TWI625024B

TWI625024B - 電動車充電設備及充電方法

Info

Publication number: TWI625024B
Application number: TW105137403A
Authority: TW
Inventors: 吳宗原; Tsung-Yuan Wu
Original assignee: 台達電子工業股份有限公司; Delta Electronics, Inc.
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-05-21
Also published as: TW201820737A; US10673266B2; US20190165582A1; JP6362283B2; JP2018082607A; EP3323666A1; US10236705B2; US20180138721A1; EP3323666B1

Abstract

電動車充電設備包含複數個第一電源模組以及控制電路。第一電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接，用以提供充電電流與充電電壓對電動車進行充電。控制電路用以分別輸出第一電流控制訊號以控制第一電源模組中之一者操作於恆流控制模式，並輸出複數個第一電壓控制訊號以控制其餘的第一電源模組操作於恆壓控制模式。控制電路透過操作於恆流控制模式的第一電源模組控制充電電流，並控制操作於恆壓控制模式的第一電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號的輸出電壓。

Description

電動車充電設備及充電方法

本揭示內容係關於一種電動車充電設備，且特別是關於可調整功率輸出的電動車充電設備。

近來，隨著環保意識的普及，開發以電能作為動力來源的電動車取代以化石燃料作為動力的傳統車輛，逐漸成為汽車領域內的重要目標。

為節省充電時間，電動車充電設備須以較高功率對電動車進行充電。此外，對於具有不同電池系統的電動車而言，所需的充電電壓與充電電流亦不相同。隨著電動車電池容量提升，對電動車充電時所需的充電電壓也隨之提高。

因此，如何設計電動車充電設備以滿足各種電動車的充電需求，是本領域目前重要的研究課題。

本揭示內容的一種態樣為一種電動車充電設備。電動車充電設備包含：複數個第一電源模組，該些第一電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接，用以提供一充電電流與一充電電壓對一電動車進行充電；以及一控制電路，用以分別輸出一第一電流控制訊號以控制該些第一電源模組中之一者操作於一恆流控制模式，並輸出複數個第一電壓控制訊號以控制其餘的該些第一電源模組操作於一恆壓控制模式；其中該控制電路透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組控制該充電電流，並控制操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號的輸出電壓。

在本揭示內容部分實施例中，該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號決定該電動車充電設備對該電動車輸出的該充電電流，據以輸出相應的第一電流控制訊號至操作於該恆流控制模式的該第一電源模組。

在本揭示內容部分實施例中，該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號以分別輸出相應的第一電壓控制訊號至操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組，以分別控制該些第一電源模組的輸出電壓。

在本揭示內容部分實施例中，該電動車充電設備包含N個第一電源模組，當該充電電壓小於（N-P）乘以該些第一電源模組的額定最大輸出電壓時，該控制電路輸出相應的該些第一控制訊號關閉其中P個第一電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。

在本揭示內容部分實施例中，電動車充電設備，更包含複數個第二電源模組，該些第二電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接，用以提供該充電電流與該充電電壓對該電動車進行充電；其中該控制電路更用以分別輸出一第二電流控制訊號以控制該些第二電源模組中之一者操作於該恆流控制模式，並輸出複數個第二電壓控制訊號以控制其餘的該些第二電源模組操作於該恆壓控制模式。

在本揭示內容部分實施例中，該控制電路透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組與該第二電源模組控制該充電電流，並控制操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組與該些第二電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號或第二電壓控制訊號的輸出電壓。

在本揭示內容部分實施例中，該些第一電源模組之每一者分別與該些第二電源模組中相應之一者以並聯形式電性耦接。

本揭示內容的另一種態樣為一種電動車充電設備。電動車充電設備包含：一第一充電電路，包含一第一恆流輸出電源模組以及至少一第一恆壓輸出電源模組；一控制電路，用以輸出一第一電流控制訊號至該第一恆流輸出電源模組，以控制該第一充電電路的一第一輸出電流，並輸出至少一第一電壓控制訊號至相應的該至少一第一恆壓輸出電源模組，以控制該至少一第一恆壓輸出電源模組的一第一輸出電壓，使得該第一充電電路對一電動車供電；其中該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號輸出相應的該第一電流控制訊號與該第一電壓控制訊號。

