过第一信号部CP与电动车9通信，或是处理模块100通过第一信号部CP取得电动车9的车辆信息时，处理模块100输出一指示充电中的状态控制信号给指示控制单元106，藉此供电装置10通过电力线通信技术传输此状态控制信号给充电枪12。因此，指示单元122发出绿光，藉此表示充电设备1处于充电中的状态。

当处理模块100通过第一信号部CP与电动车9通信，并得知电动车9的电量达到饱和时，处理模块100输出一指示充电饱和的状态控制信号给指示控制单元106，藉此供电装置10通过电力线通信技术传输此状态控制信号给充电枪12。因此，指示单元122发出黄光，藉此表示电动车9完成充电，且目前充电设备1为停止充电的状态。

当处理模块100得知电源模块102、充电模块104及电动车9的其中之一或组合发生故障时，处理模块100输出一指示充电警示的状态控制信号给指示控制单元106，藉此供电装置10通过电力线通信技术传输此状态控制信号给充电枪12。因此，指示单元122发出红光，藉此表示电源模块102、充电模块104及电动车9的其中之一或组合发生故障的状态。

图2A为根据图2的本实用新型一实施例的电力线通信示意图。图2A绘示一交流电波ACW1、一状态控制信号SCW及一调变后的状态控制信号ACW2。其中，交流电波ACW1例如为110伏特、60Hz的交流电。状态控制信号SCW例如为12伏特、1MHz的信号。其中，信号调变单元108通过调变技术，以将12伏特、1MHz的状态控制信号SCW载入110伏特、60Hz的交流电波ACW1，藉此产生调变后的状态控制信号ACW2。

此外，于充电枪12中的信号解调单元120接收到调变后的状态控制信号ACW2，并将调变后的状态控制信号ACW2解调为状态控制信号SCW。因此，充电枪12通过指示单元122以输出各种指示状态信号，例如发出蓝光、绿光、黄光或红光。所属技术领域技术人员根据本实施例的技术精神可自由设计交流电波ACW1、状态控制信号SCW及调变后的状态控制信号ACW2。

图3为本实用新型另一实施例的具状态指示的充电设备的功能方块示意图。请参阅图3。本实施例与前述实施例图2的充电设备1相似。然而，充电设备1a、1之间仍存有差异，其在于：充电设备1a还包括一无线通信模块110，电性连接处理模块100。无线通信模块110用以与电动车9无线通信，并取得电动车9的一车辆信息。

车辆信息包括车辆电池模块的饱和电量、剩余电量、输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障电池及电池寿期的其中之一或组合。在其他实施例中，车辆信息亦包括车款、车辆型式、车辆识别码或车辆的其他信息。本实施例不限制车辆信息的实施方式。

详细来说，无线通信模块110通过Wi-Fi通信器、蓝牙通信器、射频通信器或其他通信器来实现。本实施例不限制无线通信模块110的实施方式。因此，供电装置10a通过无线通信模块110以取得电动车9的车辆信息。此外，于充电枪12a尚未连接上电动车9时，供电装置10a可通过无线通信模块110以先期与电动车9建立一通信通道。

举例来说，电动车9处于低电量状态，且电动车9需找到附近的充电站进行充电作业。而供电装置10a的无线通信模块110可先期与电动车9通信，并导引电动车9来到此充电站。于充电枪12a电性连接上电动车9时，处理模块100可快速地处理对电动车9的充电作业，藉此缩短处理模块100与电动车9的建立通信的作业时间。

另外，于充电警示状态中，供电装置10a例如通过蜂鸣器(未绘示)以产生警示声响，或是通过无线通信模块110以发送警示简讯给使用者的行动通信装置，藉此提醒使用者。本实施例不限制无线通信模块110的运作实施方式。

此外，供电装置10a包括一指示部IB及一充电部CE。指示部IB电性连接充电部CE。其中，指示控制单元106及信号调变单元108配置于指示部IB。电源模块102、处理模块100及充电模块104配置于充电部CE。在其他实施例中，电源模块102、处理模块100、充电模块104、指示控制单元106及信号调变单元108亦可设置于一本体中，或是电源模块102、处理模块100、充电模块104、指示控制单元106及信号调变单元108其中之一或组合可任意配置于充电部CE或指示部IB中。所属技术领域技术人员可自由设计指示部IB及充电部CE的配置位置及实施方式。

