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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen elektrifizierte Fahrzeuge und insbesondere Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge zum Synchronisieren und Steuern des Ladens zwischen Stromversorgungen für Elektrofahrzeuge und einem elektrifizierten Fahrzeug.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich dadurch von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, dass sie selektiv durch eine oder mehrere traktionsbatteriepackbetriebene elektrische Maschinen angetrieben werden. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder in Kombination mit einer Brennkraftmaschine antreiben. Einige elektrifizierte Fahrzeuge, wie etwa Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV) und Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicle - BEV), beinhalten einen Ladeanschluss, der mit einem Ladegerätkoppler einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) zum Laden des Traktionsbatteriepacks verbunden werden kann. Ein Benutzer ist typischerweise darauf beschränkt, jeweils einen einzelnen Ladegerätkoppler in den Fahrzeugladeanschluss einzustecken.
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KURZDARSTELLUNG
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Ein Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge gemäl einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Gehäuse, einen ersten Anschluss, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und dazu konfiguriert ist, einen ersten Ladegerätkoppler einer ersten Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE) aufzunehmen, und einen zweiten Anschluss, der innerhalb des Gehäuses angeordnet und dazu konfiguriert ist, einen zweiten Ladegerätkoppler einer zweiten EVSE aufzunehmen.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Verbinders einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss innerhalb einer vorderen Fläche des Gehäuses angeordnet, und ein Koppler steht von einer hinteren Fläche des Gehäuses vor.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung von Elektrofahrzeugen ist ein Steuersystem innerhalb des Gehäuses untergebracht und beinhaltet einen ersten Ladeschaltkreis, einen zweiten Ladeschaltkreis, einen dritten Ladeschaltkreis und einen Mikrocontroller.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge beinhaltet der erste Ladeschaltkreis eine Leiterplatte, die Schalttechnik beinhaltet, die zum Kommunizieren mit einem Ladeschaltkreis der ersten EVSE konfiguriert ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge beinhaltet der zweite Ladeschaltkreis eine Leiterplatte, die Schalttechnik beinhaltet, die zum Kommunizieren mit einem Ladeschaltkreis der zweiten EVSE konfiguriert ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge beinhaltet der dritte Ladeschaltkreis eine Leiterplatte, die Schalttechnik beinhaltet, die zum Kommunizieren mit einem Ladeschaltkreis eines fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls eines elektrifizierten Fahrzeugs konfiguriert ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge ist der Mikrocontroller programmiert, um ein erstes Steuersignal an den ersten Ladeschaltkreis zu kommunizieren, um den ersten Ladeschaltkreis anzuweisen, mit einem ersten Schaltkreis der ersten EVSE zu kommunizieren, um die erste EVSE auf das Laden vorzubereiten, und ist ferner programmiert, um ein zweites Steuersignal an den zweiten Ladeschaltkreis zu kommunizieren, um den zweiten Ladeschaltkreis anzuweisen, mit einem zweiten Ladeschaltkreis der zweiten EVSE zu kommunizieren, um die zweite EVSE auf das Laden vorzubereiten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge ist der Mikrocontroller programmiert, um ein drittes Steuersignal an den dritten Ladeschaltkreis zu kommunizieren, um den dritten Ladeschaltkreis anzuweisen, mit einem Ladeschaltkreis eines fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls zu kommunizieren, um das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul anzuweisen, ein elektrifiziertes Fahrzeug auf das Laden vorzubereiten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge ist der Mikrocontroller programmiert, um eine spezifische Stromausgabe von jeder von der ersten EVSE und der zweiten EVSE anzufordern.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge beinhaltet das Gehäuse einen Haken, der zum entfernbaren Befestigen des Gehäuses an einem elektrifizierten Fahrzeug konfiguriert ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge kann der Haken über einem Seitenspiegel des elektrifizierten Fahrzeugs positioniert werden.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge ist ein Koppler durch ein Kabel mit dem Gehäuse verbunden.
