DE102022118799A1

DE102022118799A1 - Fahrzeug, stromzufuhrsystem und stromzufuhrverfahren

Info

Publication number: DE102022118799A1
Application number: DE102022118799.3A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Kinomura
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2023-02-16
Also published as: JP2023026863A; US11890999B2; US20230049374A1; CN115912327A

Abstract

Ein Fahrzeug (200, 200A) umfasst eine Stromspeichervorrichtung (230, 220A), einen Entladeanschluss (210, 210A), eine Stromwandlerschaltung (221A, 221B, 220A) und eine Steuerung (250, 250A). Der Entladeanschluss (210, 210A) umfasst einen ersten Abgabeanschluss (AC1), einen zweiten Abgabeanschluss (AC2) und einen Masseanschluss (GND). Sowohl der erste Abgabeanschluss (AC1) als auch der zweite Abgabeanschluss (AC2) sind nicht über die Karosserie des Fahrzeugs (200) geerdet. Die Steuerung (250, 250A) ist dazu aufgebaut, einen geforderten Spannungswert eines Entladeverbinders (100, 100A, 100B, 100C, 511) zu erhalten, der mit dem Entladeanschluss (210) verbunden ist. Ist der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss (210, 210A) verbunden, steuert die Steuerung (250, 250A) die Stromwandlerschaltung (221A, 221B, 220A) derart, dass eine dem geforderten Spannungswert des Entladeverbinders entsprechende Spannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss (AC1) und dem zweiten Abgabeanschluss (AC2) anliegt.

Description

Diese nicht-provisorische Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-132279 bzw. der JP 2021-132279 A , die am 16. August 2021 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
HINTERGRUND
Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einem Entladeanschluss, der mit einer Entladebaugruppe verbindbar ist, ein Stromzufuhrsystem und ein Stromzufuhrverfahren.
Erläuterung des Standes der Technik
Das japanische Patent Nr. 5099281 bzw. die JP 50 99 281 B offenbart beispielsweise einen Verbinderaufbau zur Entnahme von elektrischem Strom, der in einer in einem Fahrzeug montierten Stromspeichervorrichtung gespeichert ist, aus dem Fahrzeug.
KURZE ERLÄUTERUNG
Durch Verbinden einer Entladebaugruppe (einschließlich eines Entladesteckers bzw. Entladeverbinders) mit einem Entladeanschluss bzw. einer Steckdose eines Fahrzeugs wird eine Stromversorgung unter Nutzung des Fahrzeugs als Stromquelle möglich. Die Entladebaugruppe kann aus nur einem Entladeverbinder bestehen oder ein elektrisches Fahrzeugenergieversorgungssystem (EVPS, electric vehicle power system) umfassen, das über ein Kabel mit einem Entladeverbinder verbunden ist. Ein Erdungsanschluss des Entladeanschlusses (z. B. der Steckdose) des Fahrzeugs ist im Allgemeinen über die Karosserie des Fahrzeugs geerdet (karossieriegeerdet). Ist jedoch ein Anschluss, an dem eine Spannung anliegt, über die Karosserie geerdet, wenn das Fahrzeug über die Entladebaugruppe Strom einspeist, ist wahrscheinlich, dass ein Rauschen von der Karosserie des Fahrzeugs den Versorgungsstrom überlagert.
Die vorliegende Offenbarung soll das vorstehend erläuterte Problem lösen, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, das Rauschen zu reduzieren, das im Versorgungsstrom auftritt, wenn ein Fahrzeug die Stromversorgung über eine (einen Entladeverbinder umfassende) Entladebaugruppe durchführt.
Ein Fahrzeug gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Stromspeichervorrichtung, einen Entladeanschluss bzw. eine Steckdose, eine Stromwandlerschaltung und eine Steuerung. Die Stromwandlerschaltung ist dazu aufgebaut, von der Stromspeichervorrichtung zugeführte DC- bzw. Gleichstromleistung zu empfangen und die Gleichstromleistung auf der Seite des Entladeanschlusses auszugeben. Der Entladeanschluss umfasst einen ersten Abgabeanschluss bzw. Kontakt, einen zweiten Abgabeanschluss und einen Masseanschluss. Sowohl der erste Abgabeanschluss als auch der zweite Abgabeanschluss sind nicht an der Karosserie des Fahrzeugs geerdet. Die Steuerung ist so aufgebaut, dass sie einen geforderten Spannungswert eines Entladeverbinders erfährt, der mit dem Entladeanschluss verbunden ist. Ist der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss verbunden, steuert die Steuerung die Stromwandlerschaltung derart, dass eine Spannung, die zum geforderten Spannungswert am Entladeanschluss passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Im vorstehend erläuterten Fahrzeug ist weder der erste Abgabeanschluss noch der zweite Abgabeanschluss über die Fahrzeugkarosserie geerdet (sie sind elektrisch von der Fahrzeugkarosserie getrennt), so dass es möglich ist, Rauschen zu verringern, das der zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegenden Spannung überlagert ist. Daher ist es möglich, das Rauschen zu verringern, das im Versorgungsstrom enthalten ist, wenn das Fahrzeug die Stromversorgung durch die Entladebaugruppe (einschließlich des Entladeverbinders) durchführt. Zudem erfährt die Steuerung im vorstehend erläuterten Fahrzeug den verlangten Spannungswert für den Entladeverbinder, der mit dem Entladeanschluss verbunden ist. Daher wird die für den Entladeverbinder geeignete elektrische Leistung einfach vom Entladeanschluss des Fahrzeugs an den Entladeverbinder geliefert. Die Stromwandlerschaltung kann ein Inverter oder ein Spannungswandler sein.
Das Fahrzeug kann zudem einen (nachstehend auch als „Erdungsschalter“ bezeichneten) Schalter umfassen, der zwischen einem leitenden Zustand und einem isolierten Zustand zwischen dem Masseanschluss und der Karosserie des Fahrzeugs umschaltet.
Mittels des vorstehend erläuterten Erdungsschalter kann der Erdungsanschluss des Entladeanschlusses situationsabhängig mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden oder von ihr getrennt sein.
Der Entladeanschluss kann einen Erfassungsanschluss umfassen, der an die Steuerung ein Potenzialsignal ausgibt, das Informationen über eine mit dem Entladeanschluss verbundene Entladebaugruppe anzeigt. In einem Zustand, in dem der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss verbunden ist, kann ein geschlossener Stromkreis so gebildet werden, dass der Erfassungsanschluss und der Masseanschluss miteinander verbunden sind, wobei der Entladeverbinder zwischen ihnen angeordnet ist. Die Steuerung kann dazu aufgebaut sein, den geforderten Spannungswert des Entladeverbinders der Entladebaugruppe und einen Typ eines elektrischen Anschlusses bzw. einer Steckdose der Entladebaugruppe basierend auf dem Potenzialsignal vom Erfassungsanschluss zu erhalten, wenn sich der Erdungsschalter im leitenden Zustand befindet. Der Typ des elektrischen Anschlusses umfasst eine erste elektrische Steckdose, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt, eine zweite elektrische Steckdose, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt, und eine dritte elektrische Steckdose, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt.
Wenn der Erdungsschalter leitet (wenn also der Masseanschluss des Entladeanschlusses über die Karosserie des Fahrzeugs geerdet ist), erhält das Steuerung gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau die Informationen über die Entladebaugruppe (genauer gesagt, den verlangten Spannungswert des Entladeverbinders der Entladebaugruppe und den Typ der elektrischen Steckdose der Entladebaugruppe) auf der Basis des Potentialsignals vom Erfassungsanschluss. Dadurch wird eine höhere Genauigkeit des Potentialsignals erzielt.
Die Stromwandlerschaltung kann eine erste Stromwandlerschaltung und eine zweite Stromwandlerschaltung umfassen. Die erste Stromwandlerschaltung kann so aufgebaut sein, dass sie eine Wechselspannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anlegt. Die zweite Stromwandlerschaltung kann dazu aufgebaut sein, eine Wechselspannung zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Erdungsanschluss anzulegen. Wenn der Entladeverbinder bzw. die Entladesteckdose der Entladebaugruppe, die mindestens einen der zweiten und dritten elektrischen Anschlüsse bzw. Steckdosen umfasst, mit dem Entladeanschluss verbunden ist, kann die Steuerung den Erdungsschalter in den isolierten bzw. getrennten Zustand bringen. Nachdem die Steuerung den Erdungsschalter in den isolierten Zustand gebracht hat, kann das Steuerung die erste Stromwandlerschaltung und die zweite Stromwandlerschaltung so steuern, dass eine Wechselspannung, die zum geforderten Spannungswert des Entladeanschlusses passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau wird der Masseanschluss des Entladeanschlusses durch den Erdungsschalter elektrisch von der Fahrzeugkarosserie getrennt, wenn der Entladeverbinder der Entladebaugruppe, die mindestens eine der zweiten und dritten Steckdosen enthält, mit dem Entladeanschluss verbunden ist. Auf diese Weise ist es weniger wahrscheinlich, dass dem Versorgungsstrom ein Rauschen von der Karosserie des Fahrzeugs überlagert wird. Darüber hinaus liegt gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau die von der ersten Stromwandlerschaltung und der zweiten Stromwandlerschaltung erzeugte Wechselspannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss an. Weil die Spannung, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt, von den beiden Stromwandlerschaltungen erzeugt wird, wird die Belastung einer Stromwandlerschaltung reduziert. Die Stromwandlerschaltung kann dazu aufgebaut sein, die von der Stromspeichervorrichtung ausgegebene Gleichspannung in Wechselspannung umzuwandeln. Die Stromwandlerschaltung kann so aufgebaut sein, dass sie mindestens eine Spannung oder eine Frequenz wandeln kann.
Der Entladeanschluss kann dazu aufgebaut sein, mit einem ersten Entladeverbinder einer ersten Entladebaugruppe verbindbar zu sein. Der erste Entladeverbinder kann einen ersten Eingangsanschluss, der mit einer ersten spannungsführenden Leitung verbunden ist, einen zweiten Eingangsanschluss, der mit einer zweiten spannungsführenden Leitung verbunden ist, und einen Masseanschluss umfassen, der mit einem Nullleiter verbunden ist. Sind der erste Entladeverbinder und der Entladeanschluss miteinander verbunden, können der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der Masseanschluss des ersten Entladeanschlusses jeweils mit dem ersten Abgabeanschluss, dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss des Entladeanschlusses in Kontakt kommen.
Die erste Entladebaugruppe kann drei nachstehend beschriebene elektrische Ausgänge A bis C umfassen. Der elektrische Ausgang A entspricht dem ersten Ausgang bzw. der ersten Steckdose und umfasst einen ersten Spannungsanschluss, der mit der ersten spannungsführenden Leitung verbunden ist, einen zweiten Spannungsanschluss, der mit der zweiten spannungsführenden Leitung verbunden ist, und einen Masseanschluss, der mit dem Nullleiter verbunden ist. Der elektrische Ausgang B entspricht dem zweiten Ausgang bzw. der zweiten Steckdose und umfasst einen Spannungsanschluss, der mit der ersten spannungsführenden Leitung verbunden ist, sowie einen Masseanschluss, der mit dem Nullleiter verbunden ist. Der elektrische Ausgang C entspricht dem dritten Ausgang bzw. der dritten Steckdose und verfügt über einen Spannungsanschluss, der mit der zweiten spannungsführenden Leitung verbunden ist, und einen Masseanschluss, der mit dem Nullleiter verbunden ist.
Ist der erste Entladeverbinder der ersten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss verbunden, kann die Steuerung den Erdungsschalter in den isolierten Zustand bringen. Nachdem die Steuerung den Erdungsschalter in den isolierten Zustand gebracht hat, kann die Steuerung die erste Stromwandlerschaltung so steuern, dass eine Wechselspannung, die der Hälfte des geforderten Spannungswerts des ersten Entladeanschlusses entspricht, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt, und die zweite Stromwandlerschaltung so steuern, dass eine Wechselspannung, die der Hälfte des geforderten Spannungswerts des ersten Entladeverbinders entspricht, zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau kann die Wechselspannung mit unterschiedlichen Spannungen von einem Entladeanschluss des Fahrzeugs unter Nutzung des ersten Entladeverbinders mit drei Leitungen zugeführt werden. Der Wechselstrom kann vom Fahrzeug an die elektrischen Anschlüsse bzw. Steckdosen A bis C des ersten Entladeverbinders abgegeben werden.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass das Fahrzeug den vorstehend erläuterten Erdungsschalter aufweist. Der Erdungsanschluss des Entladeanschlusses kann über die Karosserie des Fahrzeugs geerdet werden. Der Entladeanschluss kann so aufgebaut sein, dass er mit einem zweiten Entladeanschluss einer zweiten, nachstehend erläuterten Entladebaugruppe und einem dritten Entladeanschluss einer dritten, nachstehend erläuterten Entladebaugruppe verbindbar ist.
Sowohl die zweite Entladebaugruppe als auch die dritte Entladebaugruppe umfasst einen elektrischen Anschluss, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegen soll. Ein verlangter Spannungswert des zweiten Entladeverbinders ist eine erste Spannung. Ein verlangter Spannungswert des dritten Entladeverbinders ist eine zweite Spannung, die höher als die erste Spannung ist.
Ist der zweite Entladeverbinder der zweiten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss verbunden, kann die Steuerung die Stromwandlerschaltung so steuern, dass eine der ersten Spannung entsprechende Spannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt. Ist der dritte Entladeverbinder der dritten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss verbunden, kann die Steuerung die Stromwandlerschaltung so steuern, dass eine Spannung, die zur zweiten Spannung passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau sind mehrere Arten von Entladebaugruppen, die unterschiedliche Spannungen abgeben, an den Entladeanschluss des Fahrzeugs anschließbar. Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau kann die elektrische Leistung, die für die an den Entladeanschluss angeschlossene Entladebaugruppe geeignet ist, einfach an jede Entladebaugruppe abgegeben werden.
Die erste Spannung kann sich auf 95 V oder höher und 150 V oder niedriger belaufen. Die zweite Spannung kann sich auf 190 V oder höher und 300 V oder niedriger belaufen. Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau kann eine elektrische Vorrichtung mit einer Nennspannung um 100 V genutzt werden, wenn die zweite Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss verbunden ist, und eine elektrische Vorrichtung mit einer Nennspannung um 200 V kann genutzt werden, wenn die dritte Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss verbunden ist.
Der Entladeanschluss kann einen Erfassungsanschluss umfassen, dessen Potenzial sich passend zum Spannungswert ändert, der am mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinder verlangt wird. Ein Potentialsignal des Erfassungsanschlusses kann in die Steuerung eingelesen werden. Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau kann die Steuerung den geforderten Spannungswert des mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinders einfach und genau ermitteln.
Der Erfassungsanschluss kann dazu aufgebaut sein, einen Zustand des Entladeanschlusses zu bestimmen. Der vom Erfassungsanschluss ermittelte Zustand kann einen nicht montierten bzw. nicht eingesteckten Zustand, einen eingesteckten Zustand und einen verbundenen Zustand umfassen. Der nicht eingesteckte Zustand kann ein Zustand sein, in dem der Entladeanschluss nicht elektrisch mit dem Entladeanschluss verbunden ist. Der eingesteckte Zustand ist ein Zustand, in dem der Entladeanschluss elektrisch mit dem Entladeverbinder verbunden ist und der Entladeverbinder nicht verriegelt ist. Der verbundene Zustand kann ein Zustand sein, in dem der Entladeanschluss elektrisch mit dem Entladeverbinder verbunden ist und der Entladeverbinder verriegelt ist.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau ist es möglich, den nicht eingesteckten Zustand, den eingesteckten Zustand und den angeschlossenen Zustand basierend auf dem Potential des Erfassungsanschlusses zutreffend zu bestimmen.
Jedes vorstehend erläuterte Fahrzeug kann ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug sein (nachstehend auch als „xEV“ bezeichnet). Das xEV ist ein Fahrzeug, das ganz oder teilweise mit elektrischer Energie betrieben wird. Das xEV umfasst ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV), ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV) und ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug (FCEV).