在本揭示內容部分實施例中，該控制電路根據該電動車輸出的該控制導引訊號以輸出相應的該至少一第一電壓控制訊號，以控制相應的該至少一第一恆壓輸出電源模組的該第一輸出電壓。

在本揭示內容部分實施例中，電動車充電設備更包含：一第二充電電路，包含一第二恆流輸出電源模組以及至少一第二恆壓輸出電源模組，其中該第二充電電路與該第一充電電路以輸出並聯形式電性耦接；其中該控制電路更用以根據該控制導引訊號輸出一第二電流控制訊號至該第二恆流輸出電源模組，以控制該第二充電電路的一第二輸出電流，並輸出至少一第二電壓控制訊號至相應的該至少一第二恆壓輸出電源模組，以控制該至少一第二恆壓輸出電源模組的一第二輸出電壓。

本揭示內容的另一種態樣為一種充電方法。充電方法包含：由一控制電路自一電動車接收一控制導引訊號；由該控制電路根據該控制導引訊號判斷一充電電流與一充電電壓；由該控制電路輸出一第一電流控制訊號至複數個第一電源模組之一者，以控制該第一電源模組操作於一恆流控制模式；透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組控制該充電電流；以及由該控制電路分別輸出複數個第一電壓控制訊號至其餘的該些第一電源模組，以控制該些第一電源模組操作於一恆壓控制模式，其中操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號的輸出電壓。

在本揭示內容部分實施例中，充電方法更包含：當該充電電壓小於（N-P）乘以該些第一電源模組的額定最大輸出電壓時，該控制電路輸出相應的該些第一控制訊號關閉N個第一電源模組其中的P個第一電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。

在本揭示內容部分實施例中，充電方法更包含：由該控制電路輸出一第二電流控制訊號至複數個第二電源模組之一者，以控制該第二電源模組操作於該恆流控制模式；透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組與該第二電源模組控制該充電電流；以及由該控制電路分別輸出複數個第二電壓控制訊號至其餘的該些第二電源模組，以控制該些第二電源模組操作於該恆壓控制模式，其中操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組與該些第二電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號或第二電壓控制訊號的輸出電壓。

綜上所述，本案透過將各組充電電路中的一組電源模組操作於恆流控制模式，作為恆流輸出電源模組，並將充電電路中其餘組電源模組操作於恆壓控制模式，作為恆壓輸出電源模組，便可在電動車充電設備中藉由輸出串聯多個額定最大輸出電壓較小的電源模組提供較高的充電電壓對電動車充電，以滿足不同電動車的充電需求，並符合多種充電電壓的應用。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，以更好地理解本案的態樣，但所提供之實施例並非用以限制本揭露所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本揭露所涵蓋的範圍。此外，根據業界的標準及慣常做法，圖式僅以輔助說明為目的，並未依照原尺寸作圖，實際上各種特徵的尺寸可任意地增加或減少以便於說明。下述說明中相同元件將以相同之符號標示來進行說明以便於理解。

在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞（terms），除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

此外，在本文中所使用的用詞『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均為開放性的用語，即意指『包含但不限於』。此外，本文中所使用之『及／或』，包含相關列舉項目中一或多個項目的任意一個以及其所有組合。

於本文中，當一元件被稱為『連接』或『耦接』時，可指『電性連接』或『電性耦接』。『連接』或『耦接』亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用『第一』、『第二』、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

請參考第1圖。第1圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備（Electric Vehicle Supply Equipment，EVSE）100的操作示意圖。如第1圖所示，在部分實施例中，電動車充電設備100用以對電動車（Electric Vehicle，EV）200進行充電。具體來說，電動車充電設備100可透過連接端子輸出充電電壓Vc與充電電流Ic至電動車200。