图4为本实用新型另一实施例的指示部的示意图。请参阅图4。图4所绘示一指示部IB，例如配置于充电站、家庭或建筑物的供电装置10的外壳体上或是附近的墙壁上。其中，指示部IB包括一壳体SH与一Z型显示单元ML。Z型显示单元ML设置于壳体SH。Z型显示单元ML电性连接指示控制单元106。指示控制单元106输出状态控制信号给Z型显示单元ML，Z型显示单元ML根据状态控制信号以产生一动态显示信号。

Z型显示单元ML例如为LED灯条或是多个排列的LED、OLED或其他发光二极管。其中，Z型显示单元ML是以跑马灯方式闪烁显示、以动态明暗方式显示、以动态渐层方式显示或是在Z型的中央位置闪烁方式显示，藉此增加可视范围。因此，使用者可远距离观视到电动车9的充电状态。再者，Z型显示单元ML是与指示单元122同步显示。例如，指示单元122发出绿光，Z型显示单元ML亦发出绿光，藉此表示充电设备1处于充电中的状态。本实施例不限制Z型显示单元ML的实施方式。

接下来，进一步说明充电设备的状态指示方法。

图5为本实用新型另一实施例的充电设备的状态指示方法的流程图。请参阅图5。一种充电设备的状态指示方法，状态指示方法包括下列步骤：

于步骤S501中，判断充电枪是否电性连接电动车。若步骤S501的判断为否，则进入步骤S503中，充电设备处于停止供电状态。也就是充电设备处于休眠状态或未供电状态。若步骤S501的判断为是，则进入步骤S505中，处理模块通过充电枪以取得电动车的一车辆信息。在实务上，处理模块通过充电枪的一第一信号部，以取得电动车的一车辆信息。

于步骤S507中，处理模块根据充电枪与电动车的连接状态，以指示指示控制单元输出一状态控制信号给信号调变单元。于步骤S509中，信号调变单元调变状态控制信号，并经由电力线传输调变后的状态控制信号至信号解调单元。于步骤S511中，信号调变单元以交流电为载波，并将状态控制信号调变以载入交流电波。

于步骤S513中，信号解调单元将调变后的状态控制信号解调为状态控制信号，并传输给指示单元。于步骤S515中，指示单元根据状态控制信号以产生一状态信号。值得一提的是，本实施例是通过电力线通信技术，以将状态控制信号自供电装置传送至充电枪的指示单元，藉此产生各种状态信号以提醒使用者。本实施例不限制图5的方法流程。

图6为本实用新型另一实施例的充电设备的状态指示方法的流程图。请参阅图6。一种充电设备的状态指示方法，状态指示方法包括下列步骤：

于步骤S600中，处理模块通过无线通信模块以与电动车无线通信，并取得电动车的一车辆信息。在实务上，电动车可无线连接上附近的充电设备，并与附近的充电设备通信。所以，处理模块是与电动车进行双向通信。例如，处理模块可将充电设备的位置点信息传输给电动车，以使电动车规划最佳路径以到达充电设备的位置。当然，处理模块亦可取得电动车的剩余电量或其他车辆信息，藉此提升充电设备与电动车之间的处理程序。

接着，于步骤S601中，判断充电枪是否电性连接电动车。若步骤S601的判断为否，则进入步骤S603中，充电设备处于停止供电状态。若步骤S601的判断为是，则进入步骤S607中，处理模块根据充电枪与电动车的连接状态，以指示指示控制单元输出一状态控制信号给信号调变单元。

于步骤S609中，信号调变单元调变状态控制信号，并经由电力线传输调变后的状态控制信号至信号解调单元。于步骤S611中，信号调变单元以交流电为载波，并将状态控制信号调变以载入交流电波。

于步骤S613中，信号解调单元将调变后的状态控制信号解调为状态控制信号，并传输给指示单元。于步骤S615中，指示单元根据状态控制信号以产生一状态信号。在其他实施例中，步骤S600可被省略，或是将步骤S600放置于步骤S601与步骤S607之间。也就是将步骤S600取代图5中的步骤S505，本实施例不限制图6的方法流程。