Ein Stromzufuhrsystem gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Fahrzeug mit einem Entladeanschluss; und eine Vielzahl von Typen von Entladebaugruppen, die dazu aufgebaut sind, mit dem Entladeanschluss verbindbar zu sein. Jeder der mehreren Typen von Entladebaugruppen umfasst einen Entladeverbinder bzw. -stecker, der so aufgebaut ist, dass er mit dem Entladeanschluss verbindbar ist, und einen elektrischen Anschluss bzw. eine elektrische Steckdose, der bzw. die vom Entladeanschluss zugeführten elektrische Strom empfängt und eine Spannung abgibt. Das Fahrzeug umfasst zudem eine Stromspeichervorrichtung, eine Stromwandlerschaltung und eine Steuerung. Der Entladeanschluss umfasst einen ersten Abgabeanschluss, einen zweiten Abgabeanschluss und einen Masseanschluss. Weder der erste Abgabeanschluss noch der zweite Abgabeanschluss sind über die Karosserie des Fahrzeugs geerdet. Die Steuerung ist so aufgebaut, dass sie einen verlangten Spannungswert des mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinders erhält. Ist der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss verbunden, steuert die Steuerung die Stromwandlerschaltung so, dass eine Spannung, die zum am Entladeanschluss verlangten Spannungswert passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Auch beim vorstehend erläuterten Stromversorgungssystem ist es ähnlich wie beim vorstehend erläuterten Fahrzeug möglich, das im bereitgestellten Strom enthaltene Rauschen zu verringern, wenn das Fahrzeug die Stromversorgung über die Entladebaugruppe (einschließlich des Entladeverbinders) durchführt.
Ein Stromversorgungsverfahren gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen im Folgenden erläuterten Bestimmungsvorgang und Spannungsanlegevorgang.
Der Bestimmungsvorgang umfasst die Bestimmung, ob eine Entladebaugruppe, die mit einem Entladeanschluss eines Fahrzeugs verbunden ist, mindestens entweder eine zweite elektrischen Steckdose oder eine dritte elektrische Steckdose eines ersten elektrischen Anschlusses umfasst, wobei der erste elektrische Anschluss ein elektrischer Anschluss ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen einem ersten Abgabeanschluss und einem zweiten Abgabeanschluss des Entladeanschlusses anliegt, die zweite elektrische Steckdose ein elektrischer Anschluss ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und einem Masseanschluss des Entladeanschlusses anliegt, und die dritte elektrische Steckdose ein elektrischer Anschluss ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss des Entladeanschlusses anliegt.
Der Spannungsanlegevorgang umfasst folgende Schritte: elektrisches Trennen des Masseanschlusses des Entladeanschlusses von einer Karosserie des Fahrzeugs, wenn festgestellt wird, dass die mit dem Entladeanschluss verbundene Entladebaugruppe mindestens entweder die zweite elektrische Steckdose oder die dritte elektrische Steckdose umfasst; und Anlegen der Spannung nach dem elektrischen Trennen des Masseanschlusses von der Karosserie mindestens entweder zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss oder zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss.
Auch nach dem vorstehend erläuterten Verfahren ist es, ähnlich wie bei dem vorstehend erläuterten Fahrzeug, möglich, das im Versorgungsstrom enthaltene Rauschen zu verringern, wenn das Fahrzeug die Stromzufuhr durch die Entladebaugruppe (einschließlich des Entladeverbinders) durchführt.
Liegt ein verlangter Spannungswert der Entladebaugruppe innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs, kann im Bestimmungsvorgang bestimmt werden, dass die Entladebaugruppe, die mit dem Entladeanschluss verbunden ist, mindestens entweder die zweite elektrische Steckdose oder die dritte elektrische Steckdose umfasst.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Aufbau ist es möglich, basierend auf dem geforderten Spannungswert der Entladebaugruppe auf einfache Weise zu bestimmen, ob die mit dem Entladeanschluss verbundene Entladebaugruppe mindestens entweder die zweite elektrische Steckdose oder die dritte elektrische Steckdose umfasst. Der vorgegebene Bereich kann ein vorgegebener Spannungswert (ein bestimmter Punkt) sein. Beträgt der verlangte Spannungswert z. B. 200 V, kann bestimmt werden, dass die an den Entladeanschluss angeschlossene Entladebaugruppe zumindest entweder die zweite oder dritte Steckdose umfasst.
Die vorgenannten und andere Gegenstände, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachstehenden genauen Erläuterung der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist ein Schaubild eines Gesamtaufbaus eines Stromversorgungssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 zeigt einen Aufbau der in 1 dargestellten Lade- und Entladevorrichtung und ihrer Umgebung.
3 zeigt ein Beispiel für den Schaltungsaufbau eines in 2 dargestellten fahrzeugmontierten Wechselrichters bzw. Inverters.
4 zeigt ein Beispiel für den Schaltungsaufbau eines in 2 dargestellten fahrzeugmontierten Ladegeräts.
5 zeigt das äußere Erscheinungsbild eines in 1 gezeigten Entladeverbinders, wobei seine Abdeckung geöffnet ist.
6 zeigt das äußere Erscheinungsbild des in 1 gezeigten Entladeverbinders bzw. einer Steckdose bei geschlossenem Deckel.
7 zeigt eine schematische Schaltungsanordnung eines 200-V-Steckers bzw. Verbinders und eines in 1 dargestellten Fahrzeugeinlasses bzw. einer Steckdose am Fahrzeug.
8 zeigt eine Art der Verbindung zwischen einphasigen Dreileitungsverdrahtungen im 200V-Stecker und einem in 1 dargestellten Fahrzeug.
9 ist ein Zeitschaubild, das die Abfolge des Beginns (Entladestarts) und Endes (Entladestopps) des in 1 gezeigten 200V-Verbinders zeigt.
10 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines 100-V-Verbinders, der an den in 1 dargestellten Fahrzeugeinlass bzw. die Steckdose anschließbar ist.
11 zeigt schematisch einen Schaltungsaufbau des in 10 dargestellten 100-V-Verbinders.
12 ist ein Zeitschaubild, das eine Abfolge von Beginn (Entladestart) und Ende (Entladestopp) des in 10 gezeigten 100-V-Verbinders zeigt.
13 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung eines PISW-Signals (Potentialsignals).
14 ist ein Ablaufplan, der ein Stromversorgungsverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
15 zeigt einen Aufbau eines Fahrzeugs gemäß einer Modifizierung.
16 zeigt eine schematische Schaltungsanordnung eines Entladeanschlusses und eines Fahrzeugeinlasses gemäß der Modifizierung.
17 ist ein Ablaufplan, der eine Modifizierung des in 14 dargestellten Verfahrens zeigt.
18 zeigt eine Modifizierung einer in den 5 und 6 gezeigten Entladebaugruppe (eines Entladeanschlusses bzw. einer Steckdose).
19 zeigt einen inneren Aufbau einer in 18 gezeigten elektrischen Steckdosenbox bzw. Anschlussbox.

ERLÄUTERUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird anhand der Figuren genau erläutert, in denen gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und deren Beschreibung nicht wiederholt wird. Nachfolgend wird eine elektronische Steuerung bzw. Steuervorrichtung als „ECU“ bezeichnet. Darüber hinaus kann ein Wechselstrom als „AC“ („alternating current“) und ein Gleichstrom als „DC“ („direct current“) bezeichnet werden.
1 ist ein Schaubild eines Gesamtaufbaus eines Stromversorgungssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bezugnehmend auf 1 wird das Stromversorgungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf V2L (Vehicle to Load, Fahrzeug versorgt Last) angewendet, bei dem elektrischer Strom direkt von einem Fahrzeug an eine elektrische Vorrichtung abgegeben wird. Bei V2L wird unter Verwendung eines Stromrichters (z. B. eines fahrzeugmontierten Inverters), der für das Fahrzeug ausgelegt und nicht stationär befestigt ist, elektrischer Strom unabhängig von einem Stromnetz direkt an die elektrische Vorrichtung geliefert. Das Stromversorgungssystem ist ein Übertragungs- und Verteilungsnetz (kommerzielles Stromversorgungssystem) für die Lieferung von elektrischem Strom von einem Stromversorger an einen Stromverbraucher. Der im Fahrzeug eingebaute Inverter ist eine Vorrichtung, die in das Fahrzeug eingebaut ist, um Gleichstrom aus einer im Fahrzeug eingebauten Batterie in Wechselstrom umzuwandeln und den Wechselstrom an die elektrische Vorrichtung zu liefern.
Insbesondere umfasst das Stromversorgungssystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Steckdose bzw. einen Entladeverbinder 100 und ein Fahrzeug 200 und ist dazu aufgebaut, elektrischen Strom, der vom Fahrzeug 200 geliefert wird, über den Entladeanschluss 100 an eine elektrisch betriebene Last 300 zu liefern. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Entladeverbinder 100 ein erstes Ende P1 (Eingangsende) und ein zweites Ende P2 (Ausgangsende) und arbeitet als eine Entladebaugruppe. Der Entladeverbinder 100 entspricht einem Beispiel für einen „ersten Entladeverbinder (erste Entladebaugruppe)“ gemäß der vorliegenden Offenbarung. Obwohl jedes Fahrzeug mit der Entladefunktion als Fahrzeug 200 nutzbar ist, wird in der vorliegenden Ausführungsform ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), das keine Maschine (Brennkraftmaschine) aufweist, als Fahrzeug 200 genutzt.
Die elektrisch betriebene Last 300 umfasst eine elektrische Vorrichtung 310 (Hauptkörper der Vorrichtung) und ein Stromkabel 320, das mit der elektrischen Vorrichtung 310 verbindbar ist. Die elektrische Vorrichtung 310 wird angetrieben, wenn der elektrischen Vorrichtung 310 über das Stromkabel 320 eine vorab festgelegte Wechselstromleistung zugeführt wird. Der Entladeanschluss 100 umfasst einen elektrischen Anschluss bzw. eine elektrische Steckdose, an die ein Stecker 321 des Stromkabels 320 angeschlossen werden kann. Einzelheiten der elektrischen Steckdose des Entladeanschlusses 100 werden nachstehend erläutert (siehe 5 und 8).
Das Fahrzeug 200 umfasst eine Buchse bzw. einen Einlass 210 (Fahrzeugeinlass), eine Lade- und Entladevorrichtung 220, eine Batterie 230 und eine ECU 250. Der Einlass 210 und die Batterie 230 entsprechen jeweils Beispielen für einen „Entladeanschluss“ bzw. eine „Stromspeichervorrichtung“ im Sinne der vorliegenden Offenbarung. Der Einlass 210 entspricht einem Teil eines Kupplungssystems zum Entladen, das im Fahrzeug 200 befestigt ist. Die Batterie 230 umfasst zum Beispiel eine Sekundärbatterie. Beispiele für die Sekundärbatterie umfassen eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie. Die Batterie 230 kann eine oder mehrere Stromspeichervorrichtungen umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus einer Sekundärbatterie auf Flüssigkeitsbasis, einer Festkörper-Sekundärbatterie, einer zusammengesetzten bzw. Mehrkomponentenbatterie und einem elektrischen Doppelschichtkondensator besteht. Das Fahrzeug 200 ist so aufgebaut, dass es dazu fähig ist, mit der in der Batterie 230 gespeicherten elektrischen Energie zu fahren. Das Fahrzeug 200 umfasst einen (nicht gezeigten) Elektromotor, der die von der Batterie 230 gelieferte elektrische Energie aufnimmt, und fährt mit der vom Elektromotor erzeugten Antriebskraft.
Die Lade- und Entladevorrichtung 220 ist dazu aufgebaut, die Batterie 230 aufzuladen. Insbesondere ist die Lade- und Entladevorrichtung 220 dazu aufgebaut, den von außerhalb des Fahrzeugs 200 an den Einlass 210 gelieferten Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln (AC/DC-Wandlung) und den Gleichstrom an die Batterie 230 auszugeben. Die Lade- und Entladevorrichtung 220 ist außerdem dazu aufgebaut, den elektrischen Strom der Batterie 230 aus dem Fahrzeug 200 nach außen abzugeben. Insbesondere ist die Lade- und Entladevorrichtung 220 dazu aufgebaut, die von der Batterie 230 gelieferte Gleichstromleistung in Wechselstromleistung umzuwandeln (DC/AC-Wandlung) und die Wechselstromleistung an den Einlass 210 auszugeben.
2 zeigt einen Aufbau der Lade- und Entladevorrichtung 220 und ihres Umfelds. In 2 ist ein Systemhauptrelais (SMR) 231 zwischen der Lade- und Entladevorrichtung 220 und der Batterie 230 vorgesehen. Das SMR 231 ist dazu aufgebaut, zwischen der Verbindung und der Unterbrechung eines Strompfads umzuschalten, der die Lade- und Entladevorrichtung 220 und die Batterie 230 miteinander verbindet. Wird die elektrische Leistung zwischen dem Einlass 210 und der Batterie 230 ausgetauscht, wird der SMR 231 von der ECU 250 in einen geschlossenen Zustand (verbundenen Zustand) gebracht. Die Batterie 230 ist mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) 232 ausgestattet. Das BMS 232 umfasst verschiedene Sensoren, die den Zustand der Batterie 230 erfassen und die Erfassungsergebnisse an die ECU 250 ausgeben. Basierend auf der Ausgabe des BMS 232 kann die ECU 250 den Zustand (z.B. eine Temperatur, einen Strom, eine Spannung, einen Ladezustand (SOC) und einen Innenwiderstand) der Batterie 230 ermitteln.
Die Buchse bzw. der Einlass 210 ist in einer Öffnung 211 in einer Fahrzeugkarosserie angeordnet. Ein Deckel 212 ist zum Öffnen und Schließen der Öffnung 211 vorgesehen. Der Deckel 212 ist so aufgebaut, dass er über einen Öffnungs- und Schließmechanismus 213 (z. B. ein Scharnier) mit der Fahrzeugkarosserie so verbunden ist, dass er die Öffnung 211 öffnen und schließen kann. Der Einlass 210 wird verwendet, wenn der Deckel 212 geöffnet ist. Ist der Deckel 212 geschlossen, deckt der Deckel 212 die Öffnung 211 (einschließlich des Einlasses 210) ab, wodurch die Nutzung des Einlasses 210 verhindert wird. Der Einlass 210 in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wechselstromeinlass. Wenn der Einlass 210 zum Laden der Batterie 230 verwendet wird, wird nämlich Wechselstrom von außerhalb des Fahrzeugs 200 in den Einlass 210 eingespeist.
Die ECU 250 ist dazu aufgebaut, die Lade- und Entladevorrichtung 220 zu steuern. Die ECU 250 kann ein Computer sein. Die ECU 250 umfasst einen Prozessor 251, einen Speicher (RAM) 252 mit wahlfreiem Zugriff, eine Speichereinrichtung 253 und einen Zeitgeber bzw. Timer 254. Die ECU 250 entspricht einem Beispiel für eine „Steuerung“ gemäß der vorliegenden Offenbarung. Wenn der Prozessor 251 in der vorliegenden Ausführungsform ein in der Speichervorrichtung 253 in der ECU 250 gespeichertes Programm ausführt, werden verschiedene Arten einer Steuerung im Fahrzeug 200 ausgeführt. Die verschiedenen Arten der Steuerung im Fahrzeug 200 sind jedoch nicht auf die Ausführung durch Software beschränkt, sondern können auch durch spezielle Hardware (elektronische Schaltungen) ausgeführt werden. Die Anzahl der Prozessoren der ECU 250 ist beliebig, und für jede vorgeschriebene Steuerung kann ein Prozessor vorgesehen sein.