在部分實施例中，電動車200包含保護電路210、電池模組220以及電池管理電路230。充電電壓Vc與充電電流Ic可經由保護電路210傳輸至電池模組220，以對電池模組220進行充電。當電動車充電設備100輸出的充電電壓Vc或充電電流Ic超出電池模組220所能負荷的額定上限時，保護電路210可斷開電動車充電設備100與電池模組220之間的迴路，以保護電動車200。舉例來說，保護電路210可包含過壓保護單元、過流保護單元等等各種不同類型的保護單元。電池管理電路230用以輸出控制導引（Control Pilot）訊號CP至電動車充電設備100。如此一來，電動車200便可透過控制導引訊號CP與電動車充電設備100溝通，使得電動車充電設備100提供電動車200所需的充電電壓Vc與充電電流Ic。換言之，針對不同類型的電動車200，電動車充電設備100可相應調整充電電壓Vc與充電電流Ic的大小，以滿足電動車200的充電需求。

如第1圖所示，在部分實施例中，電動車充電設備100包含充電電路110以及控制電路120。充電電路110用以提供充電電流Ic與充電電壓Vc對電動車200進行充電。具體來說，充電電路110包含多個彼此以輸出串聯形式電性耦接的電源模組112、114、116。由於電源模組112、114、116彼此輸出串聯，因此充電電路110輸出的充電電壓Vc可高於電源模組112、114、116各自的額定最大輸出電壓，此處額定最大輸出電壓代表各電源模塊最大可輸出的電壓。換言之，充電電路110透過輸出串聯多個電源模組112、114、116，可提供具有較高電壓位準的充電電壓Vc，以滿足不同電動車200的充電需求。

控制電路120電性耦接於充電電路110中的各個電源模組112、114、116，並分別輸出相應的電流控制訊號CS_I、電壓控制訊號CS_V控制各個電源模組112、114、116。具體來說，控制電路120可藉由有線或無線的通訊方式傳遞電流控制訊號CS_I與電壓控制訊號CS_V至各個電源模組112、114、116。在部分實施例中，控制電路120輸出電流控制訊號CS_I至電源模組112，以控制電源模組112操作於恆流控制模式。此外，控制電路120輸出電壓控制訊號CS_V至其餘的電源模組114、116，以控制電源模組114、116操作於恆壓控制模式。

換言之，於部分實施例中，充電電路110中的電源模組112、114、116中僅有一者（如：電源模組112）操作於恆流控制模式，作為恆流輸出電源模組。其餘的電源模組（如：電源模組114、116）皆操作於恆壓控制模式，作為恆壓輸出電源模組。

如第1圖所示，控制電路120根據電動車200中電池管理電路230輸出的控制導引訊號CP決定電動車充電設備100對電動車200輸出的充電電流Ic，據以輸出相應的電流控制訊號CS_I至操作於恆流控制模式的電源模組112。藉此，控制電路120便可透過操作於恆流控制模式的電源模組112控制充電電流Ic。具體來說，電源模組112根據電流控制訊號CS_I決定電源模組112的輸出電流Io。由於充電電路110的電源模組112、114、116彼此輸出串聯，因此電源模組112的輸出電流Io之值即為充電電路110輸出至電動車的充電電流Ic之值。換言之，充電電路110輸出的充電電流Ic之值取決於恆流輸出電源模組所接收到的電流命令值。

相似地，控制電路120根據電動車200中電池管理電路230輸出的控制導引訊號CP以輸出相應的電壓控制訊號CS_V至操作於恆壓控制模式的電源模組114、116，以控制電源模組114、116分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓Vo2、Vo3。

在部分實施例中，控制電路120便可控制操作於恆壓控制模式的電源模組114、116具有相同的輸出電壓Vo2、Vo3。由於流經各個電源模組114、116的電流相同，因此電源模組114、116具有相同的功率輸出。

舉例來說，在部分實施例中，輸出電壓Vo2、Vo3之值可根據電動車200的電池模組220所需的充電電壓Vc以及充電電路110中的電源模組112、114、116的數量決定。舉例來說，當電池模組220所需的充電電壓為約1500Vdc，而充電電路110共有三個電源模組112、114、116時，每個電源模組應分配到約為500Vdc的電壓。因此，控制電路120便可控制操作於恆壓控制模式的電源模組114、116各自的輸出電壓Vo2、Vo3分別為500Vdc。