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Ein Ladesystem für ein elektrifiziertes Fahrzeug gemäl einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem eine Ladeanschlussbaugruppe, die an einem elektrifizierten Fahrzeug montiert ist und einen Einlassanschluss, einen Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE), der mit dem Einlassanschluss verbunden werden kann und einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss beinhaltet, eine erste Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE), die mit dem ersten Anschluss verbunden werden kann, und einer zweiten Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE), die mit dem zweiten Anschluss verbunden werden kann.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform des vorgenannten Ladesystems für ein elektrifiziertes Fahrzeug beinhaltet der EVSE-Verbinder ein Steuersystem, das einen ersten Ladeschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, mit der ersten EVSE zu kommunizieren, einen zweiten Ladeschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, mit der zweiten EVSE zu kommunizieren, einen dritten Ladeschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, mit einem fahrzeuginternen Ladegerätsteuermodul des elektrifizierten Fahrzeugs zu kommunizieren, und einen Mikrocontroller beinhaltet.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der beiden vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge ist der Mikrocontroller dazu konfiguriert, den ersten Ladeschaltkreis anzuweisen, die erste EVSE auf das Laden vorzubereiten, und den zweiten Ladeschaltkreis anzuweisen, die zweite EVSE auf das Laden vorzubereiten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge ist der Mikrocontroller dazu konfiguriert, den dritten Ladeschaltkreis anzuweisen, mit dem fahrzeuginternen Ladegerätsteuermodul zu kommunizieren, um das elektrifizierte Fahrzeug auf das Laden vorzubereiten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge ist der Mikrocontroller dazu konfiguriert, eine spezifische Stromausgabe von jeder von der ersten EVSE und der zweiten EVSE anzufordern und die spezifische Stromausgabe an das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul abzugeben.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss innerhalb einer vorderen Fläche des Gehäuses des EVSE-Verbinders angeordnet, und ein Koppler steht von einer hinteren Fläche des Gehäuses vor.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge kann der Koppler mit dem Einlassanschluss verbunden sein.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorgenannten Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge beinhaltet der EVSE-Verbinder einen Haken, der Haken über einem Seitenspiegel des elektrifizierten Fahrzeugs positioniert ist.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorhergehenden Absätze, der Patentansprüche oder der folgenden Beschreibung und Zeichnungen, einschliel lich beliebiger ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht unvereinbar sind.
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Offenbarung ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich kurzgefasst wie folgt beschreiben.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht eines elektrifizierten Fahrzeugs, das mit einer Ladeanschlussbaugruppe ausgestattet ist.
- 2 ist eine vergröi erte Ansicht der Ladeanschlussbaugruppe des elektrifizierten Fahrzeugs aus 1.
- 3 veranschaulicht einen beispielhaften Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE), der mit einer Ladeanschlussbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs verbunden werden kann.
- 4 veranschaulicht schematisch ein Steuersystem eines EVSE-Verbinders zum Synchronisieren und Steuern des Ladens zwischen mehreren EVSE und einem elektrifizierten Fahrzeug.
- 5 veranschaulicht einen beispielhaften EVSE-seitigen Ladeschaltkreis des Steuersystems des EVSE-Verbinders aus 4.
- 6 veranschaulicht einen beispielhaften fahrzeugseitigen Ladeschaltkreis des Steuersystems des EVSE-Verbinders aus 4.
- 7 veranschaulicht schematisch ein beispielhaftes Verfahren zum Synchronisieren und Steuern des Ladens zwischen mehreren EVSE und einem elektrifizierten Fahrzeug.
- 8 veranschaulicht einen weiteren beispielhaften EVSE-Verbinder, der mit einer Ladeanschlussbaugruppe eines elektrifizierten Fahrzeugs verbunden werden kann.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung beschreibt Verbinder einer Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE) zum Synchronisieren und Steuern des Ladens zwischen mehreren Stromversorgungen für Elektrofahrzeuge und einem elektrifizierten Fahrzeug. Ein beispielhafter EVSE-Verbinder kann mit einer Ladeanschlussbaugruppe des elektrifizierten Fahrzeugs verbunden sein und beinhaltet einen ersten Anschluss, der dazu konfiguriert ist, einen ersten Ladegerätkoppler einer ersten EVSE aufzunehmen, und einen zweiten Anschluss, der dazu konfiguriert ist, einen zweiten Ladegerätkoppler einer zweiten EVSE aufzunehmen. Der EVSE-Verbinder beinhaltet ferner ein Steuersystem zum Koordinieren von Ladevorgängen zwischen der ersten und zweiten EVSE und dem elektrifizierten Fahrzeug. Diese und andere Merkmale dieser Offenbarung werden in den folgenden Absätzen dieser detaillierten Beschreibung ausführlicher erörtert.