Die Lade- und Entladevorrichtung 220 zwischen dem Einlass 210 und der Batterie 230 umfasst einen Wechselstrominverter 221A, einen Wechselstrom inverter 221 B und eine Ladevorrichtung 222, die zueinander parallel geschaltet sind. Die Wechselstrom inverter 221A und 221 B können in getrennten Gehäusen oder gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht sein. Der Wechselstrom inverter 221A und der Wechselstrom inverter 221 B entsprechen jeweils Beispielen einer „ersten Stromwandlerschaltung“ und einer „zweiten Stromwandlerschaltung“ gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Ein Entladerelais 223A ist zwischen dem Wechselstrom inverter 221A und dem Einlass 210 vorgesehen. Das Entladerelais 223A ist so aufgebaut, dass es zwischen dem Verbinden und dem Trennen eines Entladewegs umschaltet, der vom Wechselstrom inverter 221A zum Einlass 210 verläuft. Zudem ist ein Entladerelais 223B zwischen dem Wechselstrominverter 221B und dem Einlass 210 vorgesehen. Das Entladerelais 223B ist so aufgebaut, dass es zwischen dem Verbinden und Trennen eines Entladewegs umschaltet, der vom Wechselstrominverter 221 B zum Einlass 210 verläuft. Werden der Wechselstrom inverter 221A und der Wechselstrominverter 221 B nicht voneinander unterschieden, werden die Wechselstrominverter 221A und 221B nachstehend auch gemeinsam als „Wechselstrominverter 221“ bezeichnet.
3 zeigt ein Beispiel für den Aufbau der Schaltung des Wechselstrominverters 221. Wie in 3 und 2 dargestellt, umfasst der Wechselstrominverter 221 die Inverter 11 bis 13 und eine Isolierschaltung 14. Jeder der Inverter 11 bis 13 weist eine Vollbrückenschaltung mit vier Schaltelementen auf. Von den Invertern 11 bis 13 umfasst der Inverter 13, der dem Einlass 210 am nächsten liegt, zudem zwei Drosseln und einen Glättungskondensator. Jedes in den Invertern 11 bis 13 enthaltene Schaltelement wird von der ECU 250 gesteuert. Die Isolierschaltung 14 ist ein Isoliertransformator mit einer ersten Spule 14a und einer zweiten Spule 14b.
Der Inverter 11 wandelt die von der Batterie 230 eingespeiste Gleichspannung in Hochfrequenz-Wechselspannung um. Die Isolierschaltung 14 wandelt die Ausgangsleistung (Wechselstrom) des Inverters 11 entsprechend dem Windungsverhältnis der Spule um und überträgt den umgewandelten Wechselstrom an den Inverter 12. Der Inverter 12 richtet den von der Isolierschaltung 14 erhaltenen Wechselstrom gleich und gibt den gleichgerichteten Strom an den Inverter 13 ab. Der Inverter 13 wandelt den vom Inverter 12 empfangenen Gleichstrom in Wechselstrom mit einer vorab festgelegten Frequenz um und gibt den Wechselstrom auf der Seite des Einlasses 210 ab.
Wie vorstehend erläutert, ist der Inverter 221 dazu aufgebaut, den von der Batterie 230 eingespeisten Gleichstrom in Wechselstrom mit einer vorgegebenen Frequenz umzuwandeln und die Wechselspannung auf der Seite des Einlasses 210 auszugeben. Der in 3 gezeigte Schaltungsaufbau ist ein Beispiel und kann nach Bedarf geändert werden. Es kann ein beliebiger Schaltungsaufbau eines bekannten fahrzeugmontierten Inverters genutzt werden. Der Inverter 221 kann so aufgebaut sein, dass er eine bidirektionale Stromwandlung zwischen der Batterie 230 und dem Einlass 210 ermöglicht, oder er kann so aufgebaut sein, dass er eine Stromwandlung in nur einer Richtung (von der Batterie 230 zum Einlass 210) ermöglicht.
Wieder mit Bezug zu 2 sind die Inverter 221A und 221 B jeweils mit Überwachungseinheiten 224A bzw. 224B ausgestattet. Die Überwachungseinheiten 224A und 224B umfassen verschiedene Sensoren, die jeweils Zustände (z. B. Spannungen, Ströme und Temperaturen) der Wechselstrom inverter 221A bzw. 221 B erfassen und die Erfassungsergebnisse an die ECU 250 ausgeben. Basierend auf den Ausgaben der Überwachungseinheiten 224A und 224B steuert die ECU 250 die Wechselstrom inverter 221A und 221B. Auf diese Weise wird die von jedem Inverter an den Einlass 210 abgegebene elektrische Leistung (also die Entladeleistung der Lade- und Entladevorrichtung 220) angepasst. Die ECU 250 kann so aufgebaut sein, dass sie den Strom jedes Inverters 221A und 221 B überwacht und eine Strombegrenzung für den Inverter vornimmt, dessen Strom wahrscheinlich einen vorab festgelegten zulässigen Stromwert (z. B. 15 A) überschreiten wird. Einzelheiten der Verdrahtung zwischen jedem Inverter und dem Einlass 210 werden nachstehend erläutert (siehe 8).
Die ECU 250 kann die Wechselstrominverter 221A und 221B vom Einlass 210 trennen, indem sie Entladerelais 223A und 223B jeweils in den getrennten Zustand bringt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Entladerelais für jeden Inverter vorgesehen. Daher kann jeder Inverter einzeln vom Einlass 210 getrennt werden. Wenn das Entladerelais in den ausgeschalteten Zustand übergeht, wird die Entladung vom zu diesem Entladerelais gehörenden Inverter an den Einlass 210 verhindert. Die Zahl der Entladerelais ist frei wählbar. Die Entladerelais können so angeordnet sein, dass sie gemeinsam mehrere Invertern vom Einlass trennen.
Jeder der Wechselstrom inverter 221A und 221 B kann so aufgebaut sein, dass er die Frequenz des Wechselstroms so einstellt, dass Wechselstrom mit einer ursprünglich (z. B. zum Zeitpunkt der Lieferung) eingestellten Frequenz ausgegeben wird. Alternativ kann die ECU 250 die Inverter 221A und 221B basierend auf dem Standort des Fahrzeugs 200 so steuern, dass Wechselstrom mit einer für jede Region geeigneten Frequenz von jedem Inverter ausgegeben wird. Die ECU 250 kann so aufgebaut sein, dass ein Benutzer eine beliebige Frequenz einstellen kann.
Ein Laderelais 223C ist zwischen der Ladevorrichtung 222 und der Batterie 230 (insbesondere vom SMR 231 gesehen auf der Seite der Ladevorrichtung 222) vorgesehen. Das Laderelais 223C ist so aufgebaut, dass es zwischen der Verbindung und der Unterbrechung eines von der Ladevorrichtung 222 zur Batterie 230 verlaufenden Ladewegs umschaltet. Geht das Laderelais 223C in den unterbrochenen Zustand über, wird die Zufuhr von elektrischem Strom vom Einlass 210 über die Ladevorrichtung 222 zur Batterie 230 unterbrochen.
4 zeigt ein Beispiel für einen Schaltungsaufbau der Ladevorrichtung 222. Wie in 4 und 2 dargestellt, umfasst die Ladevorrichtung 222 die Inverter 21 bis 23 und eine Isolierschaltung 24. Jeder der Inverter 21 bis 23 umfasst eine Vollbrückenschaltung mit vier Schaltelementen. Von den Invertern 21 bis 23 enthält der Inverter 21, der dem Einlass 210 am nächsten liegt, außerdem eine Filterschaltung 21a und einen Glättungskondensator 21b. Die Filterschaltung 21a entfernt hochfrequentes Rauschen aus der Wechselspannung. Jedes in den Invertern 21 bis 23 enthaltene Schaltelement wird von der ECU 250 gesteuert. Die Isolierschaltung 24 ist ein Isoliertransformator mit einer ersten Spule 24a und einer zweiten Spule 24b.
Der Inverter 21 richtet den von der Eingangsseite 210 zugeführten Wechselstrom gleich und gibt den gleichgerichteten Strom an den Inverter 22 ab. Der Inverter 22 wandelt den vom Inverter 21 empfangenen Gleichstrom in hochfrequenten Wechselstrom um. Die Isolierschaltung 24 wandelt die Abgabeleistung (Wechselstrom) des Inverters 22 entsprechend einem Spulenwindungsverhältnis um und überträgt die umgewandelte Wechselstromleistung an den Inverter 23. Der Inverter 23 richtet den von der Isolierschaltung 24 empfangenen Wechselstrom gleich und gibt den gleichgerichteten Strom an die Batterie 230 ab.
Wie vorstehend erläutert wurde, ist die Ladevorrichtung 222 so aufgebaut, dass sie den seitens des Einlasses 210 abgegebenen Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt und den Gleichstrom an die Batterie 230 ausgibt. Der in 4 gezeigte Schaltungsaufbau ist ein Beispiel und kann nach Bedarf geändert werden. Die Ladevorrichtung 222 kann dazu aufgebaut sein, eine bidirektionale Stromwandlung zwischen der Batterie 230 und dem Einlass 210 zuzulassen, oder sie kann dazu aufgebaut sein, eine Stromwandlung in nur einer Richtung (der Richtung vom Einlass 210 zur Batterie 230) zuzulassen. Ein Ladegerät 222, das eine bidirektionale Stromwandlung ermöglicht, kann als Stromwandlerschaltung zum Entladen genutzt werden. Daher kann in dem Aufbau, in dem die Ladevorrichtung 222 so aufgebaut ist, dass sie eine bidirektionale Stromwandlung ermöglicht, entweder der Inverter 221A oder der Inverter 221 B weggelassen und stattdessen die Ladevorrichtung 222 verwendet werden.
Wie in 2 gezeigt wird, ist die Ladevorrichtung 222 mit einer Überwachungseinheit 224C ausgestattet. Die Überwachungseinheit 224C umfasst verschiedene Sensoren, die einen Zustand (z. B. eine Spannung, einen Strom und eine Temperatur) der Ladevorrichtung 222 erfassen und die Erfassungsergebnisse an die ECU 250 ausgeben. Basierend auf der Ausgabe der Überwachungseinheit 224C steuert die ECU 250 die Ladevorrichtung 222. Auf diese Weise wird die von der Ladevorrichtung 222 an die Batterie 230 abgegebene elektrische Leistung (also der Ladestrom in die Batterie 230) angepasst.
Der in 1 gezeigte Entladeanschluss 100 entspricht einem Abschnitt des Kopplungssystems für die Entladung, das mit dem Einlass 210 verbunden ist. Der Aufbau des Entladeanschlusses 100 wird im Folgenden anhand der 5 und 6 erläutert. 5 zeigt das äußere Erscheinungsbild des Entladeanschlusses 100 bei geöffnetem Deckel 120. 6 zeigt das äu-ßere Erscheinungsbild des Entladeanschlusses 100 bei geschlossenem Deckel 120.
Wie aus den 5 und 6 erkennbar ist, umfasst der Entladeverbinder 100 ein erstes Ende P1 und ein zweites Ende P2. Das erste Ende P1 und das zweite Ende P2 befinden sich an beiden Enden eines Hauptkörperabschnitts 110 des Entladeverbinders 100. Das erste Ende P1 ist so aufgebaut, dass es mit dem Einlass 210 des Fahrzeugs 200 verbindbar ist. Das zweite Ende P2 umfasst einen elektrischen Anschluss bzw. eine Steckdose To1, eine elektrische Steckdose To2 und eine elektrische Steckdose To3.
Der Entladeanschluss 100 umfasst ferner den Deckel 120, der dazu aufgebaut ist, das zweite Ende P2 öffnen und schließen zu können. Der Deckel 120 ist schwenkbar am Hauptkörperabschnitt 110 des Entladeverbinders 100 befestigt. Insbesondere ist der Deckel 120 über einen drehenden bzw. Klappmechanismus 121 (z. B. ein Scharnier) am Hauptkörperabschnitt 110 befestigt. Der Deckel 120 deckt im geschlossenen Zustand das zweite Ende P2 ab und legt das zweite Ende P2 im offenen Zustand frei. Der Deckel 120 ist mit einem Loch 122 versehen, durch das ein Kabel (z. B. das in 1 gezeigte Netzkabel 320) einführbar ist. Das Loch 122 umfasst ein Mittelloch und eine Vielzahl von Schlitzen, die radial um das Mittelloch herum verlaufen. Das Loch 122 nimmt die Vielzahl von Kabelsträngen auf. Durch Einführen von drei Kabeln in das Loch 122 kann der Deckel 120 auch in einem Zustand geschlossen sein, in dem ein Stecker jedes Kabels in jede der Steckdosen To1 bis To3 eingesteckt ist. Im geschlossenen Zustand des Deckels 120 (siehe 6) sind die elektrischen Steckdosen To1 bis To3 weder Regen noch Wind ausgesetzt. Der Deckel 120 ist wasserdicht. Der Hauptkörperabschnitt 110 und der Deckel 120 können einer gegen Wasser abdichtenden Behandlung unterzogen werden. Ein Dichtelement kann an einem Abschnitt des Deckels 120 vorgesehen sein, der mit dem Hauptkörperabschnitt 110 in Kontakt kommt, wenn der Deckel 120 geschlossen ist. Ein Aufbau zum Schutz der elektrischen Steckdosen To1 bis To3 gegen Regen kann ein in Abschnitt 6.12 der Norm „JIS C8303:2007“ definierter Aufbau sein.
Wie in 6 gezeigt wird, umfasst das erste Ende P1 einen Anschluss an einer Endfläche F1. Die Endfläche F1 des ersten Endes P1 des Entladeverbinders 100 entspricht einer Fläche (Verbindungsfläche), die mit dem Einlass 210 des Fahrzeugs 200 verbunden ist (2). Der an der Endfläche F1 vorgesehene Verbinderanschluss umfasst einen Anschluss L1, einen Anschluss L2, einen Anschluss PE, einen Anschluss CS und einen Anschluss CP.
Die Anschlüsse L1 und L2 entsprechen zwei Anschlüssen, an denen Wechselstrom vom Fahrzeug 200 eingespeist wird. Der Anschluss L1 ist ein unter Spannung stehender bzw. „hei-ßer“ Anschluss und der Anschluss L2 ist ein Rückleitungs- bzw. „kalter“ Anschluss. Die Anschlüsse L1 und L2 an der Endfläche F1 entsprechen Beispielen für einen „ersten Eingangsanschluss“ bzw. „zweiten Eingangsanschluss“ der vorliegenden Offenbarung. Nachstehend wird der Anschluss L1 auch als „AC1“ und der Anschluss L2 auch als „AC2“ bezeichnet. Der Anschluss PE entspricht einem (nachstehend auch als „GND“ bezeichneten) Erdungs- bzw. Masseanschluss. Der Anschluss CS entspricht einem (nachstehend auch als „PISW“ bezeichneten) Anschluss zur Erkennung (Näherungserkennung) eines Zustands (angeschlossener Zustand/ eingesteckter Zustand/ nicht eingesteckter Zustand) des Entladeanschlusses 100 und des Einlasses 210. Im Folgenden wird der Zustand des Entladeanschlusses 100 und des Einlasses 210 auch als „Anschlusszustand“ bezeichnet. Der Anschluss CS gibt an die Seite des Fahrzeugs 200 ein (nachstehend auch als „PISW-Signal“ bezeichnetes) Potenzialsignal aus, das den Zustand des Verbinders anzeigt. Der Anschluss CP („control pilot“) entspricht einem (nachstehend auch als „CPLT“ bezeichneten) Anschluss für ein Steuerungssignal (CPLT), das beispielsweise in der Norm „IEC/TS 62763:2013“ definiert ist. Das CPLT-Signal ist ein Pulsweitenmodulationssignal (PWM), das für die Kommunikation zwischen dem Fahrzeug 200 und dem Entladeanschluss 100 verwendet wird.
Der Einlass 210 umfasst Anschlüsse, die zu den vorstehend erläuterten Anschlüssen (L1, L2, PE, CS und CP) des Entladeverbinders 100 passen. Um die Beziehung zwischen den Anschlüssen des Entladeanschlusses 100 und den Anschlüssen des Einlasses 210 zu verdeutlichen, werden die Anschlüsse des Einlasses 210, die zu den Anschlüssen L1, L2, PE, CS und CP des Entladeanschlusses 100 passen, nachstehend auch als „AC1“, „AC2“, „GND“, „PISW“ bzw. „CPLT“ bezeichnet. In einem Zustand, in dem der Entladeverbinder 100 und der Einlass 210 zusammenmontiert sind, sind AC1, AC2, GND, PISW und CPLT, die am ersten Ende P1 des Entladeverbinders 100 vorgesehen sind, jeweils mit AC1, AC2, GND, PISW bzw. CPLT des Einlasses 210 in Kontakt. PISW des Einlasses 210 ist so aufgebaut, dass er ein Potenzialsignal an die ECU 250 (2) ausgibt, das Informationen über die Entladebaugruppe (den Entladeanschluss) anzeigt, die mit dem Einlass 210 verbunden ist. Die Informationen über die Entladebaugruppe umfassen einen verlangten Spannungswert der Entladebaugruppe und den Typ eines elektrischen Auslasses der Entladebaugruppe. Somit ist die ECU 250 dazu aufgebaut, den geforderten Spannungswert der Entladebaugruppe, die an den Einlass 210 angeschlossen ist, und den Typ des elektrischen Anschlusses der Entladebaugruppe zu ermitteln, die am Einlass 210 angeschlossen ist. Der PISW des Einlasses 210 entspricht einem Beispiel für einen „Erfassungsanschluss“ gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Anschlüsse des Entladeverbinders 100 und der Aufbau zur Montage an den Einlass 210 können beispielsweise dem in der Norm „IEC62196-2:2011“ definierten Typ 1 entsprechen.