如此一來，1500Vdc的充電電壓Vc便可平均分配至操作於恆壓控制模式的電源模組114、116以及操作於恆流控制模式的電源模組112。值得注意的是，雖然控制電路120並未控制操作於恆流控制模式的電源模組112的輸出電壓Vo1，但由於充電電壓Vc受到電池模組220控制於約1500Vdc，因此電源模組112兩端的輸出電壓Vo1即為充電電壓Vc減去操作於恆壓控制模式的電源模組114、116的輸出電壓Vo2、Vo3。

此外，在部分實施例中，控制電路120亦可控制操作於恆壓控制模式的電源模組114、116具有相異的輸出電壓Vo2、Vo3。舉例來說，控制電路120可分別輸出相應的電壓控制訊號CS_V至電源模組114、116，使得電源模組114的輸出電壓為490V，電源模組116的輸出電壓為510V，但本揭示內容不以此為限。換言之，電源模組114、116可分別採用不同規格，或是具有不同額定輸出電壓的電源模組實現，並相應控制於不同的輸出電壓Vo2、Vo3。

具體來說，電壓控制訊號CS_V中的電壓命令值可設定為所需的目標值（如：500Vdc），使得恆壓輸出電源模組（即：電源模組114、116）的輸出電壓Vo2、Vo3恆定。電壓控制訊號CS_V中的電流命令值可設定為電源模組114、116的額定最大輸出電流。當恆壓輸出電源模組（即：電源模組114、116）的實際輸出電壓Vo2、Vo3追到電壓命令值後，恆壓輸出電源模組（即：電源模組114、116）的實際輸出電流Io則由恆流輸出電源模組（即：電源模組112）決定。換言之，在部分實施例中，恆壓輸出電源模組（即：電源模組114、116）的輸出電壓Vo2、Vo3追到其電壓命令值後，輸出電流Io不會追到其設定的電流命令值。

相對地，電流控制訊號CS_I中的電流命令值可設定為所需的目標值，使得恆流輸出電源模組（即：電源模組112）的輸出電流Io恆定。電流控制訊號CS_I中的電壓命令值可設定大於電壓控制訊號CS_V中的電壓命令值，如600Vdc。當恆流輸出電源模組（即：電源模組112）的實際輸出電流Io追到電流命令值後，恆流輸出電源模組（即：電源模組112）的實際輸出電壓Vo1則由恆壓輸出電源模組（即：電源模組114、116）的輸出電壓Vo2、Vo3以及充電電壓Vc所決定。換言之，在部分實施例中，恆流輸出電源模組（即：電源模組112）的輸出電流Io追到其電流命令值後，輸出電壓Vo1不會追到其設定的電壓命令值。

舉例來說，當電池模組220的充電電壓為約1200Vdc時，處於恆壓控制模式的電源模組114、116各自的輸出電壓Vo2、Vo3可控制在相同的400Vdc，或者分別控制在相異的390Vdc與410Vdc。此時處於恆流控制模式的電源模組112的輸出電壓Vo1接近400V。當電池模組220的充電電壓隨著充電過程逐漸上升至約1250Vdc時，處於恆壓控制模式的電源模組114、116的輸出電壓Vo2、Vo3可維持不變，而處於恆流控制模式的電源模組112的輸出電壓Vo1逐漸上升至450Vdc。

此外，在其他部分實施例中，控制電路120亦可進行動態調整，分別調整輸出至電源模組114、116的電壓控制訊號CS_V，使得電源模組114、116的輸出電壓Vo2、Vo3分別調整為420Vdc。如此一來，處於恆流控制模式的電源模組112的輸出電壓Vo1便接近410Vdc。藉此，控制電路120便可以平均分配各個電源模組112、114、116的功率。

如此一來，透過分別控制充電電路110中的電源模組112、114、116操作於恆流控制模式與恆壓控制模式，電動車充電設備100便可透過輸出串聯多個額定最大輸出電壓較小的電源模組112、114、116，提供較高的充電電壓Vc對電動車200充電。