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Die 1 und 2 veranschaulichen ein beispielhaftes elektrifiziertes Fahrzeug 10, das ein Traktionsbatteriepack 12 beinhaltet. Das elektrifizierte Fahrzeug 10 kann einen beliebigen elektrifizierten Antriebsstrang beinhalten, der ein Drehmoment von einer elektrischen Maschine (z. B. einem Elektromotor) zum Antreiben der Antriebsräder 14 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 aufbringen kann. In einer Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug 10 ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (PHEV). In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrifizierte Fahrzeug ein Batterieelektrofahrzeug (BEV). Daher kann der Antriebsstrang die Antriebsräder 14 entweder mit oder ohne Unterstützung einer Brennkraftmaschine elektrisch antreiben.
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Das elektrifizierte Fahrzeug 10 der 1-2 ist schematisch als ein Auto veranschaulicht. Die Lehren dieser Offenbarung können jedoch bei jeder beliebigen Fahrzeugart anwendbar sein, darunter unter anderem Autos, Lastwagen, Vans, Geländelimousinen (sport utility vehicle - SUV) usw.
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Auch wenn es schematisch gezeigt ist, kann das Traktionsbatteriepack 12 ein Hochspannungstraktionsbatteriepack sein, der eine Vielzahl von Batteriearrays 16 beinhaltet (d. h. Batteriebaugruppen oder Gruppen von Batteriezellen), die in der Lage ist, elektrische Leistung an eine oder mehrere elektrische Maschinen des elektrifizierten Fahrzeugs 10 auszugeben. Andere Arten von Energiespeichervorrichtungen und/oder -ausgabevorrichtungen können ebenfalls verwendet werden, um das elektrifizierte Fahrzeug 10 elektrisch zu betreiben.
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Von Zeit zu Zeit kann das Laden der Energiespeichervorrichtungen des Traktionsbatteriepacks 12 erforderlich oder erwünscht sein. Das elektrifizierte Fahrzeug 10 kann daher mit einer Ladeanschlussbaugruppe 18 (manchmal als Fahrzeugeinlassbaugruppe bezeichnet) zum Laden der Energiespeichervorrichtungen (z. B. Batteriezellen) des Traktionsbatteriepacks 12 ausgestattet sein. Eine Stromversorgung für Elektrofahrzeuge (EVSE) 20 kann zwischen der Ladeanschlussbaugruppe 18 und einer externen Leistungsquelle 22 wirkverbunden sein, um Leistung zwischen diesen zu übertragen. In einer Ausführungsform beinhaltet die externe Leistungsquelle 22 Leistung aus dem Versorgungsnetz. In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die externe Leistungsquelle 22 eine alternative Energiequelle, wie etwa Solarleistung, Windleistung usw. In noch einer anderen Ausführungsform beinhaltet die externe Leistungsquelle 22 eine Kombination aus Leistung aus dem Versorgungsnetz und alternativen Energiequellen. Die externe Leistungsquelle 22 kann sich an einem Haus des Benutzers, einer öffentlichen Ladestation usw. befinden.
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Die EVSE 20 kann einen Ladegerätkoppler 24 beinhalten, der an einen Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 gekoppelt sein kann, um das Traktionsbatteriepack 12 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 von der externen Leistungsquelle 22 zu laden. Ein Kabel 28 der EVSE 20 kann eine Verbindung zwischen dem Ladegerätkoppler 24 und einer Steckdose oder Ladestation herstellen, die mit der externen Leistungsquelle 22 wirkverbunden ist.
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Die Ladeanschlussbaugruppe 18 kann eine Ladeanschlussklappe 30 beinhalten, die während des typischen Betriebs des elektrifizierten Fahrzeugs 10 geschlossen ist. Wenn das Laden des elektrifizierten Fahrzeugs 10 von der externen Leistungsquelle 22 gewünscht ist, kann sich die Ladeanschlussklappe 30 aus der in 1 gezeigten geschlossenen Position in die in 2 gezeigte offene Position bewegen. Ein Benutzer kann dann den Ladegerätkoppler 24 der EVSE 20 mit dem Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 verbinden, sodass Leistung von der externen Leistungsquelle 22 dem Traktionsbatteriepack 12 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 bereitgestellt werden kann, um die darin enthaltenen Batteriezellen zu laden.