Der Entladeverbinder 100 umfasst ferner eine Entriegelungstaste 111, einen Entladestartschalter 112 und eine Verriegelung 130.
Die Entriegelungstaste 111 hat die Funktion, den Entladeverbinder 100 vom Einlass 210 zu entriegeln und das Fahrzeug 200 (z. B. die ECU 250) zu veranlassen, den Zustand des Steckers zu erkennen (verbundener Zustand/eingesteckter Zustand/nicht eingesteckter Zustand). Die Verriegelung 130 ist so aufgebaut, dass sie in den Einlass 210 eingreift und den Entladeanschluss 100 am Einlass 210 fixiert (verriegelt). Wenn beispielsweise eine Spitze der Verriegelung 130 in einen im Einlass 210 ausgebildeten vertieften Abschnitt eingreift, ist der Entladeverbinder 100 verriegelt. Die Verriegelung 130 arbeitet mit der Entriegelungstaste 111 zusammen. Wird die Entriegelungstaste 111 vom Benutzer gedrückt, wird die Verriegelung gelöst.
Führt der Benutzer den Entladeverbinder 100 in den Einlass 210 ein und bringt den Entladeverbinder 100 und den Einlass 210 zusammen, ohne die Entriegelungstaste 111 zu drücken, sind der Entladeverbinder 100 und der Einlass 210 durch die Verriegelung 130 fixiert, wobei der Entladeverbinder 100 und der Einlass 210 elektrisch miteinander verbunden sind. Dieser Zustand des Verbinders entspricht dem „verbundenen Zustand“. Im verbundenen Zustand ist der Entladeverbinder 100 in den Einlass 210 eingeführt, und alle Anschlüsse des Entladeverbinders 100 und des Einlasses 210 sind elektrisch miteinander verbunden, und der Entladeverbinder 100 ist verriegelt. Drückt der Benutzer im verbundenen Zustand die Entriegelungstaste 111, wird die Fixierung der Verriegelung 130 gelöst. Dieser Zustand des Verbinders bzw. Steckers entspricht dem „eingesteckten Zustand“. Im eingesteckten Zustand ist der Entladeverbinder 100 zwar in den Einlass 210 eingesteckt und alle Anschlüsse des Entladeverbinders 100 und des Einlasses 210 sind elektrisch verbunden, aber der Entladeverbinder 100 ist nicht verriegelt. Zieht der Benutzer den Entladeverbinder 100 im eingesteckten Zustand aus dem Einlass 210 heraus, geht der Verbinder in den „nicht eingesteckten Zustand“ über. Der nicht eingesteckte Zustand ist ein vom verbundenen Zustand und eingesteckten Zustand verschiedener Zustand. Ist der Zustand des Steckers der verbundene Zustand oder der eingebaute Zustand, wird die Fahrt des Fahrzeugs 200 von der ECU 250 verhindert.
Der Entladestartschalter 112 hat die Funktion, das PISW-Signal zu ändern, um dadurch zu bewirken, dass das Fahrzeug 200 (z. B. die ECU 250) den Entladestart erkennt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das PISW-Signal das Potenzialsignal. Einzelheiten des PISW-Signals werden nachstehend beschrieben (siehe 13).
Das erste Ende P1 und das zweite Ende P2 des in 1 dargestellten Entladeverbinders 100 sind durch eine einphasige Verdrahtung L10 vom Typ mit drei Leitern miteinander verbunden. Die einphasige Verdrahtung L10 vom Typ mit drei Leitern umfasst einen Spannungsleiter L11, einen Spannungsleiter L12 und einen Nullleiter L13. Der Spannungsleiter L11, der Spannungsleiter L12 und der Nullleiter L13 entsprechen jeweils Beispielen eines „ersten Spannungsleiters“, eines „zweiten Spannungsleiters“ und eines „Nullleiters“ gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Spannungsleiter L11 und L12 und der Nullleiter L13 sind so vorgesehen, dass sie vom ersten Ende P1 zum zweiten Ende P2 verlaufen und das erste Ende P1 und das zweite Ende P2 miteinander verbinden. Das zweite Ende P2 ist so aufgebaut, dass es über die Spannungsleiter L11 und L12 und den Nullleiter L13 eine elektrische Leistung von 100 V Wechselstrom (AC) und 200 V AC abgibt. Im Folgenden wird eine Art der Verbindung zwischen der einphasige Verdrahtung L10 vom Typ mit drei Leitern und den Steckdosen To1 bis To3 beschrieben (siehe 8).
7 zeigt schematisch einen Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100 und des Einlasses 210. Gemäß 7 in Verbindung mit 2 und 6 sind im Entladeverbinder 100 der Spannungsleiter L11, der Spannungsleiter L12 und der Nullleiter L13 am ersten Ende P1 jeweils mit AC1, AC2 und GND verbunden. Die einphasige Verdrahtung L10 vom Typ mit drei Leitern (also die Spannungsleiter L11 und L12 und der Nullleiter L13) des Entladeverbinders 100 ist über AC1, AC2 und GND mit einer einphasigen Verdrahtung L20 vom Typ mit drei Leitern (also den Spannungsleitern L21 und L22 und dem Nullleiter L23) des Fahrzeugs 200 verbunden. Im Fahrzeug 200 sind der Spannungsleiter L21, der Spannungsleiter L22 und der Nullleiter L23 jeweils mit AC1, AC2 und GND des Einlasses 210 verbunden. AC1, AC2 und GND des Einlasses 210 entsprechen jeweils Beispielen des „ersten Abgabeanschlusses“, des „zweiten Abgabeanschlusses“ und des „Masseanschlusses“ gemäß der vorliegenden Offenbarung.
AC1 und AC2 des Einlasses 210 sind jeweils nicht über die Karosserie des Fahrzeugs 200 geerdet. Die Spannungsleiter L21 und L22 befinden sich nämlich in einem Zustand (potenzialfreien Zustand), in dem sie von der Karosserie des Fahrzeugs 200 isoliert sind. Im Fahrzeug 200 werden die Spannungsleiter L21 und L22 mit Wechselstrom von den fahrzeugmontierten Invertern (z. B. den in 2 gezeigten Invertern 221A und 221 B) versorgt. Der von den fahrzeugmontierten Invertern an die Spannungsleiter L21 und L22 gelieferte Wechselstrom wird dann über AC1 und AC2 an die Spannungsleiter L11 und L12 übertragen.
Im Fahrzeug 200 ist GND des Einlasses 210 über einen Nullleiter L23 mit der Karosserie des Fahrzeugs 200 verbunden. Der Nullleiter L23 ist jedoch mit einem Schalter S20 (Erdungsschalter) versehen, der zwischen einem leitenden Zustand und einem isolierten Zustand zwischen GND des Einlasses 210 und der Karosserie des Fahrzeugs 200 schaltet. Der Schalter S20 wird von der ECU 250 gesteuert (2). Ist der Schalter S20 geschlossen (im leitenden Zustand), ist GND des Einlasses 210 über die Karosserie des Fahrzeugs 200 geerdet (Karosseriemasse). Wenn der Schalter S20 in den offenen Zustand (isolierten Zustand) übergeht, ist GND des Einlasses 210 elektrisch von der Karosserie des Fahrzeugs 200 getrennt. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Schalter S20 ein normalerweise geschlossener Schalter verwendet. Obwohl Einzelheiten weiter unten beschrieben werden, ist GND des Einlasses 210 normalerweise über die Karosserie des Fahrzeugs 200 geerdet und wird elektrisch von der Karosserie des Fahrzeugs 200 getrennt, bevor die Entladung an einem Entladeverbinder durchgeführt wird, der eine nachstehend erläuterte elektrische Steckdose vom Typ mit einem Anschluss enthält. Es ist jedoch nicht notwendig, dass der Schalter S20 ein normalerweise geschlossener Schalter ist, und der Schalter S20 kann auch normalerweise offen sein.
Obwohl 7 nur eine Steckdose zeigt, umfasst der Entladeverbinder 100 drei Steckdosen (die in 5 gezeigten Steckdosen To1 bis To3). In der vorliegenden Ausführungsform wird der Typ der elektrischen Steckdose der Entladebaugruppe (z. B. der Entladeanschluss 100), die mit dem Einlass 210 verbunden ist, in eine erste elektrische Steckdose, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen AC1 und AC2 des Einlasses 210 anliegt, eine zweite elektrische Steckdose, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen AC1 und GND des Einlasses 210 anliegt, und eine dritte elektrische Steckdose unterteilt, die eine Wechselspannung ausgibt, die zwischen AC2 und GND des Einlasses 210 anliegt. Nachfolgend kann die erste Steckdose als „zweipolige Steckdose“ bezeichnet werden. Die zweite Steckdose und die dritte Steckdose können zur Unterscheidung von der ersten (zweipoligen) Steckdose gemeinsam als „einpolige Steckdose“ bezeichnet werden. Die Entladevorrichtung, die eine einpolige Steckdose umfasst, bedeutet, dass die Entladevorrichtung mindestens eine aus der zweiten Steckdose und der dritten Steckdose umfasst.
8 zeigt eine Art der Verbindung zwischen den einphasigen Verdrahtungen L10 und L20 vom Typ mit drei Leitern im Entladeanschluss 100 und im Fahrzeug 200. Gemäß 8 in Verbindung mit den 2, 5 und 7 sind AC1 und GND des Eingangs 210 jeweils über den Spannungsleiter L21 und den Nullleiter L23 mit dem Inverter 221A verbunden. AC2 und GND des Eingangs 210 sind über den Spannungsleiter L22 und den Nullleiter L23 mit dem Wechselstrominverter 221B verbunden. GND des Einlasses 210 ist über den Schalter S20 mit der Karosserie des Fahrzeugs 200 verbunden.
Jeder der Wechselstrom inverter 221A und 221B ist dazu aufgebaut, die von der Batterie 230 (2) gelieferte Gleichspannung aufzunehmen und die Wechselspannung auf der Seite des Einlasses 210 abzugeben. Zwischen AC1 und GND im Einlass 210 wird die erste Wechselspannung von der Batterie 230 über den Wechselstrominverter 221A abgegeben. Zwischen AC2 und GND im Einlass 210 wird die zweite Wechselspannung von der Batterie 230 über den Wechselstrominverter 221B abgegeben.
Die elektrische Leistung (z. B. die vorstehend erläuterte erste Wechselspannung und zweite Wechselspannung) wird über den mit dem ersten Ende P1 verbundenen Einlass 210 in das erste Ende P1 des Entladeanschlusses 100 abgegeben. Die erste Wechselspannung und die zweite Wechselspannung werden vom Einlass 210 in das erste Ende P1 abgegeben und über die Spannungsleiter L11 und L12 sowie den Nullleiter L13 ans zweite Ende P2 übertragen. Das zweite Ende P2 gibt die erste Wechselspannung und die zweite Wechselspannung über die Spannungsleiter L11 und L12 und den Nullleiter L13 an die elektrischen Steckdosen To1 bis To3 ab. In der vorliegenden Ausführungsform liegt als erste Wechselspannung eine Spannung von 100 V AC zwischen dem Spannungsleiter L11 und dem Nullleiter L13 an, und als zweite Wechselspannung liegt eine Spannung von 100 V AC zwischen dem Spannungsleiter L12 und dem Nullleiter L13 an. Was den Entladeverbinder 100 betrifft, so werden die elektrischen Steckdosenanschlüsse (Buchsenanschlüsse), die elektrisch mit dem Spannungsleiter L11, dem Spannungsleiter L12 und dem Nullleiter L13 verbunden sind, jeweils als „L1“, „L2“ bzw. „PE“ bezeichnet.
Wie in 8 dargestellt wird, umfasst die Steckdose To1 (den ersten Spannungsanschluss) L1, (den zweiten Spannungsanschluss) L2 und (den Erdungsanschluss) PE. Die Steckdose To2 umfasst einmal L1 (Spannungsanschluss) und zweimal PE (Erdungsanschlüsse). Die Steckdose To3 umfasst einmal L2 (Spannungsanschluss) und zweimal PE (Erdungsanschlüsse). Ist der Schalter S20 geschlossen, hat PE (der Nullleiter L13) das gleiche Potenzial wie die Karosserie des Fahrzeugs 200.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Steckdose To1 zwischen L1 und L2 200 V Wechselstrom (AC) ab. Die Steckdose To2 gibt zwischen L1 und PE 100 V AC ab. Die Steckdose To3 gibt zwischen L2 und PE 100 V AC ab. Die Steckdose To1 kann eine Steckdose für einphasigen Wechselstrom 200 V mit einer Nennspannung von 250 V und einem Nennstrom von 20 A sein. Die Steckdose To2 und die Steckdose To3 können jeweils eine Steckdose für einphasigen Wechselstrom 100 V mit einer Nennspannung von 125 V und einem Nennstrom von 15 A sein. Von den Steckdosen To1 bis To3 entspricht die Steckdose To1 dem ersten Auslass, die Steckdose To2 dem zweiten Auslass und die Steckdose To3 dem dritten Auslass. Der Entladeverbinder 100 umfasst eine zweipolige Steckdose und zwei einpolige Steckdosen.
Wie vorstehend erläutert, können 100 V/ 200 V Wechselspannung durch eine einphasige Verdrahtung L10 vom Typ mit drei Leitern ausgegeben werden. Wenn beispielsweise die in 1 gezeigte Betriebsspannung der elektrischen Vorrichtung 310 bei 200 V AC liegt, kann die elektrische Vorrichtung 310 durch Anschluss des Netzkabels 320 an die Steckdose To1 betrieben werden. Wenn die Betriebsspannung der in 1 gezeigten elektrischen Vorrichtung 310 AC bei 100 V liegt, kann die elektrische Vorrichtung 310 durch Anschluss des Netzkabels 320 an die Steckdose To2 oder die Steckdose To3 betrieben werden. Mehrere Arten von elektrischen Geräten mit unterschiedlichen Betriebsspannungen können auch durch gleichzeitige Verwendung mehrerer Steckdosen betrieben werden.
Wiederum mit Bezug auf 7 zusammen mit 2 und 6 liegt im Fahrzeug 200 eine Referenzspannung zwischen der Fahrzeugkarosserie (Masse) und einem Signalleiter L24 an, und der Signalleiter L24 ist mit PISW verbunden. Das PISW-Signal (PISW-Potenzial) wird über den Signalleiter L24 in die ECU 250 eingelesen. Sind das erste Ende P1 des Entladeverbinders 100 und der Einlass 210 elektrisch miteinander verbunden, wird ein geschlossener Stromkreis (geschlossenes System) so gebildet, dass PISW und GND miteinander verbunden sind, wobei ein Stromkreis des Entladeverbinders 100 (einschließlich einer nachstehend erläuterten Erfassungsschaltung 140) dazwischenliegt. Somit ändert sich das Potenzial von PISW. Selbst wenn der Entladeverbinder 100 keine Stromversorgung enthält, wird das PISW-Signal vom vorstehend erläuterten geschlossenen Stromkreis erzeugt. Die ECU 250 kann den Zustand des Verbinders anhand des PISW-Signals (PISW-Potenzials) erkennen.