此外，雖然第1圖中繪示三組電源模組112、114、116，但其數量僅為方便說明起見之示例，並非用以限制本案。本領域具備通常知識者可依據實際需求設置電源模組的數量或是各個電源模組的額定最大輸出電壓、額定最大輸出電流、額定功率等，以滿足不同電動車充電設備100的輸出功率。

請參考第2圖。第2圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備100的操作示意圖。如第2圖所示，在部分實施例中，若電動車200所需的充電電壓Vc較低，電動車充電設備100亦可透過控制電路120輸出相應的控制訊號CS_X選擇性地關閉充電電路110中的一或多個電源模組（如：電源模組116）。如此一來，充電電路110可透過較少電源模組（如：電源模組112、114）提供充電電壓Vc以及充電電流Ic，因此可以降低充電電路110中的損耗。藉此，電動車充電設備100便可提升能源轉換效率，避免不必要的能源損失。

舉例來說，當電池模組220所需的充電電壓為約1000Vdc，而充電電路110的電源模組112、114、116的額定最大輸出電壓大於500Vdc時(例如：600Vdc)，控制電路120可輸出相應的控制訊號CS_X關閉電源模組116，並分別輸出電流控制訊號CS_I、電壓控制訊號CS_V控制電源模組112、114分別操作在恆流控制模式與恆壓控制模式，其中操作在恆流控制模式的電源模組112決定輸出電流Io，操作在恆壓控制模式的電源模組114的輸出電壓Vo2為500Vdc。

如此一來，1000Vdc的充電電壓Vc便可平均分配至操作於恆壓控制模式的電源模組114以及操作於恆流控制模式的電源模組112。

與第1圖所示實施例相似，雖然第2圖中僅繪示三組輸出串聯的電源模組112、114、116，但其僅為方便說明起見之示例，並非用以限制本案。在部分實施例中，充電電路110可輸出串聯超過三組電源模組112、114、116。當充電電路110輸出串聯的電源模組112、114、116超過三組時，控制電路120亦可輸出相應的控制訊號CS_X選擇性地關閉多個電源模組。

請參考第3圖。第3圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備100的操作示意圖。如第3圖所示，在部分實施例中，充電電路110包含彼此輸出串聯的電源模組112、114、116、118，控制電路120輸出相應的控制訊號CS_X至電源模組116、118以關閉電源模組116、118，並透過電源模組112、114提供充電電壓Vc以及充電電流Ic。

換言之，若電動車充電設備100中的充電電路110包含N個電源模組，當電動車200所需的充電電壓Vc小於（N-P）乘以各個電源模組的額定最大輸出電壓時，控制電路120可輸出相應的控制訊號CS_X關閉充電電路110其中P個電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。

如此一來，控制電路120便可控制（N-P）個電源模組開啟，P個電源模組關閉。由於充電電壓Vc小於（N-P）乘以各個電源模組的額定最大輸出電壓，因此僅需開啟（N-P）個電源模組便足以提供充電電壓Vc。此外，控制電路120亦可在確保各個電源模組操作在額定最大輸出電壓以內的情況下根據實際需求選擇性地決定開啟或關閉的電源模組數量，以便在提升能源轉換效率與確保電路設備安全之間取得平衡。

請參考第4圖。第4圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備100的操作示意圖。於第4圖中，與第1圖、第2圖之實施例有關的相似元件係以相同的參考標號表示以便於理解，且相似元件之具體原理已於先前段落中詳細說明，若非與第4圖之元件間具有協同運作關係而必要介紹者，於此不再贅述。

如第4圖所示，在部分實施例中，電動車充電設備100可包含兩組以上的充電電路110、130、150。如圖中所示，在部分實施例中，充電電路110、130、150彼此以輸出並聯形式電性耦接。充電電路110包含彼此輸出串聯的電源模組112、114、116。相似地，充電電路130包含彼此輸出串聯的電源模組132、134、136。充電電路150包含彼此輸出串聯的電源模組152、154、156。