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Der Einlassanschluss 26 der beispielhaften Ladeanschlussbaugruppe 18 kann dazu konfiguriert sein, Wechselstrom (AC) von der externen Leistungsquelle 22 zu empfangen. In einer weiteren Ausführungsform ist der Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 dazu konfiguriert, Gleichstrom (DC) von der externen Leistungsquelle 22 zu empfangen. In noch einem weiteren Beispiel ist der Einlassanschluss 26 ein kombinierter AC/DC-Ladeanschluss, der dazu konfiguriert ist, Wechselstrom, Gleichstrom oder beides von der externen Leistungsquelle 22 zu empfangen. Die EVSE 20 kann somit dazu konfiguriert sein, einen beliebigen Ladepegel bereitzustellen (z. B. Pegel 1, Pegel 2, Gleichstrom usw.).
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Die Geschwindigkeit des Ladens ist ein häufiges Problem, das mit dem Laden elektrifizierter Fahrzeuge zusammenhängt. Eine Möglichkeit, Ladezeiten zu reduzieren, besteht darin, mehrere EVSE in das Fahrzeug einzustecken. Diese Offenbarung beschreibt daher EVSE-Verbinder, die Benutzern die Möglichkeit bereitstellen, mehrere EVSE in die Ladeanschlussbaugruppe 18 zum Laden der Energiespeichervorrichtungen des Traktionsbatteriepacks 12 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 einzustecken.
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3 veranschaulicht einen beispielhaften EVSE-Verbinder 32, der in den Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 eingesteckt werden kann, um zu ermöglichen, dass mehrere (d. h. zwei oder mehr) EVSE das elektrifizierte Fahrzeug 10 gleichzeitig laden. Der EVSE-Verbinder 32 ist dazu konfiguriert, das Laden zwischen den mehreren EVSE und dem elektrifizierten Fahrzeug 10 zu synchronisieren und zu steuern.
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Der EVSE-Verbinder 32 kann ein Gehäuse 34, einen ersten Anschluss 36, einen zweiten Anschluss 38 und einen Koppler 40 beinhalten. Der erste Anschluss 36 und der zweite Anschluss 38 können innerhalb einer vorderen Fläche 42 des Gehäuses 34 angeordnet sein und der Koppler 40 kann sich von einer hinteren Fläche 44 des Gehäuses 34 erstrecken.
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Eine erste EVSE 20A kann in den ersten Anschluss 36 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt sein. Zum Beispiel kann ein erster Ladegerätkoppler 24A der ersten EVSE 20A in den ersten Anschluss 36 eingesteckt sein.
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Eine zweite EVSE 20B kann in den zweiten Anschluss 38 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt sein. Zum Beispiel kann ein zweiter Ladegerätkoppler 24B der zweiten EVSE 20B in den zweiten Anschluss 38 eingesteckt sein.
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Der Koppler 40 des EVSE-Verbinders 32 kann in den Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 eingesteckt sein. Der Koppler 40 kann entweder vor oder nach dem Einstecken der ersten EVSE 20A in den ersten Anschluss 36 und/oder der zweiten EVSE 20B in den zweiten Anschluss 38 in den Einlassanschluss 26 eingesteckt werden.
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Zusammen bilden die Ladeanschlussbaugruppe 18, der EVSE-Verbinder 32 und die EVSE 20A, 20B ein Ladesystem des elektrifizierten Fahrzeugs 10. Das Ladesystem kann daher Ladekomponenten beinhalten, die sich sowohl an Bord als auch aul erhalb des elektrifizierten Fahrzeugs 10 befinden.
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Ein Steuersystem 46 des EVSE-Verbinders 32 ist in 4 schematisch veranschaulicht. Das Steuersystem 46 ist ausgelegt, um die Leistungszufuhr zwischen den mehreren EVSE 20A, 20B und dem elektrifizierten Fahrzeug 10 zu synchronisieren und zu steuern, wenn das Traktionsbatteriepack 12 geladen wird. Obwohl in den 3 und 4 zwei EVSE 20A, 20B gezeigt sind, könnte der EVSE-Verbinder 32 dazu konfiguriert sein, die Verbindung zusätzlicher EVSE beim Laden des elektrifizierten Fahrzeugs 10 zu ermöglichen.