Im Entladeverbinder 100 ist ein Signalleiter L14, der mit PISW verbunden ist, mit dem Nullleiter L13 verbunden, wobei eine Erfassungsschaltung 140 dazwischenliegt. Die Erfassungsschaltung 140 ist eine Schaltung (Näherungserfassungsschaltung), um zu bestimmen, ob sich der Entladeverbinder 100 im angeschlossenen Zustand, im eingesteckten Zustand oder im nicht eingesteckten Zustand befindet. Die Erfassungsschaltung 140 umfasst die elektrischen Widerstände R1, R2 und R3 sowie die Schalter S1 und S2. Der Signalleiter L14 erstreckt sich vom PISW durch einen elektrischen Widerstand R1 und verzweigt sich in zwei Zweigleitungen L141 und L142, und die Zweigleitungen L141 und L142 kommen zusammen, um mit dem Nullleitern 3 verbunden zu werden. Der elektrische Widerstand R2 ist in der Zweigleitung L141 angeordnet, und der elektrische Widerstand R3 und der Schalter S1 sind in der Zweigleitung L142 angeordnet. Der elektrische Widerstand R2 und der elektrische Widerstand R3 sind parallelgeschaltet. Der elektrische Widerstand R3 und der Schalter S1 sind in Reihe geschaltet. Der Schalter S2 ist parallel zum elektrischen Widerstand R3 angeordnet.
Die Schalter S1 und S2 werden jeweils in Verbindung mit der Entriegelungstaste 111 und dem Entladestartschalter 112 (5 und 6) des Entladeverbinders 100 geöffnet und geschlossen. Der Schalter S1 ist geschlossen (leitend), wenn die Entriegelungstaste 111 ausgeschaltet bzw. nicht gedrückt ist, und offen (ausgeschaltet), wenn die Entriegelungstaste 111 gedrückt ist. Der Schalter S2 ist geschlossen (leitend), wenn der Entladestartschalter 112 ausgeschaltet ist, und offen (ausgeschaltet), wenn der Entladestartschalter 112 eingeschaltet ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Entladestartschalter 112 eingeschaltet, während der Benutzer den Entladestartschalter 112 drückt, und der Entladestartschalter 112 wird ausgeschaltet, wenn der Benutzer aufhört, den Entladestartschalter 112 zu drücken. Wenn der Benutzer die Entriegelungstaste 111 und den Entladestartschalter 112 nicht betätigt, sind die Schalter S1 und S2 beide geschlossen. Jeder der Schalter S1 und S2 entspricht also einem normalerweise eingeschalteten Schalter.
Gehen die Schalter S1 und S2 in den offenen Zustand über, wird ein Widerstandswert (Gesamtwiderstand) der Erfassungsschaltung 140 größer als im geschlossenen Zustand der Schalter S1 und S2, wodurch das Potenzial des PISW steigt. Die ECU 250 kann den Zustand der Schalter S1 und S2 (und damit den Zustand der Entriegelungstaste 111 und des Entladestartschalters 112) basierend auf dem PISW-Signal (PISW-Potenzial) bestimmen.
In dem in den 5 und 6 dargestellten Entladeanschluss 100 wirkt die Entriegelungstaste 111 als ein Schalter zum Stoppen des Entladens aus dem Fahrzeug 200, und der Entladestartschalter 112 wirkt als Schalter zum Starten des Entladens aus dem Fahrzeug 200. Führt der Benutzer eine vorgeschriebene Betätigung des Entladestartschalters 112 durch, wobei sich der Verbinder im eingesteckten Zustand befindet, erkennt das Fahrzeug 200 (die ECU 250) den Entladebeginn und beginnt mit dem Entladen. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Entladevorgang gestartet, wenn der Benutzer den Entladestartschalter 112 zweimal betätigt. Wird während des Entladens die Entriegelungstaste 111 gedrückt, und der Zustand des Steckers geht in den eingesteckten Zustand oder den ausgesteckten Zustand über, erkennt das Fahrzeug 200 (die ECU 250) das Entladende und stoppt das Entladen.
9 ist ein Zeitschaubild, das einen Ablauf des Starts (Entladebeginns) und Stopps (Entladeendes) des Entladeanschlusses 100 zeigt. In 9 zeigt eine Linie D1 das Potential von PISW an, und eine Linie D2 zeigt die Wechselstromabgabe vom Einlass 210 auf die Seite des Entladeanschlusses 100 an.
Wie aus 9 zusammen mit den 5 bis 8 erkennbar ist, wird der Zustand des Verbinders vom nicht eingesteckten Zustand in den eingesteckten Zustand umgeschaltet, und das PISW-Potenzial sinkt, wenn der Benutzer den Entladeverbinder 100 in den Einlass 210 einführt, während er die Entriegelungstaste 111 drückt. Wenn der Benutzer danach aufhört, die Entriegelungstaste 111 zu drücken, wechselt der Zustand des Steckers vom eingesteckten Zustand in den angeschlossenen Zustand, und das Potenzial von PISW fällt weiter. Ist eine vorab festgelegte Zeitspanne (z. B. 500 ms) verstrichen, seit der Zustand des Steckers in den angeschlossenen Zustand gewechselt hat, wird die Betätigung des Entladestartschalters 112 wirksam. Wenn der Benutzer den Entladestartschalter 112 einschaltet, steigt dann das Potenzial des PISW an. Wenn der Benutzer den Entladestartschalter 112 wieder AUS schaltet, geht auch das Potenzial des PISW wieder zurück. Betätigt der Benutzer den Entladestartschalter 112 in der in 9 gezeigten Reihenfolge, also in der Reihenfolge EIN, AUS, EIN und AUS, während der Stecker angeschlossen ist, erkennt die ECU 250 (2) den Beginn des Entladens anhand des PISW-Potenzials und beginnt mit dem Entladen. Um durch Rauschen verursachte Fehlfunktionen zu unterdrücken, wird die Erkennung des Entladestartschalters 112 durch die ECU 250 wirksam, wenn die zum EIN/AUS-Betrieb passende Spannung für eine vorab festgelegte Zeitspanne (z. B. 50 ms bis 3000 ms) anhält.
Das Entladen aus dem Fahrzeug 200 wird von der ECU 250 durchgeführt. Speist das Fahrzeug 200 den Wechselstrom über den Entladeverbinder 100 ein, wird der Schalter S20 (7) in einer Zeitspanne Ts vor dem Beginn des Entladens vom geschlossenen in den offenen Zustand geschaltet. Danach steuert die ECU 250 die Lade- und Entladevorrichtung 220 (2) so, dass der vorstehend erläuterte erste und zweite Wechselstrom vom Einlass 210 zur Seite des Entladeanschlusses 100 abgegeben werden. Während des Entladens wird der SMR 231 (2) so gesteuert, dass er geschlossen ist, und der Schalter S20 wird so gesteuert, dass er offen ist. Die Zeitspanne Ts vom Start des Entladevorgangs bis zum Beginn der Entladung kann beliebig festgelegt werden. Die ECU 250 kann in der Zeitspanne Ts einen vorab festgelegten Vorgang durchführen (z.B. eine Inspektion vor dem Entladen, wie z.B. eine Abkopplungsprüfung). Der SMR 231 kann in der Zeitspanne Ts vom offenen in den geschlossenen Zustand geschaltet sein.
Wird die Entriegelungstaste 111 während des Entladens gedrückt, wird der Zustand des Verbinders vom verbundenen Zustand in den eingesteckten Zustand umgeschaltet, und das Potenzial des PISW steigt an. Geht der Zustand des Verbinders s in den eingesteckten Zustand über, erkennt die ECU 250 anhand des PISW-Potenzials das Ende des Entladevorgangs und beendet den Entladevorgang. Die Zeitspanne Te zwischen dem Ende des Entladevorgangs und dem Beenden des Entladens kann eine in der Norm „IEC61851-1“ definierte Zeitspanne sein.
Wie in 7 zusammen mit den 2 und 6 dargestellt ist, zeigt das PISW-Signal (PISW-Potenzial), zusätzlich zu dem vorstehend erläuterten Zustand des Verbinders und des Schalters auch den geforderten Spannungswert des Entladeverbinders an, der elektrisch mit dem Einlass 210 verbunden ist. Insbesondere ist der Einlass 210 so aufgebaut, dass er mit einer Vielzahl von Typen von Entladeverbindern verbindbar ist. In der vorliegenden Ausführungsform kann zusätzlich zu dem in den 5 bis 9 gezeigten Entladeanschluss 100 auch ein nachstehend erläuterter Entladeanschluss 100A an den Einlass 210 angeschlossen sein. Der Entladeverbinder 100 und der Entladeverbinder 100A unterscheiden sich durch den geforderten Spannungswert. Ein geforderter Spannungswert des Entladeverbinders 100 ist 200 V, und ein geforderter Spannungswert des Entladeverbinders 100A ist 100 V. Im Folgenden werden der Entladeverbinder 100 und der Entladeverbinder 100A jeweils auch als „200V-Stecker“ bzw. „100V-Stecker“ bezeichnet.
10 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung des 100-V-Steckers. Im Folgenden wird der 100-V-Stecker mit dem Schwerpunkt auf dem Unterschied zum 200-V-Stecker erläutert.
Mit Bezug auf 10 ist das äußere Erscheinungsbild des Entladeverbinders 100A fast identisch mit dem des Entladeverbinders 100 (5). Allerdings umfasst der Entladeverbinder 100A eine Steckdose. Der Entladeverbinder 100A enthält eine Entriegelungstaste 111A und einen Entladestartschalter 112A. Der Entladeverbinder 100A umfasst ein erstes Ende P1A, das mit dem Einlass 210 verbindbar ist. Der Entladeverbinder 100A umfasst auch eine elektrische Steckdose To4 an einem zweiten Ende P2A.
Im Entladeverbinder 100A sind das erste Ende P1A und die Steckdose To4 durch einen Spannungsleiter L11A, einen Spannungsleiter L12A und einen Nullleiter L13A miteinander verbunden. Der Spannungsleiter L11A und der Spannungsleiter L12A sind jeweils am ersten Ende P1A mit AC1 bzw. AC2 verbunden. Der Nullleiter L13A ist am ersten Ende P1A mit GND verbunden. Erkennt die ECU 250 in der vorliegenden Ausführungsform, dass der Entladeverbinder 100A mit dem Einlass 210 verbunden ist, steuert sie die Wechselstrominverter 221A und 221B so, dass eine Wechselspannung von 100 V zwischen AC1 und AC2 des Eingangs 210 anliegt. Die einphasige Wechselspannung wird vom Einlass 210, der mit dem ersten Ende P1A verbunden ist, in das erste Ende P1A des Entladeanschlusses 100A eingespeist. Diese einphasige Wechselspannung legt eine Spannung von 100 V AC zwischen der Spannungsleitung L11A und der Spannungsleitung L12A an.
Was den Entladeverbinder 100A betrifft, so werden die mit der Spannungsleitung L11A und der Spannungsleitung L12A elektrisch verbundenen Steckdosenanschlüsse jeweils als „L1“ bzw. „L2“ bezeichnet. Wie in 10 dargestellt, umfasst die elektrische Steckdose To4 L1, L2 und einen Masseanschluss. Die Steckdose To4 gibt den einphasigen Wechselstrom von 100 V zwischen L1 und L2 aus. Die Steckdose To4 entspricht der ersten Steckdose. Der Entladeverbinder 100A enthält nur eine zweipolige Steckdose und keine einpolige Steckdose. Ist der Entladeverbinder 100A mit dem Einlass 210 verbunden, ist der Masseanschluss der elektrischen Steckdose To4 über den Nullleiter L13A elektrisch mit GND des Einlasses 210 verbunden. Ist der Schalter S20 geschlossen, ist die Erdungsklemme der Steckdose To4 daher über die Karosserie des Fahrzeugs 200 geerdet (Karosserieerdung). Im Fall der Steckdose mit zwei Anschlüssen wird jedoch Wechselstrom (zugeführte Spannung) an L1 und L2 (die Spannungsleiter L11A und L12A) ausgegeben, die sich in einem potenzialfreien Zustand befinden. Selbst wenn der Erdungsanschluss mit der Karosserie verbunden ist, ist daher weniger wahrscheinlich, dass Störungen von der Karosserie des Fahrzeugs 200 dem zugeführten Strom überlagert werden.
11 zeigt einen schematischen Schaltungsaufbau des 100-V-Steckers bzw. -Verbinders. Mit Bezug auf 11 wird in einem Zustand, in dem der Entladeverbinder 100A mit dem Einlass 210 verbunden ist, ein geschlossener Stromkreis gebildet, so dass PISW und GND miteinander verbunden sind, wobei ein Stromkreis des Entladeverbinders 100A (einschließlich einer Erfassungsschaltung 140A) zwischen ihnen liegt. Im Fahrzeug 200 wird eine Referenzspannung zwischen der Fahrzeugkarosserie (Masse bzw. Erde) und PISW angelegt. Daher wird das PISW-Signal durch den vorstehend erläuterten geschlossenen Stromkreis erzeugt, auch wenn der Entladeverbinder 100A keine Stromversorgung enthält. Zudem ist im Entladeverbinder 100A ein mit PISW verbundener Signalleiter L14A mit dem Masseanschluss der elektrischen Steckdose To4 verbunden, wobei eine Erfassungsschaltung 140A zwischen ihnen liegt. Die Erfassungsschaltung 140A umfasst die elektrischen Widerstände R1A, R2A und R3A sowie die Schalter S1A und S2A. Die Schalter S1A und S2A werden jeweils in Verbindung mit der Entriegelungstaste 111A bzw. dem Entladestartschalter 112A (siehe 10) geöffnet und geschlossen. Die Signalleitung L14A verläuft vom PISW durch den elektrischen Widerstand R1A und verzweigt sich in zwei Zweigleitungen L141A und L142A, und die Zweigleitungen L141A und L142A gehen zu einem geerdeten bzw. Nullleiter L13A zusammen. Obwohl die Erfassungsschaltung 140A im Wesentlichen einen ähnlichen Aufbau wie die in 7 gezeigte Erfassungsschaltung 140 hat, unterscheidet sich die Erfassungsschaltung 140A in den folgenden Punkten von der Erfassungsschaltung 140.
Die Erfassungsschaltung 140 und die Erfassungsschaltung 140A unterscheiden sich im Widerstandswert. Wie in 7 gezeigt ist, haben die elektrischen Widerstände R1, R2 und R3 in der Erfassungsschaltung 140 jeweils einen Widerstandswert von 20 Ω (Ohm), 460 Ω bzw. 20 Ω. Im Gegensatz dazu haben die elektrischen Widerstände R1A, R2A und R3A in der Erfassungsschaltung 140A, wie in 11 gezeigt, jeweils einen Widerstandswert von 39 Ω, 430 Ω bzw. 51 Ω. Jeder Widerstandswert in jeder der Erfassungsschaltungen 140 und 140A wird gemäß einem nachstehend erläuterten Potenzialkennfeld M2 eingestellt. Darüber hinaus ist jeder elektrische Widerstand in den Erfassungsschaltungen 140 und 140A auf einen Widerstandswert eingestellt, der sich von dem jedes elektrischen Widerstands in einem Ladeverbinder unterscheidet, der in der Norm „IEC61851-1:2010 Anhang B“ definiert ist. Auf diese Weise kann die Steuerung 250 auf der Grundlage des PISW-Signals (PISW-Potenzials) zwischen dem Ladeanschluss und dem Entladeanschluss unterscheiden.
In der Erfassungsschaltung 140A ist der Schalter S1A ein normalerweise geschlossener Schalter und der Schalter S2A ein normalerweise offener Schalter. Der Schalter S2A ist geschlossen, wenn der Entladestartschalter 112A EIN geschaltet ist, und offen, wenn der Entladestartschalter 112A AUS geschaltet ist.
12 ist ein Zeitschaubild, das die Abfolge von Start (Entladestart) und Stopp (Entladestopp) des 100-V-Steckers zeigt. In 12 zeigt eine Linie D1A das Potenzial von PISW an, und eine Linie D2A zeigt die Wechselstromabgabe vom Einlass 210 zur Seite des Entladeanschlusses 100A an.