與充電電路110中的電源模組112、114、116操作相似，充電電路130、150中的電源模組132～136、152～156亦可用以提供充電電流Ic與充電電壓Vc，以對電動車200進行充電。在部分實施例中，控制電路120更用以分別輸出相應的電流控制訊號CS_I以控制充電電路130中的其中一組電源模組（如：電源模組132）操作於恆流控制模式，並輸出相應的電壓控制訊號CS_V以控制充電電路130中其餘的電源模組（如：電源模組134、136）操作於恆壓控制模式。

相似地，控制電路120亦分別輸出相應的電流控制訊號CS_I以控制充電電路150中的其中一組電源模組（如：電源模組152）操作於恆流控制模式，並輸出相應的電壓控制訊號CS_V以控制充電電路150中其餘的電源模組（如：電源模組154、156）操作於恆壓控制模式。

如此一來，控制電路120便可透過操作於恆流控制模式的電源模組112控制充電電路110的輸出電流Io1，透過操作於恆流控制模式的電源模組132控制充電電路130的輸出電流Io2，透過操作於恆流控制模式的電源模組152控制充電電路150的輸出電流Io3。藉此，控制電路120便可控制電動車充電設備100輸出的充電電流Ic（即：輸出電流Io1～Io3之和），並控制充電電路110中操作於恆壓控制模式的電源模組114、116分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓，充電電路130中操作於恆壓控制模式的電源模組134、136分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓，充電電路150中操作於恆壓控制模式的電源模組154、156分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓。如先前段落所述，在部分實施例中，控制電路120亦可輸出相異的電壓控制訊號CS_V至各個操作於恆壓控制模式的電源模組114、116、134、136、154、156，以分別控制其相應的輸出電壓具有不同電壓位準。

此外，雖然第4圖中繪示三組彼此輸出並聯的充電電路110、130、150，但其數量僅為方便說明起見之示例，並非用以限制本案。在部分實施例中，電動車充電設備100可並聯兩組充電電路，亦可並聯超過三組充電電路，以滿足電動車充電設備100的實際需求。

請參考第5圖。第5圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備100的操作示意圖。如第5圖所示，在部分實施例中，充電電路110中的電源模組112～116之每一者可分別與充電電路130、150中的電源模組132～136、152～156中相應之一者以並聯形式電性耦接。

如此一來，透過並聯充電電路110、130、150中相鄰的電源模組112～116、132～136、152～156，便可進一步穩定各個電源模組112～116、132～136、152～156的功率輸出。

請參考第6圖。第6圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的充電方法600的流程圖。為方便及清楚說明起見，下述充電方法600是配合第1圖～第5圖所示實施例進行說明，但不以此為限，任何熟習此技藝者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可對作各種更動與潤飾。如第6圖所示，充電方法600包含步驟S610、S620、S630、S640以及S650。

首先，在步驟S610中，由電動車充電設備100的控制電路120自電動車200接收控制導引訊號CP。

接著，在步驟S620中，由控制電路120根據控制導引訊號CP判斷充電電流Ic與充電電壓Vc。

接著，在步驟S630中，由控制電路120輸出電流控制訊號CS_I至電源模組112、114、116中之一者（如：電源模組112），以控制電源模組112操作於恆流控制模式。

接著，在步驟S640中，透過操作於恆流控制模式的電源模組112控制充電電流Ic。

接著，在步驟S650中，由控制電路120輸出電壓控制訊號CS_V至其餘的電源模組114、116，以控制電源模組114、116操作於恆壓控制模式。具體來說，操作於恆壓控制模式的電源模組114、116分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓Vo2、Vo3。

此外，在部分實施例中，充電方法600可進一步包含步驟S660。在步驟S660中，當充電電壓Vc小於（N-P）乘以電源模組112～116各自的額定最大輸出電壓時，控制電路120輸出相應的控制訊號CS_X關閉N個電源模組其中的P個電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。