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Das Steuersystem 46 kann innerhalb des Gehäuses 34 untergebracht sein und kann einen ersten Ladeschaltkreis 48, einen zweiten Ladeschaltkreis 50, einen dritten Ladeschaltkreis 52 und einen Mikrocontroller 54 beinhalten. Der erste Ladeschaltkreis 48 und der zweite Ladeschaltkreis 50 können sich auf einer Eingangsseite 56 eines Schützsystems 99 des Ladesystems befinden und der dritte Ladeschaltkreis 52 kann sich auf einer Ausgangsseite 58 des Schützsystems 99 befinden.
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Der erste Ladeschaltkreis 48 kann mit der ersten EVSE 20A kommunizieren und Vorgänge davon koordinieren, wenn die erste EVSE 20A in den ersten Anschluss 36 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt ist. Zum Beispiel kann der erste Ladeschaltkreis 48 mit einem ersten Ladeschaltkreis 60A der ersten EVSE 20A kommunizieren, um die erste EVSE 20A anzuweisen, sich auf das Laden vorzubereiten. Der erste Ladeschaltkreis 48 beinhaltet eine Leiterplatte (printed circuit board - PCB) 55A, die die erforderliche Schalttechnik (siehe z. B. 5) zum Kommunizieren mit der ersten EVSE 20A und zum Koordinieren der Vorgänge davon beinhaltet. Die Schalttechnik, die auf der PCB 55A beinhaltet ist, kann unter anderem Masse-Pilotanschlüsse, Widerstände, Schalter, Sensoren und Dioden zum Steuern von Kommunikation und Leistungsübertragung beinhalten.
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Der zweite Ladeschaltkreis 50 kann mit der zweiten EVSE 20B kommunizieren und Vorgänge davon koordinieren, wenn die zweite EVSE 20B in den zweiten Anschluss 38 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt ist. Zum Beispiel kann der zweite Ladeschaltkreis 50 mit einem zweiten Ladeschaltkreis 60B der zweiten EVSE 20B kommunizieren, um die zweite EVSE 20B anzuweisen, sich auf das Laden vorzubereiten. Der zweite Ladeschaltkreis 50 beinhaltet eine Leiterplatte (printed circuit board - PCB) 55B, die die erforderliche Schalttechnik (siehe z. B. 5) zum Kommunizieren mit der zweiten EVSE 20B und zum Koordinieren der Vorgänge davon beinhaltet. Die Schalttechnik, die auf der PCB 55B beinhaltet ist, kann unter anderem Masse-Pilotanschlüsse, Widerstände, Schalter, Sensoren und Dioden zum Steuern von Kommunikation und Leistungsübertragung beinhalten.
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Der dritte Ladeschaltkreis 52 kann mit einem fahrzeuginternen Ladegerätsteuermodul 62 kommunizieren, das sich an dem elektrifizierten Fahrzeug 10 befindet, wenn der Koppler 40 des EVSE-Verbinders 32 in den Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 eingesteckt ist. Das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul 62 ist mit der erforderlichen Leistungselektronik programmiert, um Wechselstrom, der von einer oder beiden von der ersten EVSE 20A und der zweiten EVSE 20B aufgenommen wird, in Gleichstrom umzuwandeln, um die Energiespeichervorrichtungen des Traktionsbatteriepacks 12 zu laden. Das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul 62 kann ferner ausgestattet sein, um verschiedene Invertierungs- und Gleichrichtungsvorgänge durchzuführen. Der dritte Ladeschaltkreis 52 kann mit einem Ladeschaltkreis 64 des fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls 62 kommunizieren, um das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul 62 anzuweisen, das elektrifizierte Fahrzeug 10 auf das Laden vorzubereiten. Der dritte Ladeschaltkreis 52 beinhaltet eine Leiterplatte (printed circuit board - PCB) 55C, die die erforderliche Schalttechnik (siehe z. B. 6) zum Kommunizieren mit dem fahrzeuginternen Ladegerätsteuermodul 62 und zum Koordinieren der Vorgänge davon beinhaltet. Die Schalttechnik, die auf der PCB 55C beinhaltet ist, kann unter anderem Masse-Pilotanschlüsse, Widerstände, Schalter, Sensoren und Dioden zum Steuern von Kommunikation und Leistungsübertragung beinhalten.