Unter Bezug auf 12 zusammen mit den 10 und 11 ist der Ablauf beim Entladeverbinder 100A im Wesentlichen ähnlich wie der Ablauf beim in 9 dargestellten Entladeverbinder 100. Schaltet der Benutzer jedoch den Entladestartschalter 112A ein, fällt das Potenzial des PISW. Schaltet der Benutzer den Entladestartschalter 112A wieder in den AUS-Zustand, kehrt auch das Potenzial von PISW zurück. Betätigt der Benutzer den Entladestartschalter 112A in der in 12 gezeigten Reihenfolge, also in der Reihenfolge EIN, AUS, EIN und AUS, wobei der Zustand des Steckers der angeschlossene Zustand ist, erkennt die ECU 250 (2) den Entladestart anhand des PISW-Potenzials und beginnt mit der Entladung. Speist das Fahrzeug 200 den Wechselstrom über den Entladeverbinder 100A ein, wird der Schalter S20 (11) vor Beginn des Entladens nicht umgeschaltet. Während des Entladens werden sowohl der SMR 231 (2) als auch der Schalter S20 so gesteuert, dass sie sich im geschlossenen Zustand befinden.
13 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung des PISW-Signals (PISW-Potenzials). In 13 zeigt ein Potenzialkennfeld M1 für das PISW-Potenzial einen Bestimmungswert für jeden in der Aufladenorm „IEC61851-1“ definierten Potenzialbereich. Im Bereich von 0 bis 4,7 V sind die Zustände des Steckverbinders, wie der angeschlossene Zustand, der eingesteckte Zustand und der nicht eingesteckte Zustand, jeweils als Bestimmungswerte für den Potenzialbereich von 1,359 bis 1,639 V, den Potenzialbereich von 2,553 bis 2,944 V bzw. den Potenzialbereich von 4,301 bis 4,567 V definiert. Die anderen Potenzialbereiche sind undefiniert.
Das Potenzialkennfeld M2 für das PISW-Potenzial ist ein Steuerkennfeld, das zur Steuerung verwendbar ist und in der Speichereinrichtung 253 der in 2 gezeigten ECU 250 gespeichert ist. Im Potenzialkennfeld M2 werden der Zustand des Steckverbinders, der Zustand des Schalters und der geforderte Spannungswert des Entladeverbinders für jeden Potenzialbereich festgelegt. Ist der Entladeverbinder elektrisch mit dem Einlass 210 verbunden, kann die ECU 250 das Potentialkennfeld M2 verwenden, um den Zustand des Steckverbinders, den Zustand des Schalters und den geforderten Spannungswert des Entladeverbinders basierend auf dem PISW-Signal zu erhalten. Die ECU 250 kann auch basierend auf dem PISW-Signal bestimmen, ob der Entladeverbinder elektrisch mit dem Einlass 210 verbunden ist.
Zudem erhält die ECU 250 basierend auf dem PISW-Signal den Typ der elektrischen Steckdose der Entladeeinheit, die mit dem Einlass 210 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der geforderte Spannungswert der Entladebaugruppe (des Entladeanschlusses) dem Typ des elektrischen Anschlusses der Entladebaugruppe. Insbesondere bedeutet der geforderte Spannungswert des an den Einlass 210 angeschlossenen Entladeverbinders von 200 V, dass der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder der in den 5 bis 9 gezeigte 200-V-Stecker ist, dass also der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder einen ersten elektrischen Ausgang, einen zweiten elektrischen Ausgang und einen dritten elektrischen Ausgang umfasst. Der geforderte Spannungswert des an den Einlass 210 angeschlossenen Entladeverbinders von 100 V bedeutet, dass der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder der in den 10 bis 12 gezeigte 100-V-Stecker ist, dass also der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder nur einen ersten elektrischen Anschluss aufweist. Daher wird im Potenzialkennfeld M2 die Art der Steckdose nicht festgelegt, obwohl der geforderte Spannungswert eingestellt ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehend Erläuterte beschränkt. In dem Aufbau, in dem der geforderte Spannungswert und der Typ der elektrischen Steckdose einander nicht notwendigerweise entsprechen, kann das Potenzialkennfeld M2 (Steuerkennfeld) so geändert werden, dass zusätzlich zum geforderten Spannungswert der Entladebaugruppe der Typ der elektrischen Steckdose festgelegt ist.
Im Potenzialkennfeld M2 ist dem Potenzialbereich von 0,0 bis 1,2 V ein Potenzialbereich zugeordnet, der anzeigt, dass sich der Entladeverbinder im angeschlossenen Zustand befindet (im Folgenden auch als „angeschlossener Bereich“ bezeichnet). Ein Potenzialbereich, der beim Laden verwendet wird (Ladebereich), ist dem Potenzialbereich von 1,2 bis 2,0 V zugeordnet. Ein Potenzialbereich, der anzeigt, dass sich der Entladeverbinder im eingesteckten Zustand befindet (im Folgenden auch „eingesteckter Bereich“ genannt), ist dem Potenzialbereich von 2,0 bis 3,5 V zugeordnet. Ein Potenzialbereich, der anzeigt, dass sich der Entladeverbinder im nicht eingesteckten Zustand befindet (im Folgenden auch als „nicht eingesteckter Bereich“ bezeichnet), ist dem Potenzialbereich von 3,5 bis 4,7 V zugeordnet.
Im Potenzialkennfeld M2 ist der angeschlossene Bereich dem Potenzialbereich von 0,0 bis 1,2 V zugeordnet, der in der Ladenorm „IEC61851-1“ nicht definiert ist. Dies erleichtert der ECU 250 die Unterscheidung zwischen Lade- und Entladeverbinder. Der angeschlossene Bereich wird weiter in drei Potenzialbereiche (0,0 bis 0,4 V/0,4 bis 0,7 V/0,7 bis 1,2 V) unterteilt, die nachstehend erläutert werden.
Dem Potenzialbereich von 0,0 bis 0,4 V ist ein Potenzialbereich zugeordnet, der angibt, dass der geforderte Spannungswert des an den Einlass 210 angeschlossenen Entladeverbinders 200 V beträgt (im Folgenden auch als „200-V-Bereich“ bezeichnet). Das zum 200-V-Bereich gehörende PISW-Potenzial bedeutet, dass der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder ein 200-V-Stecker ist. Ein Potenzialbereich, der angibt, dass der geforderte Spannungswert des Entladeverbinders, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, 100 V beträgt (im Folgenden auch als „100-V-Bereich“ bezeichnet), ist dem Potenzialbereich von 0,7 bis 1,2 V zugeordnet. Das PISW-Potenzial, das zum 100-V-Bereich gehört, bedeutet, dass der Entladeverbinder, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, ein 100-V-Stecker ist. Da der 100-V-Stecker (11) und der 200-V-Stecker (7) unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, unterscheiden sich der 100-V-Stecker (11) und der 200-V-Stecker (7) auch hinsichtlich des PISW-Potenzials, wenn der jeweilige Steckverbinder an den Einlass 210 angeschlossen ist. Sowohl der 100-V-Bereich als auch der 200-V-Bereich zeigen zusätzlich zum gewünschten Spannungswert des mit dem Einlass 210 verbundenen Entladeverbinders außerdem an, dass der Entladestartschalter des Entladeverbinders AUS geschaltet ist.
Ein Potenzialbereich, der anzeigt, dass der Entladestartschalter EIN ist (im Folgenden auch als „Entladestartbereich“ bezeichnet), ist dem Potenzialbereich von 0,4 bis 0,7 V zugeordnet. Da der Schalter S2 (7), der mit dem Entladestartschalter 112 verknüpft ist, ein normalerweise eingeschalteter Schalter im 200-V-Stecker ist, steigt das PISW-Potenzial an, wenn der Entladestartschalter 112 vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wird. Da der Schalter S2A (11), der mit dem Entladestartschalter 112A zusammenhängt, ein normalerweise ausgeschalteter Schalter im 100-V-Stecker ist, fällt das PISW-Potenzial, wenn der Entladestartschalter 112A vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand geschaltet wird.
14 ist ein Ablaufplan, der einen Vorgang im Zusammenhang mit dem Start des Entladens zeigt, der von der ECU 250 durchgeführt wird. Der in diesem Ablaufplan gezeigte Vorgang wird (außer während des Ladens und Entladens) wiederholt während eines Stillstands des Fahrzeugs 200 durchgeführt.
Mit Bezug auf 14 zusammen mit den 1 bis 13 bringt die ECU 250 in S201 den Schalter S20 in den geschlossenen (leitenden) Zustand. Als Nächstes erhält die ECU 250 in S101 das PISW-Signal (PISW-Potential). Als Nächstes bestimmt die ECU 250 in S102 anhand des PISW-Signals, ob der Entladeverbinder mit dem Einlass 210 verbunden wurde. Geht der Zustand des Steckers in den angeschlossenen Zustand über, wird in S102 das Urteil.„JA“ gefällt und der Vorgang geht zu S103 weiter. In S103 bestimmt die ECU 250, ob der vom mit dem Einlass 210 verbundenen Entladeverbinder geforderte Spannungswert 100 V oder 200 V beträgt.
Die ECU 250 nutzt das in 13 gezeigte Potentialkennfeld M2, um den Zustand (z.B. den Zustand des Steckverbinders) des Einlasses 210 und die Informationen (z.B. den Schaltzustand, den geforderten Spannungswert und die Art der Steckdose) über den Entladeverbinder, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, basierend auf dem in S101 erhaltenen PISW-Signal zu erhalten. Die ECU 250 kann den Zustand des Steckverbinders (nicht angeschlossener Zustand/angeschlossener Zustand/verbundener Zustand) basierend darauf bestimmen, ob das PISW-Potenzial zum nicht angeschlossenen Bereich, zum angeschlossenen Bereich oder zum verbundenen Bereich gehört. Die ECU 250 kann basierend darauf, ob das PISW-Potenzial zum Entladestartbereich gehört, auch bestimmen, ob der Entladestartschalter vom Benutzer betätigt wurde. Darüber hinaus kann die ECU 250 den geforderten Spannungswert (100 V/200 V) des Entladeverbinders basierend darauf bestimmen, ob das PISW-Potenzial zum 100-V-Bereich oder zum 200-V-Bereich gehört. Zudem bestimmt die ECU 250, dass der Entladeverbinder, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, keine einpolige elektrische Steckdose umfasst, wenn das PISW-Potenzial zum 100-V-Bereich gehört, und bestimmt, dass der Entladeverbinder, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, eine einpolige elektrische Steckdose umfasst, wenn das PISW-Potenzial zum 200-V-Bereich gehört. Wie vorstehend erläutert wurde, ist die ECU 250 so aufgebaut, dass sie den geforderten Spannungswert des Entladeverbinders, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, und den Typ der elektrischen Steckdose des Entladeverbinders, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, basierend auf dem Potentialsignal des PISW (Erfassungsanschlusses) des Einlasses 210 erhält, wenn der Schalter S20 leitet. Wenn der Schalter S20 leitet, hat GND des Einlasses 210 das gleiche Potenzial wie das der Karosserie des Fahrzeugs 200. Daher wird das PISW-Signal stabil, und somit werden das Potenzialkennfeld M2 und das PISW-Signal wahrscheinlich zueinander passen.
Wird in S103 festgestellt, dass der geforderte Spannungswert des Entladeverbinders, der mit dem Einlass 210 verbunden ist, 200 V beträgt, geht der Ablauf zu S111 weiter. Die Bestimmung in S103, dass der geforderte Spannungswert des an den Einlass 210 angeschlossenen Entladeverbinders 200 V beträgt, bedeutet, dass der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder mindestens eine aus der zweiten und dritten Steckdose umfasst. In S111 bestimmt die ECU 250, ob der Entladestartvorgang für AC 200 V (der Schaltvorgang für den Entladestart in der in 9 gezeigten Reihenfolge EIN, AUS, EIN und AUS) vom Benutzer durchgeführt wurde. Hat der Benutzer den Entladestartvorgang für AC 200 V durchgeführt (JA in S111), bringt die ECU 250 den Schalter S20 (siehe 7 und 8) in S202 in den offenen (isolierten) Zustand. Als Nächstes gibt die ECU 250 in S112 die einphasige Wechselspannung von 200 V vom Einlass 210 an die Seite des 200-V-Steckers aus. Genauer gesagt steuert die ECU 250 die Inverter 221A und 221B so, dass der einphasige Wechselstrom von 200 V zwischen AC1 und AC2 des in 8 dargestellten Eingangs 210 abgegeben wird. In der vorliegenden Ausführungsform legt der Wechselstrominverter 221A eine Wechselspannung (AC 100 V) zwischen AC1 und GND an, die der Hälfte des geforderten Spannungswertes entspricht, und der Wechselstrominverter 221B legt eine Wechselspannung (AC 100 V) zwischen AC2 und GND an, die der Hälfte des geforderten Spannungswertes entspricht. Somit wird die einphasige Wechselspannung von 200 V, 100 V und 100 V jeweils an die Steckdose To1, die Steckdose To2 und die Steckdose To3 des 200-V-Steckers ausgegeben. Beginnt das Fahrzeug 200 mit der Einspeisung des Wechselstroms über den 200-V-Stecker, hält die ECU 250 wie vorstehend erläutert den Schalter S20 auch während des Entladens offen. Ist der Entladevorgang beendet, schaltet die ECU 250 den Schalter S20 dann wieder in den geschlossenen Zustand.
Wird in S103 festgestellt, dass der geforderte Spannungswert des mit dem Einlass 210 verbundenen Entladeverbinders 100 V beträgt, geht der Ablauf zu S121 weiter. Die Feststellung in S103, dass der geforderte Spannungswert des an den Einlass 210 angeschlossenen Entladeverbinders 100 V beträgt, bedeutet, dass der an den Einlass 210 angeschlossene Entladeverbinder nicht die zweite elektrische Steckdose und die dritte elektrische Steckdose umfasst. In S121 bestimmt die ECU 250, ob der Vorgang zum Start des Entladens mit 100 V AC (Schaltvorgang für den Entladestart in der in 12 gezeigten Reihenfolge EIN, AUS, EIN und AUS) vom Benutzer durchgeführt wurde. Wurde der Vorgang zum Start des Entladens mit 100 V AC vom Benutzer durchgeführt (JA in S121), gibt die ECU 250 den einphasigen Wechselstrom von 100 V vom Einlass 210 in S122 auf der Seite des 100V-Steckverbinders aus. Genauer gesagt steuert die ECU 250 die Wechselstrominverter 221A und 221B so, dass der einphasige Wechselstrom von 100 V zwischen AC1 und AC2 des in 10 gezeigten Eingangs 210 ausgegeben wird. In der vorliegenden Ausführungsform legt jeder der Inverter 221A und 221B eine Wechselspannung (AC 50 V) an, die der Hälfte des geforderten Spannungswerts entspricht, wodurch 100 V AC zwischen AC1 und AC2 anliegt. Somit wird der einphasige Wechselstrom von 100 V an die Steckdose To4 des 100-V-Steckers ausgegeben. Die vorliegende Offenlegung ist jedoch nicht auf das vorstehend Erläuterte beschränkt. Die ECU 250 kann nur den Wechselstrom inverter 221A veranlassen, 100 V AC zwischen AC1 und AC2 anzulegen und den Wechselstrom inverter 221B in einen Zustand zu bringen, in dem keine Spannung anliegt (leitender bzw. durchgeschleifter Zustand). Wie vorstehend erläutert wurde, wird die Entladung gestartet, wenn das Fahrzeug 200 den Wechselstrom über den 100-V-Stecker einspeist, während der Schalter S20 im geschlossenen Zustand bleibt (siehe 10 und 11). Die ECU 250 hält den Schalter S20 selbst während des Entladens geschlossen.
Wird das Entladen wie vorstehend erläutert in S112 oder S122 begonnen, endet ein in 14 dargestellter Ablauf. Die begonnene Entladung endet, wenn eine vorab festgelegte Entladestoppbedingung erfüllt ist. Ist die vorab festgelegte Entladestoppbedingung erfüllt, steuert die ECU 250 die Wechselstrominverter 221A und 221B, um das Entladen vom Einlass 210 zum Entladeverbinder zu stoppen. Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die vorstehend erläuterte Entladestoppbedingung erfüllt, wenn der Zustand des Verbinders während des Entladens in den eingesteckten Zustand oder in den nicht eingesteckten Zustand übergeht. Die vorstehend erläuterte Entladestoppbedingung ist auch erfüllt, wenn der SOC der Batterie 230 gleich groß wie oder kleiner als ein vorab festgelegter SOC-Wert wird. Die vorliegende Offenlegung ist jedoch nicht auf das vorstehend Erläuterte beschränkt. Die Entladestoppbedingung kann beliebig festgelegt sein.