此外，在部分實施例中，充電方法600亦可用於包含兩組以上的充電電路110、130的電動車充電設備100。此時，充電方法600的步驟S630更包含由控制電路120輸出電流控制訊號CS_I至電源模組132、134、136中之一者（如：電源模組132），以控制電源模組132操作於恆流控制模式。步驟S640更包含透過操作於恆流控制模式的電源模組112與電源模組132控制充電電流Ic。步驟S650更包含由控制電路120輸出電壓控制訊號CS_V至其餘的電源模組134、136，以控制電源模組134、136操作於恆壓控制模式。具體來說，操作於恆壓控制模式的電源模組114、116與電源模組134、136分別具有相應於其電壓控制訊號CS_V的輸出電壓。

所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解此充電方法600如何基於上述多個不同實施例中的電動車充電設備100以執行該等操作及功能，故不再此贅述。

雖然本文將所公開的方法示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，部分步驟可以以不同順序發生和／或與除了本文所示和／或所描述之步驟或事件以外的其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文所描述的一個或多個態樣或實施例時，並非所有於此示出的步驟皆為必需。此外，本文中的一個或多個步驟亦可能在一個或多個分離的步驟和／或階段中執行。

需要說明的是，在不衝突的情況下，在本揭示內容各個圖式、實施例及實施例中的特徵與電路可以相互組合。圖式中所繪示的電路僅為示例之用，係簡化以使說明簡潔並便於理解，並非用以限制本案。

綜上所述，本案透過應用上述各個實施例中，將各組充電電路中的一組電源模組操作於恆流控制模式，作為恆流輸出電源模組，並將充電電路中其餘組電源模組操作於恆壓控制模式，作為恆壓輸出電源模組，便可在電動車充電設備中藉由輸出串聯多個額定最大輸出電壓較小的電源模組提供較高的充電電壓對電動車充電，以滿足不同電動車的充電需求，並使得單一電源模組可符合多種充電電壓的應用。

此外，上述各實施例中的各個元件可以由各種類型的數位或類比電路實現，亦可分別由不同的積體電路晶片實現。各個元件亦可整合至單一的數位控制晶片。各個控制電路亦可由各種處理器或其他積體電路晶片實現。上述僅為例示，本揭示內容並不以此為限。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電動車充電設備
110、130、150‧‧‧充電電路
112、114、116、118‧‧‧電源模組
120‧‧‧控制電路
132、134、136‧‧‧電源模組
152、154、156‧‧‧電源模組
200‧‧‧電動車
210‧‧‧保護電路
220‧‧‧電池模組
230‧‧‧電池管理電路
600‧‧‧充電方法
S610～S660‧‧‧步驟
CP‧‧‧控制導引訊號
CS_I‧‧‧電流控制訊號
CS_V‧‧‧電壓控制訊號
CS_X‧‧‧控制訊號
Vo1、Vo2、Vo3‧‧‧輸出電壓
Io、Io1、Io2、Io3‧‧‧輸出電流
Vc‧‧‧充電電壓
Ic‧‧‧充電電流

第1圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備的操作示意圖。第2圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備的操作示意圖。第3圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備的操作示意圖。第4圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備的操作示意圖。第5圖為根據本案部分實施例所繪示的電動車充電設備的操作示意圖。第6圖為根據本揭示內容部分實施例所繪示的充電方法的流程圖。