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Das Steuersystem 46 kann einen dedizierten Ladeschaltkreis für jede EVSE beinhalten, der mit dem EVSE-Verbinder 32 verbunden sein könnte. In einer Ausführungsform sind der erste Ladeschaltkreis 48 und der zweite Ladeschaltkreis 50 Doppelschaltkreise, die im Wesentlichen mit dem Ladeschaltkreis 64 des fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls 62 identisch sind, und ist der dritte Ladeschaltkreis 52 eine Doppelschaltkreis, die im Wesentlichen identisch mit dem ersten und zweiten Ladeschaltkreis 60A, 60B der ersten und zweiten EVSE 20A, 20B ist. Durch Verwenden von Doppelschaltkreisen ist das Steuersystem 46 des EVSE-Steckverbinders 32 in der Lage, jede verbundene EVSE 20A, 20B durch den Mikrocontroller 54 zu synchronisieren und zu steuern, wenn das elektrifizierte Fahrzeug 10 geladen wird.
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Der Mikrocontroller 54 ist zum Koordinieren und Steuern der Übertragung von Leistung zwischen den mehreren EVSE 20A, 20B und dem elektrifizierten Fahrzeug 10 programmierbar. Der Mikrocontroller 54 kann eine Verarbeitungseinheit 66 und nichttransitorischen Speicher 68 zum Ausführen der verschiedenen Steuerstrategien und -modi des EVSE-Verbinders 32 beinhalten. Der Mikrocontroller 54 kann dazu konfiguriert sein, verschiedene Eingaben von dem ersten und zweiten Ladeschaltkreis 48, 50 des Steuersystems 46 zu empfangen, diese Eingaben zu analysieren und dann verschiedene Vorgänge des dritten Ladeschaltkreises 52 zum Steuern der Übertragung von Leistung von den mehreren EVSE 20A, 20B an das elektrifizierte Fahrzeug 10 zu befehlen.
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Bei der Verarbeitungseinheit 66 kann es sich um einen benutzerspezifischen oder handelsüblichen Prozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (central processing unit - CPU) oder im Allgemeinen eine beliebige Vorrichtung zum Ausführen von Softwareanweisungen handeln. Der Speicher 68 kann ein beliebiges oder eine Kombination von flüchtigen Speicherelementen und/oder nichtflüchtigen Speicherelementen beinhalten.
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Die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 ist dazu konfiguriert, ein oder mehrere Programme auszuführen, die in dem Speicher gespeichert sind. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 programmiert, um ein erstes Steuersignal S1 an den ersten Ladeschaltkreis 48 zu kommunizieren, um den ersten Ladeschaltkreis 48 anzuweisen, mit dem ersten Ladeschaltkreis 60A zu kommunizieren, um die erste EVSE 20A auf das Laden vorzubereiten. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 programmiert, um ein zweites Steuersignal S2 an den zweiten Ladeschaltkreis 50 zu kommunizieren, um den zweiten Ladeschaltkreis 50 anzuweisen, mit dem zweiten Ladeschaltkreis 60B zu kommunizieren, um die zweite EVSE 20B auf das Laden vorzubereiten. In einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 programmiert, um ein drittes Steuersignal S3 an den dritten Ladeschaltkreis 52 zu kommunizieren, um den dritten Ladeschaltkreis 52 anzuweisen, mit dem Ladeschaltkreis 64 des fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls 62 zu kommunizieren, um das fahrzeuginterne Ladegerätsteuermodul 62 anzuweisen, ein elektrifiziertes Fahrzeug 10 auf das Laden vorzubereiten. In noch einer weiteren Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 programmiert, um eine spezifische Stromausgabe von jeder EVSE 20A, 20B anzufordern und ein Hochspannungsschützsystem 99 zum Abgeben der angeforderten Stromausgabe an das elektrifizierte Fahrzeug 10 beim Laden zu steuern. Das Hochspannungsschützsystem 99 kann eine Vielzahl von Schützen beinhalten, die gesteuert werden kann, um die Hochspannungsleistungsleitungen zu öffnen und zu schliel en, die die verschiedenen Komponenten des Ladesystems verbinden.