Wie vorstehend erläutert wurde, umfasst ein Stromversorgungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform Folgendes: Bestimmen, ob die mit dem Einlass 210 des Fahrzeugs 200 verbundene Entladebaugruppe (der Entladeverbinder) mindestens eine der zweiten und dritten elektrischen Steckdosen (S103) umfasst; elektrisches Trennen von GND des Einlasses 210 von der Karosserie des Fahrzeugs 200 (S202), wenn festgestellt wird, dass die Entladebaugruppe, die mit dem Einlass 210 verbunden ist, mindestens eine aus der zweiten elektrischen Steckdose und der dritten elektrischen Steckdose umfasst („200 V“ in S103); und, nach dem elektrischen Trennen von GND des Einlasses 210 von der Karosserie des Fahrzeugs 200 (S202), Anlegen der Wechselspannungen zwischen AC1 und GND des Einlasses 210 und zwischen AC2 und GND des Einlasses 210 (S112).
Gemäß dem vorstehend erläuterten Verfahren zur Einspeisung von Strom ist es möglich, das in der eingespeisten Leistung enthaltene Rauschen zu reduzieren, wenn das Fahrzeug 200 die Einspeisung der Wechselstromleistung durch die Entladebaugruppe (einschließlich des Entladeverbinders) durchführt. Der Wechselstrom vom Fahrzeug 200 wird von der von der Batterie 230 isolierten Wechselstromversorgung mit nicht geerdeter Verdrahtung (potenzialfrei) ausgegeben.
Beim in 14 gezeigten Verfahren wird der Schalter S20 nicht angesteuert, wenn der mit dem Einlass 210 verbundene Entladeverbinder nicht die zweite und dritte Steckdose („100 V“ in S103) umfasst. Auf diese Weise wird eine Verschlechterung des Schalters S20 unterdrückt. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das Vorstehende beschränkt. Beispielsweise kann die ECU 250 in dem Aufbau, in dem der 100-V-Steckverbinder die zweite oder dritte elektrische Steckdose anstelle der ersten elektrischen Steckdose enthält, den Schalter S20 auch in den offenen Zustand (isolierten Zustand) bringen und dann mit der Entladung beginnen, wenn in S103 festgestellt wird, dass der geforderte Spannungswert des mit dem Einlass 210 verbundenen Entladesteckers 100 V beträgt, ähnlich wie wenn in S103 festgestellt wird, dass der geforderte Spannungswert des mit dem Einlass 210 verbundenen Entladesteckers 200 V beträgt.
Das zur Unterscheidung des Entladeanschlusses verwendete Steuerkennfeld ist nicht auf das in 13 gezeigte Potenzialkennfeld M2 beschränkt. Beispielsweise kann die ECU 250 den geforderten Spannungswert des Entladeverbinders unter Einsatz eines anderen Potenzialbereichs als des Potenzialbereichs von 0,0 bis 1,2 V ermitteln. Genauer gesagt kann der verbundene Bereich, einschließlich des 100-V-Bereichs, des 200-V-Bereichs und des Entladestartbereichs, einem der Potenzialbereiche 1,639 bis 2,553 V, 2,944 bis 4,301 V und 4,567 bis 4,700 V zugeordnet werden, die in der Ladenorm „IEC61851-1“ nicht definiert sind.
Obwohl die vorstehend erläuterte Ausführungsform das Beispiel der Ausgabe von 100 V AC/ 200 V AC durch die Verdrahtung vom Typ mit einer Phase und drei Leitungen darlegt, kann die durch die Verdrahtung vom Typ mit einer Phase und drei Leitungen abgegebene Spannung geeignet angepasst werden. So können beispielsweise 110 V/ 220 V AC, 115 V/ 230 V AC oder 120 V/ 240 V AC über die Verdrahtung vom Typ mit einer Phase und drei Leitungen ausgegeben werden.
Der Aufbau des 200-V-Steckers ist nicht auf den in den 5 bis 9 dargestellten Aufbau beschränkt. Zum Beispiel können eine oder zwei der Steckdosen To1 bis To3 weggelassen werden. Der 200V-Steckverbinder, der nicht beide Steckdosen To2 und To3 enthält, entspricht jedoch nicht mehr dem Entladesteckverbinder, der mindestens eine der zweiten und dritten Steckdosen enthält. Zudem kann der Deckel 120 weggelassen werden. Außerdem kann auch der Entladestartschalter 112 entfallen. Ein Auslöser für den Start des Entladevorgangs kann beliebig festgelegt sein. Beispielsweise kann die Entladung gestartet werden, wenn eine bestimmte Zeitspanne verstrichen ist, seit der Stecker in den angeschlossenen Zustand übergegangen ist. Alternativ kann der Entladevorgang auch gestartet werden, wenn der Benutzer einen Schalter im Fahrzeug betätigt.
Es ist nicht notwendig, dass der Erdungsschalter zwischen dem Masseanschluss (GND) des Eingangs 210 und der Fahrzeugkarosserie im Fahrzeug angeordnet ist. Der Masseschalter kann weggelassen werden, und der Masseanschluss des Einlasses 210 kann ständig mit der Fahrzeugkarosserie geerdet sein. 15 zeigt einen Aufbau eines Fahrzeugs 200A gemäß einer Modifizierung.
Mit Bezug auf 15 umfasst das Fahrzeug 200A gemäß der Modifizierung einen Einlass 210A, eine AC-Stromversorgung 220A und eine ECU 250A. Die AC-Stromversorgung 220A ist so aufgebaut, dass sie eine Wechselspannung zwischen AC1 und AC2 des Einlasses 210A anlegt. Die AC-Stromversorgung 220A ist über die Spannungsleiter L21A und L22A elektrisch mit AC1 und AC2 des Einlasses 210A verbunden. Die AC-Stromversorgung 220A umfasst eine im Fahrzeug eingebaute Batterie (z. B. die in 2 gezeigte Batterie 230) und eine Stromwandlerschaltung. Die Stromwandlerschaltung der AC-Stromversorgung 220A kann eine im Fahrzeug montiertes Ladevorrichtung sein (z. B. die in 4 gezeigte Ladevorrichtung 222), die so aufgebaut ist, dass sie eine bidirektionale Stromwandlung ermöglicht, oder ein fahrzeuginterner Inverter (z. B. der in 3 gezeigte Wechselstrominverter 221).
Im Fahrzeug 200A gemäß der Modifizierung ist GND des Einlasses 210A über eine Masseleitung L23A durch eine Karosserie des Fahrzeugs 200A geerdet (Karosserieerdung). Der Einlass 210A ist so aufgebaut, dass er mit einem Entladeanschluss 100B und einem Entladeanschluss 100C verbindbar ist. Ein geforderter Spannungswert (erste Spannung) des Entladeverbinders 100B beträgt 100 V, und ein geforderter Spannungswert (zweite Spannung) des Entladeverbinders 100C beträgt 200 V. Die Entladeverbinder 100B und 100C entsprechen also jeweils einem 100-V-Stecker bzw. einem 200-V-Stecker. Jeder der Entladeverbinder 100B und 100C arbeitet als Entladeeinheit. Die Entladeverbinder 100B und 100C entsprechen jeweils Beispielen eines „zweiten Entladeverbinders (einer zweiten Entladebaugruppe)“ bzw. eines „dritten Entladeverbinders (einer dritte Entladebaugruppe)“ der vorliegenden Offenbarung.
Obwohl 15 nur AC1, AC2 und GND zeigt, umfasst der Einlass 210A ähnlich wie der in 7 gezeigte Einlass 210 auch PISW und CPLT. Zudem enthält jeder der Entladeanschlüsse 100B und 100C Anschlüsse, die den vorstehend erläuterten Anschlüssen (AC1, AC2, GND, PISW und CPLT) des Einlasses 210 entsprechen. 16 zeigt einen schematischen Schaltungsaufbau des Entladeanschlusses 100C und des Einlasses 210A.
Mit Bezug auf 16 ist der Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100C ähnlich wie der in 7 gezeigte Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100. In einem Zustand, in dem der Entladeverbinder 100C mit dem Einlass 210A verbunden ist, wird ein geschlossener Stromkreis gebildet, so dass PISW und GND miteinander verbunden sind, wobei eine Schaltung des Entladeverbinders 100C (einschließlich der Erfassungsschaltung 140) zwischen ihnen liegt. Ein Potenzial von PISW (Erfassungsanschluss) ändert sich entsprechend dem geforderten Spannungswert des Entladeverbinders, der mit dem Einlass 210A verbunden ist. Ein Potentialsignal von PISW wird der ECU 250A des Fahrzeugs 200A eingelesen (15). Der Nullleiter L23A, der GND des Einlasses 210A und die Karosserie des Fahrzeugs 200A miteinander verbindet, weist keinen Schalter auf, und GND des Einlasses 210A hat ständig das gleiche Potential wie das der Karosserie des Fahrzeugs 200A. PISW ist dazu aufgebaut, einen Zustand (Verbindungszustand) des Einlasses 210A zu bestimmen. Die ECU 250A (15) ist dazu aufgebaut, das in 13 gezeigte Potentialkennfeld M2 zu nutzen, um den Zustand des Steckers, den geforderten Spannungswert und den Typ der elektrischen Steckdose über den mit dem Einlass 210A verbundenen Entladeverbinder basierend auf dem PISW-Signal (PISW-Potential) zu erhalten.
Weil ein Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100B derselbe ist wie der in 11 gezeigte Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100A, wird der Schaltungsaufbau des Entladeverbinders 100B nicht gezeigt. Darüber hinaus ist der Hardwareaufbau der ECU 250A derselbe wie der in 2 gezeigte Aufbau der ECU 250.
Wie aus 15 und 16 hervorgeht, umfasst der Entladeverbinder 100B ein erstes Ende P1B, das mit dem Einlass 210A verbindbar ist, und ein zweites Ende P2B mit einer elektrischen Steckdose To5. Die elektrische Steckdose To5 gibt eine Wechselspannung aus, die zwischen AC1 und AC2 des Einlasses 210A anliegt. Was den Entladeanschluss 100B angeht, werden die elektrischen Auslassanschlüsse, die elektrisch mit einer Stromleitung L11B und einer Stromleitung L12B verbunden sind, als „L1“ bzw. „L2“ bezeichnet. Wie in 15 dargestellt, umfasst die elektrische Steckdose To5 L1, L2 und einen Masseanschluss. Die Steckdose To5 gibt einphasigen Wechselstrom von 100 V zwischen L1 und L2 aus. Die Steckdose To5 entspricht der ersten Steckdose. Der Entladeverbinder 100B enthält nur eine elektrische Steckdose mit zwei Anschlüssen und keine elektrische Steckdose mit einem Anschluss.
Im Entladeverbinder 100B sind das erste Ende P1B und die elektrische Steckdose To5 durch den Spannungsleiter L11B, den Spannungsleiter L12B und einen Nullleiter L13B miteinander verbunden. Der Spannungsleiter L 11 B und der Spannungsleiter L12B sind jeweils am ersten Ende P1B mit AC1 bzw. AC2 verbunden. Der Nullleiter L13B ist am ersten Ende P1B mit GND verbunden. In der vorliegenden Modifizierung erkennt die ECU 250A anhand des PISW-Signals, dass der Entladeverbinder 100B an den Einlass 210A angeschlossen wurde, und steuert die Stromwandlerschaltung der Wechselstromversorgung 220A so, dass eine Wechselspannung von 100 V zwischen AC1 und AC2 des Einlasses 210A anliegt.
Der Entladeverbinder 100C umfasst ein erstes Ende P1C, das mit dem Einlass 210A verbindbar ist, und ein zweites Ende P2C mit einer elektrischen Steckdose To6. Die elektrische Steckdose To6 gibt eine Wechselspannung aus, die zwischen AC1 und AC2 des Einlasses 210A angelegt wird. Hinsichtlich des Entladeverbinders 100C werden die elektrischen Auslassanschlüsse, die elektrisch mit dem Spannungsleiter L11C und dem Spannungsleiter L12C verbunden sind, jeweils als „L1“ bzw. „L2“ bezeichnet. Wie in 15 dargestellt wird, umfasst die elektrische Steckdose To6 L1, L2 und einen Masseanschluss. Die Steckdose To6 gibt einphasigen Wechselstrom von 200 V zwischen L1 und L2 aus. Die elektrische Steckdose To6 entspricht der ersten elektrischen Steckdose. Der Entladeverbinder 100C umfasst nur eine elektrische Steckdose mit zwei Anschlüssen und keine elektrische Steckdose mit einem Anschluss.
Im Entladeverbinder 100C sind das erste Ende P1C und die elektrische Steckdose To6 miteinander über den Spannungsleiter L11C, den Spannungsleiter L12C und einen Nullleiter L13C verbunden. Der Spannungsleiter L11C und der Spannungsleiter L12C sind jeweils am ersten Ende P1C mit AC1 bzw. AC2 verbunden. Der Nullleiter L13C ist am ersten Ende P1B mit GND verbunden. In der vorliegenden Modifizierung erkennt die ECU 250A anhand des PISW-Signals, dass der Entladeverbinder 100C an den Einlass 210A angeschlossen wurde, und steuert die Stromwandlerschaltung der Wechselstromversorgung 220A so, dass zwischen AC1 und AC2 des Eingangs 210A eine Wechselspannung von 200 V anliegt.
Die ECU 250A führt anstelle des in 14 gezeigten Ablaufs einen in 17 dargestellten Ablauf aus. 17 ist ein Ablaufplan, der eine Modifizierung des in 14 dargestellten Ablaufs zeigt. Das in 17 gezeigte Verfahren ist gleich wie das in 14 gezeigte Verfahren, mit der Ausnahme, dass S201 und S202 (aus 14) weggelassen werden.
Mit Bezug auf 17 zusammen mit den 15 und 16 steuert die ECU 250A die Stromwandlerschaltung der Wechselstromversorgung 220A in S121 so, dass eine Wechselspannung, die 100 V (erste Spannung) entspricht, zwischen AC1 und AC2 des Eingangs 210A anliegt, wenn der Entladeverbinder 100B mit dem Einlass 210A verbunden ist („100 V“ in S103). Ist der Entladeverbinder 100C mit dem Einlass 210A verbunden („200 V“ in S103), steuert die ECU 250A die Stromwandlerschaltung der AC-Stromversorgung 220A so, dass eine Wechselspannung von 200 V (zweite Spannung) zwischen AC1 und AC2 des Eingangs 210A anliegt. Als Folge der vorstehend erläuterten Steuerung wird die Wechselspannung, die zum an den Einlass 210A angeschlossenen Entladeanschluss passt, an jeden Entladeanschluss geliefert.
In der vorstehend erläuterten Modifizierung beträgt die erste Spannung 100 V und die zweite Spannung 200 V. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehend Erläuterte beschränkt. Die erste Spannung und die zweite Spannung können beliebig geändert werden. Die zweite Spannung kann eine beliebige Spannung sein, solange die zweite Spannung höher ist als die erste Spannung. Beispielsweise können die erste Spannung/die zweite Spannung 95 V/190 V, 110 V/220 V, 115 V/230 V, 120 V/240 V, 130 V/260 V oder 150 V/300 V betragen.
In der vorstehend erläuterten Ausführungsform und Modifizierung arbeitet der Entladeanschluss (z. B. der Entladeanschluss 100, 100A, 100B oder 100C) alleine als Entladeeinheit. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass die Entladebaugruppe nur aus dem Entladeanschluss besteht. 18 zeigt eine Modifizierung der in den 5 und 6 gezeigten Entladebaugruppe (des Entladeverbinders).