Claims

一種電動車充電設備，包含：複數個第一電源模組，該些第一電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接，用以提供一充電電流與一充電電壓對一電動車進行充電；以及一控制電路，用以分別輸出一第一電流控制訊號以控制該些第一電源模組中之一者操作於一恆流控制模式，並輸出複數個第一電壓控制訊號以控制其餘的該些第一電源模組操作於一恆壓控制模式；其中該控制電路透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組控制該充電電流，並控制操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號的輸出電壓。
如請求項1所述之電動車充電設備，其中該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號決定該電動車充電設備對該電動車輸出的該充電電流，據以輸出相應的該第一電流控制訊號至操作於該恆流控制模式的該第一電源模組。
如請求項1所述之電動車充電設備，其中該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號以分別輸出相應的該第一電壓控制訊號至操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組，以分別控制該些第一電源模組的輸出電壓。
如請求項3所述之電動車充電設備，其中該電動車充電設備包含N個第一電源模組，當該充電電壓小於(N-P)乘以該些第一電源模組的額定最大輸出電壓時，該控制電路輸出相應的該些第一控制訊號關閉其中P個第一電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。
如請求項1所述之電動車充電設備，更包含複數個第二電源模組，該些第二電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接，用以提供該充電電流與該充電電壓對該電動車進行充電；其中該控制電路更用以分別輸出一第二電流控制訊號以控制該些第二電源模組中之一者操作於該恆流控制模式，並輸出複數個第二電壓控制訊號以控制其餘的該些第二電源模組操作於該恆壓控制模式。
如請求項5所述之電動車充電設備，其中該控制電路透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組與該第二電源模組控制該充電電流，並控制操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組與該些第二電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號或第二電壓控制訊號的輸出電壓。
如請求項5所述之電動車充電設備，其中該些第一電源模組之每一者分別與該些第二電源模組中相應之一者以並聯形式電性耦接。
一種電動車充電設備，包含：一第一充電電路，包含一第一恆流輸出電源模組以及至少一第一恆壓輸出電源模組，其中該第一恆流輸出電源模組以及該至少一第一恆壓輸出電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接；一控制電路，用以輸出一第一電流控制訊號至該第一恆流輸出電源模組，以控制該第一充電電路的一第一輸出電流，並輸出至少一第一電壓控制訊號至相應的該至少一第一恆壓輸出電源模組，以控制該至少一第一恆壓輸出電源模組的一第一輸出電壓，使得該第一充電電路對一電動車供電；其中該控制電路根據該電動車輸出的一控制導引訊號輸出相應的該第一電流控制訊號與該第一電壓控制訊號。
如請求項8所述之電動車充電設備，其中該控制電路根據該電動車輸出的該控制導引訊號以輸出相應的該至少一第一電壓控制訊號，以控制相應的該至少一第一恆壓輸出電源模組的該第一輸出電壓。
如請求項8所述之電動車充電設備，更包含：一第二充電電路，包含一第二恆流輸出電源模組以及至少一第二恆壓輸出電源模組，其中該第二充電電路與該第一充電電路以輸出並聯形式電性耦接；其中該控制電路更用以根據該控制導引訊號輸出一第二電流控制訊號至該第二恆流輸出電源模組，以控制該第二充電電路的一第二輸出電流，並輸出至少一第二電壓控制訊號至相應的該至少一第二恆壓輸出電源模組，以控制該至少一第二恆壓輸出電源模組的一第二輸出電壓。
一種充電方法，包含：由一控制電路自一電動車接收一控制導引訊號；由該控制電路根據該控制導引訊號判斷一充電電流與一充電電壓；由該控制電路輸出一第一電流控制訊號至複數個第一電源模組之一者，以控制該第一電源模組操作於一恆流控制模式，其中該些第一電源模組彼此以輸出串聯形式電性連接；透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組控制該充電電流；以及由該控制電路分別輸出複數個第一電壓控制訊號至其餘的該些第一電源模組，以控制該些第一電源模組操作於一恆壓控制模式，其中操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號的輸出電壓。
如請求項11所述之充電方法，更包含：當該充電電壓小於(N-P)乘以該些第一電源模組的額定最大輸出電壓時，該控制電路輸出相應的該些第一控制訊號關閉N個第一電源模組其中的P個第一電源模組，其中N為大於等於2的正整數，P為小於N的正整數。
如請求項11所述之充電方法，更包含：由該控制電路輸出一第二電流控制訊號至複數個第二電源模組之一者，以控制該第二電源模組操作於該恆流控制模式；透過操作於該恆流控制模式的該第一電源模組與該第二電源模組控制該充電電流；以及由該控制電路分別輸出複數個第二電壓控制訊號至其餘的該些第二電源模組，以控制該些第二電源模組操作於該恆壓控制模式，其中操作於該恆壓控制模式的該些第一電源模組與該些第二電源模組分別具有相應於其第一電壓控制訊號或第二電壓控制訊號的輸出電壓。