综上所述，本实用新型利用一种具状态指示的充电设备，通过将状态控制信号载入交流电波的设计，致使充电枪的指示单元发出各种颜色的光束。因此，使用者可通过判别不同的光束，而得知充电设备的目前状态，藉此提升具状态指示的充电设备的使用方便性。其中，而使用者往往位于充电枪附近，而充电枪往往距离供电装置一段距离(约5米)，使用者可直接检视充电枪上的指示单元的发光颜色，以得知充电设备的目前状态，藉此使用者不用再跑到供电装置附近，以检视充电设备的目前状态。当然，供电装置附近配置由一Z型显示单元的指示部，藉此增加指示部显示状态的可视范围。如此一来，本实施例的具状态指示的充电设备确实提升使用的方便性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，其并非用以局限本实用新型的专利范围。

Claims (10)

1.一种具状态指示的充电设备，适用于对电动车充电，其特征在于，该充电设备包括：

一供电装置，具有一处理模块、一指示控制单元及一信号调变单元，该指示控制单元电性连接该处理模块及该信号调变单元，该供电装置用以储存电能，以及供电给电动车；及

一充电枪，通过一电力线电性连接该供电装置，该充电枪具有一信号解调单元及一指示单元，该指示单元电性连接该信号解调单元，该充电枪可拆地电性连接电动车；

其中，该处理模块根据该充电枪与电动车的连接状态，以指示该指示控制单元输出一状态控制信号给该信号调变单元，该信号调变单元调变该状态控制信号，并经由该电力线传输调变后的该状态控制信号至该信号解调单元，该信号解调单元将调变后的该状态控制信号解调为该状态控制信号，并传输给该指示单元，该指示单元根据该状态控制信号以产生一状态信号。

2.如权利要求1所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，还包括一电源模块及一充电模块，该电源模块及该充电模块分别电性连接该处理模块，该电源模块用以供应电能至该充电模块，该充电模块用以供应一直流电源或一交流电源至该充电枪。

3.如权利要求2所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该充电模块包括一直流充电单元及一交流充电单元，该直流充电单元电性连接该电源模块及该电力线，该直流充电单元通过该充电枪以输出直流电源给电动车，而该交流充电单元电性连接该电源模块及该电力线，该交流充电单元通过该充电枪以输出交流电源给电动车。

4.如权利要求2所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该供电装置包括一指示部及一充电部，该指示部电性连接该充电部，该指示控制单元及该信号调变单元配置于该指示部，该电源模块、该处理模块及该充电模块配置于该充电部。

5.如权利要求1所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该充电枪具有一第一信号部及一第二信号部，该第一信号部及该第二信号部分别电性连接该电力线，当该充电枪电性连接电动车时，该第二信号部检测到电动车，并输出一检测信号给该处理模块，而该处理模块通过该第一信号部与电动车通信。

6.如权利要求5所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该处理模块通过该第一信号部以取得电动车的一车辆信息，该车辆信息包括车辆电池模块的饱和电量、剩余电量、输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障电池及电池寿期的其中之一或组合。

7.如权利要求5所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该充电枪还包括一第一输电部、一第二输电部及一接地部，该第一输电部、该第二输电部及该接地部分别电性连接该电力线，该供电装置供电经由该电力线、该充电枪的该第一输电部及该第二输电部，以供电给电动车。

8.如权利要求1所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该信号调变单元以交流电为载波，并将该状态控制信号调变以载入交流电波，而该信号解调单元自交流电波解调出该状态控制信号。

9.如权利要求1所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，其中该状态控制信号包括一指示充电中信号、一指示预备中信号、一指示充电警示信号及一指示充电饱和信号的其中之一或组合。

10.如权利要求1所述的具状态指示的充电设备，其特征在于，还包括一无线通信模块，电性连接该处理模块，该无线通信模块用以与电动车无线通信，并取得电动车的一车辆信息，该车辆信息包括车辆电池模块的饱和电量、剩余电量、输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、故障电池及电池寿期的其中之一或组合。