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7 veranschaulicht unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1-6 schematisch ein beispielhaftes Verfahren 70 zum Steuern des EVSE-Verbinders 32 zum Synchronisieren und Steuern des Ladens zwischen mehreren EVSE 20A, 20B und dem elektrifizierten Fahrzeug 10. In einer Ausführungsform ist die Verarbeitungseinheit 66 des Mikrocontrollers 54 des EVSE-Verbinders 32 mit einem oder mehreren Algorithmen programmiert, die ausgelegt sind, um das beispielhafte Verfahren 70 auszuführen.
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Das beispielhafte Verfahren 70 kann bei Block 72 beginnen. Bei Block 74 kann der Mikrocontroller 54 bestimmen, ob zwei oder mehr EVSE 20 mit dem EVSE-Verbinder 32 verbunden wurden. Der Mikrocontroller 54 kann diese Bestimmung auf Grundlage von Signalen vornehmen, die von dem ersten Ladeschaltkreis 48 und/oder dem zweiten Ladeschaltkreis 50 empfangen werden, wenn der erste Ladegerätkoppler 24A der ersten EVSE 20A in den ersten Anschluss 36 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt ist und/oder der zweite Ladegerätkoppler 24B der zweiten EVSE 20B in den zweiten Anschluss 38 des EVSE-Verbinders 32 eingesteckt ist.
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Wenn bei Block 74 ein „NEIN“-Flag zurückgegeben wird, kommuniziert der EVSE-Verbinder 32 (z. B. entweder über den ersten Ladeschaltkreis 48 oder den zweiten Ladeschaltkreis 50) mit der EVSE, die in den EVSE-Verbinder 32 eingesteckt ist, und das elektrifizierte Fahrzeug 10 wird bei Block 76 nur über die einzelne EVSE geladen.
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Alternativ kann das Verfahren 70, falls bei Block 74 ein „JA“-Flag zurückgegeben wird, zu Block 78 übergehen. Bei diesem Schritt kann der Mikrocontroller 54 das Steuersignal S1 an den ersten Ladeschaltkreis 48 und das zweite Steuersignal S2 an den zweiten Ladeschaltkreis 50 kommunizieren, um den ersten und zweiten Ladeschaltkreis 48, 50 anzuweisen, mit dem ersten und zweiten Ladeschaltkreis 60A, 60B zu kommunizieren, um die erste und zweite EVSE 20A, 20B auf das Laden vorzubereiten. Als Nächstes kann der Mikrocontroller 54 bei Block 80 das Steuersignal S3 an den dritten Ladeschaltkreis 52 kommunizieren, um den dritten Ladeschaltkreis 52 anzuweisen, mit dem Ladeschaltkreis 64 des fahrzeuginternen Ladegerätsteuermoduls 62 zu kommunizieren, um ein elektrifiziertes Fahrzeug 10 auf das Laden vorzubereiten.
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Der Mikrocontroller 54 kann als Nächstes bei Block 82 das Ladesystem auf etwaige Fehler analysieren. Wenn Fehler erkannt werden, geht das Verfahren 70 zu Block 84 über, und der EVSE-Verbinder 32 kommuniziert (z. B. entweder über den ersten Ladeschaltkreis 48 oder den zweiten Ladeschaltkreis 50) mit der EVSE, die in den EVSE-Verbinder 32 eingesteckt ist, und das elektrifizierte Fahrzeug 10 wird nur über die einzelne EVSE geladen. Alternativ, wenn keine Fehler erkannt werden, geht das Verfahren 70 zu Block 86 über, und der Mikrocontroller 54 teilt den von dem elektrifizierten Fahrzeug 10 angeforderten Strom zwischen jeder der verbundenen EVSE auf. Das Verfahren 70 kann bei Block 88 enden.