Gemäß 18 umfasst eine Entladebaugruppe 500 einen Entladeanschluss 511, ein Gehäuse 520, in das ein mit dem Entladeanschluss 511 elektrisch verbundener Schaltkreis eingebaut ist, und ein Kabel 512, das den Entladeanschluss 511 und das Gehäuse 520 miteinander verbindet. Das Gehäuse 520 entspricht einem Hauptkörperabschnitt eines Stromsystems für ein Elektrofahrzeug (EVPS, electric vehicle power system). Das EVPS ist dazu aufgebaut, das Laden und Entladen eines Fahrzeugs zu steuern. Das Gehäuse 520 kann eine Anzeige umfassen. Die Entladebaugruppe 500 umfasst das EVPS und einen Lade- und Entladekabelbaum bzw. eine entsprechende Buagruppe. Der Lade- und Entladekabelbaum ist ein Kabelbaum, der das Fahrzeug mit dem EVPS verbindet und einen Lade- und Entladeverbinder umfasst, der mit dem Fahrzeug verbunden ist. In dem in 18 gezeigten Beispiel arbeitet der Entladeverbinder 511 als Lade- und Entladeverbinder. Das Kabel 512 arbeitet als Lade- und Entladekabel.
Der Entladeanschluss 511 umfasst ein erstes Ende P51 der Entladebaugruppe 500, das so aufgebaut ist, dass es mit dem Einlass 210 des Fahrzeugs 200 verbindbar ist. Das Gehäuse 520 umfasst eine Steckdosenbox 530. Die Steckdosenbox 530 umfasst ein zweites Ende P52 der Entladebaugruppe 500. In der vorliegenden Modifizierung ist die in den 7 und 8 gezeigte Schaltung (Schaltung des Entladeverbinders 100) innerhalb des Entladeverbinders 511, des Kabels 512 und des Gehäuses 520 vorgesehen. 19 zeigt den inneren Aufbau der Steckdosenbox 530.
Wie aus 19 erkennbar ist, umfasst die Steckdosenbox 530 einen Deckel 532, der das zweite Ende P52 im geschlossenen Zustand abdeckt und im offenen Zustand freilegt. Das zweite Ende P52 umfasst eine elektrische Steckdose To7 (erste Steckdose), eine elektrische Steckdose To8 (zweite Steckdose) und eine elektrische Steckdose To9 (dritte Steckdose). Die elektrischen Steckdosen To7, To8 und To9 haben einen ähnlichen Anschlussaufbau wie die in 8 gezeigten elektrischen Steckdosen To1, To2 bzw. To3. Allerdings sind die Steckdosen To8 und To9 an voneinander beabstandeten Stellen angeordnet. Die Abdeckung 532 ist über einen drehenden Mechanismus 533 (z. B. ein Scharnier) an einem Hauptkörperteil 531 der Steckdosenbox 530 angebracht. Die Abdeckung 532 ist mit einem Loch 534 versehen, durch das ein Kabel (z. B. das in 1 gezeigte Netzkabel 320) eingeführt wird.
In der Entladevorrichtung 500 gemäß der in den 18 und 19 gezeigten Modifizierung sind der Entladeverbinder 511 und das Gehäuse 520 durch das Kabel 512 miteinander verbunden, so dass es einfacher ist, das erste Ende P51 und das zweite Ende P52 an voneinander beabstandeten Stellen anzuordnen. Daher ist der Freiheitsgrad der Anordnung der Steckdosen größer. Da außerdem ein Teil der Entladeschaltung im Gehäuse 520 untergebracht werden kann, ist es einfacher, die Größe des Entladeverbinders 511 zu verringern.
In der vorstehend erläuterten Ausführungsform können die Entladeverbinder für zwei Spannungsarten (100 V/200 V) an den Einlass des Fahrzeugs angeschlossen werden. Es können jedoch auch Entladeverbinder für drei oder mehr Spannungsarten an den Einlass des Fahrzeugs anschließbar sein. Zudem wird in der vorstehend erläuterten Ausführungsform der Wechselstrom vom Fahrzeugeinlass an den Entladeverbinder ausgegeben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das vorstehend Erläuterte beschränkt. Gleichstrom kann vom Fahrzeugeinlass an den Entladeverbinder geliefert werden, und die DC/AC-Wandlung kann im Entladeverbinder durchgeführt werden. In der vorstehend erläuterten Ausführungsform und jeder Modifizierung ist das Fahrzeug nicht auf das BEV beschränkt, sondern kann auch ein anderes xEV sein (z. B. PHEV oder FCEV).
Die vorstehend erläuterten Modifizierungen können in jeder beliebigen Kombination implementiert werden. Beispielsweise kann die in 16 gezeigte Schaltung (Schaltung des Entladeverbinders 100C) in dem in 18 gezeigten Entladeverbinder 511, Kabel 512 und Gehäuse 520 vorgesehen sein.
Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass die hier dargelegte Ausführungsform in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung wird durch den Wortlaut der Ansprüche definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung umfassen, die unter den Wortlaut der Ansprüche fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021132279 [0001]
JP 2021132279 A [0001]
JP 5099281 [0003]
JP 5099281 B [0003]

Claims

Fahrzeug (200, 200A) mit einer Stromspeichervorrichtung (230, 220A), einem Entladeanschluss (210, 210A), einer Stromwandlerschaltung (221A, 221B, 220A) und einer Steuerung (250, 250A), wobei die Stromwandlerschaltung dazu aufgebaut ist, Gleichstrom zu empfangen, der von der Stromspeichervorrichtung zugeführt wird, und den Gleichstrom auf der Seite des Entladeanschlusses abzugeben, der Entladeanschluss einen ersten Abgabeanschluss (AC1), einen zweiten Abgabeanschluss (AC2) und einen Masseanschluss (GND) umfasst, der erste Abgabeanschluss und der zweite Abgabeanschluss jeweils nicht über eine Karosserie des Fahrzeugs geerdet sind, die Steuerung dazu aufgebaut ist, einen geforderten Spannungswert eines mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinders (100, 100A, 100B, 100C, 511) zu erhalten, und wenn der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss verbunden ist, die Steuerung die Stromwandlerschaltung derart steuert, dass eine Spannung, die zum geforderten Spannungswert des Entladevrbinders passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug (200) zudem einen Schalter (S20) umfasst, der zwischen einem leitenden Zustand und einem isolierten Zustand zwischen dem Masseanschluss und der Karosserie des Fahrzeugs umschaltet.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei der Entladeanschluss (210) einen Erfassungsanschluss (PISW) umfasst, der an die Steuerung (250) ein Potentialsignal ausgibt, das Informationen über eine Entladebaugruppe (100, 500) anzeigt, die den mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinder (100, 511) umfasst, in einem Zustand, in dem der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss (210) verbunden ist, ein geschlossener Stromkreis derart gebildet ist, dass der Erfassungsanschluss und der Masseanschluss miteinander verbunden sind, wobei der Entladeverbinder zwischen ihnen liegt, die Steuerung (250) dazu aufgebaut ist, den geforderten Spannungswert des Entladeanschlusses der Entladebaugruppe und einen Typ eines elektrischen Auslasses der Entladebaugruppe basierend auf dem Potentialsignal vom Erfassungsanschluss zu erhalten, wenn sich der Schalter im leitenden Zustand befindet, und der Typ des elektrischen Auslasses einen ersten elektrischen Auslass (To1, To7), der eine zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegende Wechselspannung ausgibt, einen zweiten elektrischen Auslass (To2, To8), der eine zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Erdanschluss anliegende Wechselspannung ausgibt, und einen dritten elektrischen Auslass (To3, To9) umfasst, der eine zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegende Wechselspannung ausgibt.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Stromwandlerschaltung eine erste Stromwandlerschaltung (221A) und eine zweite Stromwandlerschaltung (221B) umfasst, die erste Stromwandlerschaltung dazu aufgebaut ist, eine Wechselspannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anzulegen, die zweite Stromwandlerschaltung dazu aufgebaut ist, eine Wechselspannung zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anzulegen, wenn der Entladeverbinder (100, 511) der Entladebaugruppe (100, 500), die mindestens einen aus dem zweiten elektrischen Auslass und dem dritten elektrischen Auslass umfasst, mit dem Entladeanschluss verbunden ist, die Steuerung (250) den Schalter in den isolierten Zustand bringt, und nachdem die Steuerung den Schalter in den isolierten Zustand gebracht hat, die Steuerung die erste Stromwandlerschaltung und die zweite Stromwandlerschaltung so steuert, dass eine Wechselspannung, die zum geforderten Spannungswert des Entladeanschlusses passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei der Entladeanschluss (210) dazu aufgebaut ist, mit einem ersten Entladeverbinder (100, 511) einer ersten Entladebaugruppe verbindbar zu sein, der erste Entladeverbinder einen ersten Eingangsanschluss (L1, AC1), der mit einem ersten Spannungsleiter (L11) verbunden ist, einen zweiten Eingangsanschluss (L2, AC2), der mit einem zweiten Spannungsleiter (L12) verbunden ist, und einen Masseanschluss (PE, GND) umfasst, der mit einem Nullleiter (L13) verbunden ist, wenn der erste Entladeverbinder und der Entladeanschluss miteinander verbunden sind, der erste Eingangsanschluss, der zweite Eingangsanschluss und der Masseanschluss des ersten Entladeverbinders jeweils mit dem ersten Abgabeanschluss, dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss des Entladeanschlusses in Kontakt kommen, die erste Entladebaugruppe Folgendes umfasst: einen elektrischen Auslass (To1, To7), der zum ersten elektrischen Auslass passt, wobei der erste elektrische Auslass einen ersten Spannungsanschluss (L1), der mit dem ersten Spannungsleiter verbunden ist, einen zweiten Spannungsanschluss (L2), der mit dem zweiten Spannungsleiter verbunden ist, und einen mit dem Nullleiter verbundenen Masseanschluss (PE) umfasst, einen elektrischen Auslass (To2, To8), der zum zweiten elektrischen Auslass passt, wobei der zweite elektrische Auslass einen Spannungsanschluss (L1), der mit dem ersten Spannungsleiter verbunden ist, und einen Masseanschluss (PE) umfasst, der mit dem Nullleiter verbunden ist, und einen elektrischen Auslass (To3, To9), der zum dritten elektrischen Auslass passt, wobei der dritte elektrische Auslass einen Spannungsanschluss (L2), der mit dem zweiten Spannungsleiter verbunden ist, und einen Masseanschluss (PE) umfasst, der mit dem Nullleiter verbunden ist, wenn der erste Entladeverbinder der ersten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss (210) verbunden ist, die Steuerung (250) den Schalter in den isolierten Zustand bringt, und nachdem die Steuerung den Schalter in den isolierten Zustand gebracht hat, die Steuerung die erste Stromwandlerschaltung so steuert, dass eine Wechselspannung, die der Hälfte des geforderten Spannungswerts des ersten Entladeanschlusses entspricht, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt, und die zweite Stromwandlerschaltung so steuert, dass eine Wechselspannung, die der Hälfte des geforderten Spannungswerts des ersten Entladeanschlusses entspricht, zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss anliegt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Masseanschluss (GND) des Entladeanschlusses (210A) über die Karosserie des Fahrzeugs geerdet ist, der Entladeanschluss dazu aufgebaut ist, sowohl mit einem zweiten Entladeverbinder (100B) einer zweiten Entladebaugruppe als auch einem dritten Entladeverbinder (100C) einer dritten Entladebaugruppe verbindbar zu sein, sowohl die zweite Entladebaugruppe als auch die dritte Entladebaugruppe einen elektrischen Auslass (To5, To6) aufweist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt, ein geforderter Spannungswert des zweiten Entladeanschlusses eine erste Spannung ist, ein geforderter Spannungswert des dritten Entladeanschlusses eine zweite Spannung ist, die höher als die erste Spannung ist, und die Steuerung (250A) die Stromwandlerschaltung (220A) so steuert, dass eine der ersten Spannung entsprechende Spannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt, wenn der zweite Entladeverbinder der zweiten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss (210A) verbunden ist, und die Stromwandlerschaltung (220A) so steuert, dass eine der zweiten Spannung entsprechende Spannung zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt, wenn der dritte Entladeverbinder der dritten Entladebaugruppe mit dem Entladeanschluss (210A) verbunden ist.
Fahrzeug nach Anspruch 6, wobei der Entladeanschluss (210A) einen Erfassungsanschluss (PISW) umfasst, dessen Potenzial sich passend zum geforderten Spannungswert des mit dem Entladeanschluss verbundenen Entladeverbinders ändert, und die Steuerung (250A) ein Potentialsignal des Erfassungsanschlusses aufnimmt.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei der Erfassungsanschluss dazu aufgebaut ist, einen Zustand des Entladeanschlusses (210A) zu bestimmen, der durch den Erfassungsanschluss bestimmte Zustand einen nicht eingesteckten Zustand, einen eingesteckten Zustand und einen angeschlossenen Zustand umfasst, der nicht eingesteckte Zustand ein Zustand ist, in dem der Entladeanschluss nicht elektrisch mit dem Entladeverbinder verbunden ist, der eingesteckte Zustand ein Zustand ist, in dem der Entladeanschluss elektrisch mit dem Entladeverbinder verbunden ist und der Entladeverbinder nicht verriegelt ist, und der angeschlossene Zustand ein Zustand ist, in dem der Entladeanschluss elektrisch mit dem Entladeverbinder verbunden ist und der Entladeverbinder verriegelt ist.
Stromversorgungssystem, mit: einem Fahrzeug (200, 200A) mit einem Entladeanschluss (210, 210A); und einer Vielzahl von Arten von Entladebaugruppen (100, 100A, 100B, 100C, 500), die so aufgebaut sind, dass sie mit dem Entladeanschluss verbindbar sind, wobei jede der Vielzahl von Arten von Entladebaugruppen einen Entladeverbinder, der so aufgebaut ist, dass er mit dem Entladeanschluss verbindbar ist, und einen elektrischen Auslass aufweist, der vom Entladeverbinder zugeführten elektrischen Strom aufnimmt und eine Spannung ausgibt, das Fahrzeug zudem eine Stromspeichervorrichtung (230, 220A), eine Stromwandlerschaltung (221A, 221 B, 220A) und eine Steuerung (250, 250A) umfasst, der Entladeanschluss einen ersten Abgabeanschluss (AC1), einen zweiten Abgabeanschluss (AC2) und einen Masseanschluss (GND) aufweist, der erste Abgabeanschluss und der zweite Abgabeanschluss jeweils nicht mit einer Karosserie des Fahrzeugs geerdet sind, die Steuerung dazu aufgebaut ist, einen geforderten Spannungswert des Entladeverbinders zu erhalten, der mit dem Entladeanschluss verbunden ist, und wenn der Entladeverbinder mit dem Entladeanschluss verbunden ist, die Steuerung die Stromwandlerschaltung so steuert, dass eine Spannung, die zum geforderten Spannungswert des Entladeanschlusses passt, zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem zweiten Abgabeanschluss anliegt.
Stromversorgungsverfahren, das folgende Schritte umfasst: Bestimmen, ob eine Entladebaugruppe, die mit einem Entladeanschluss (210) eines Fahrzeugs (200) verbunden ist, mindestens entweder einen zweiten elektrischen Auslass (To2, To8) oder einen dritten elektrischen Auslass (To3, To9) aus einem ersten elektrischen Auslass (To1, To7), dem zweiten elektrischen Auslass und dem dritten elektrischen Auslass umfasst, wobei der erste elektrische Auslass ein elektrischer Auslass ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen einem ersten Abgabeanschluss (AC1) und einem zweiten Abgabeanschluss (AC2) des Entladeanschlusses anliegt, der zweite elektrische Auslass ein elektrischer Auslass ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem ersten Abgabeanschluss und einem Masseanschluss (GND) des Entladeanschlusses anliegt, der dritte elektrische Auslass ein elektrischer Auslass ist, der eine Spannung ausgibt, die zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss des Entladeanschlusses anliegt; elektrisches Trennen des Masseanschlusses des Entladeanschlusses von einer Karosserie des Fahrzeugs, wenn festgestellt wird, dass die mit dem Entladeanschluss verbundene Entladebaugruppe (100, 500) mindestens entweder den zweiten elektrischen Auslass oder den dritten elektrischen Auslass umfasst; und Anlegen der Spannung nach dem elektrischen Trennen des Masseanschlusses von der Karosserie mindestens entweder zwischen dem ersten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss oder zwischen dem zweiten Abgabeanschluss und dem Masseanschluss.