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8 veranschaulicht einen weiteren beispielhaften EVSE-Verbinder 132, der in den Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 eingesteckt werden kann, um zu ermöglichen, dass mehrere EVSE das elektrifizierte Fahrzeug 10 gleichzeitig laden. Wie der vorstehend erörterte EVSE-Verbinder 32 ist der EVSE-Verbinder 132 dazu konfiguriert, das Laden zwischen den mehreren (d. h. zwei oder mehr) EVSE und dem elektrifizierten Fahrzeug 10 zu synchronisieren und zu steuern.
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Der EVSE-Verbinder 132 kann ein Gehäuse 134, einen ersten Anschluss 136, einen zweiten Anschluss 138 und einen Koppler 140 beinhalten. Der erste Anschluss 136 und der zweite Anschluss 138 können innerhalb einer vorderen Fläche 142 des Gehäuses 134 angeordnet sein. Der Koppler 140 kann durch ein Kabel 190 mit dem Gehäuse 134 verbunden sein.
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Eine erste EVSE kann in den ersten Anschluss 136 des EVSE-Verbinders 132 eingesteckt sein und eine zweite EVSE kann in den zweiten Anschluss 138 des EVSE-Verbinders 132 eingesteckt sein. Der Koppler 140 des EVSE-Verbinders 132 kann in den Einlassanschluss 26 der Ladeanschlussbaugruppe 18 eingesteckt sein.
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Das Gehäuse 134 des EVSE-Verbinders 132 kann einen Haken 192 oder eine andere Haltevorrichtung zum entfernbaren Befestigen des Gehäuses 134 an dem elektrifizierten Fahrzeug 10 beinhalten. In einer Ausführungsform kann der Haken 192 über einem Seitenspiegel 194 des elektrifizierten Fahrzeugs 10 positioniert sein, um das Gehäuse 134 an einer geeigneten Stelle zum Verbinden der mehreren EVSE mit dem EVSE-Verbinder 132 zu positionieren, wenn das elektrifizierte Fahrzeug 10 geladen wird.
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Der EVSE-Verbinder 132 kann ein Steuersystem beinhalten, das im Wesentlichen ähnlich wie das Steuersystem 46 des EVSE-Verbinders 32 ist, das in 4 veranschaulicht ist. Das Steuersystem ist ausgelegt, um die Leistungszufuhr zwischen den mehreren EVSE und dem elektrifizierten Fahrzeug 10 zu synchronisieren und zu steuern, wenn das elektrifizierte Fahrzeug 10 geladen wird.
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Die EVSE-Verbinder dieser Offenbarung können in Ladesysteme für elektrifizierte Fahrzeuge integriert sein, um Eingaben mehrerer EVSE beim Laden des elektrifizierten Fahrzeugs zu ermöglichen. Die hierin beschriebenen EVSE-Verbinder sind eigenständige Vorrichtungen, die keine zusätzliche Hardware, weder für die EVSE noch das elektrifizierte Fahrzeug, erfordern. Durch Bereitstellen der Möglichkeit, mehrere EVSE gleichzeitig zu verbinden, können Ladezeiten erheblich reduziert werden, wodurch eine zufriedenstellendere Benutzererfahrung bereitgestellt wird.
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Obwohl die unterschiedlichen nicht einschränkenden Ausführungsformen als konkrete Komponenten oder Schritte aufweisend veranschaulicht sind, sind die Ausführungsformen dieser Offenbarung nicht auf diese bestimmten Kombinationen beschränkt. Es ist möglich, einige der Komponenten oder Merkmale aus einer beliebigen der nicht einschränkenden Ausführungsformen in Kombination mit Merkmalen oder Komponenten aus einer beliebigen der anderen nicht einschränkenden Ausführungsformen zu verwenden.
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Es versteht sich, dass in den mehreren Zeichnungen gleiche Bezugszeichen einander entsprechende oder ähnliche Elemente kennzeichnen. Es versteht sich, dass in diesen beispielhaften Ausführungsformen zwar eine bestimmte Komponentenanordnung offenbart und veranschaulicht ist, andere Anordnungen aber ebenfalls von den Lehren dieser Offenbarung profitieren könnten.
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Die vorstehende Beschreibung soll als veranschaulichend und nicht in einschränkendem Sinne ausgelegt werden. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass bestimmte Modifikationen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen könnten. Aus diesen Gründen sollten die folgenden Patentansprüche genau gelesen werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Offenbarung zu bestimmen.
