TWI656997B - 電動載具充電主控系統 - Google Patents

Abstract

一種電動載具充電主控系統包含一充電設備及一電動載具。該充電設備包括一設備控流單元、一設備充電單元、一設備通信單元及一設備控制單元。該設備控制單元控制該設備控流單元以調整該設備充電單元的輸出功率。該電動載具包括一載具充電單元、一載具控流單元、一載具儲電單元、一載具通信單元及一載具控制單元。該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，該載具通信單元信號連接該設備通信單元。若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第一設定值，該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率降為零。

Description

電動載具充電主控系統

本發明是有關於一種充電系統（charging system），特別是指一種電動載具（electric vehicle, EV）充電主控系統。

一般來說，各大廠牌推出的電動車都各自搭配有適用的充電站（charging station）規格，且在充電的過程中，多是由充電站（供電方）主控充入電池的電流大小，電動車（受電方）只能被動地接收電力。然而，假若電動車在使用一段時間後，已出現電池狀態不佳或控制電流的電路模組損壞等情形時，要是充電站依舊以預設的電流大小對電池進行充電，將使電池壽命大幅縮短，甚至有立即損毀的可能。此一風險對電動車來說，在使用快速充電（fast charging）充電站時，將會大幅提高。

因此，本發明的目的，即在提供一種能由電動載具主導充電電流大小以保護電池的電動載具充電主控系統。

於是，本發明電動載具充電主控系統包含一充電設備及一電動載具。

該充電設備包括一電連接一電力系統的設備控流單元、一電連接該設備控流單元的設備充電單元、一電連接該設備充電單元的設備通信單元，及一電連接該設備通信單元與該設備控流單元的設備控制單元。該設備控制單元控制該設備控流單元以調整該設備充電單元的輸出功率。

該電動載具包括一用來從該設備充電單元接收電力的載具充電單元、一電連接該載具充電單元且能偵測充電電流的載具控流單元、一電連接該載具控流單元且用來儲存電力的載具儲電單元、一電連接該載具充電單元且用來信號連接該設備通信單元的載具通信單元，及一電連接該載具通信單元與該載具控流單元的載具控制單元。

當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，該載具通信單元信號連接該設備通信單元。若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第一設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率降為零。

本發明的功效在於：當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控流單元偵測出充電電流超過該第一設定值，該載具控制單元會立即透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率降為零，如此一來，該電動載具能依據該載具控流單元與該載具儲電單元實際的運作狀況對該充電設備進行主動控制，以避免充電電流的大小超出該載具儲電單元目前所能負荷的容量而導致立即性的毀損。

參閱圖1，為本發明電動載具充電主控系統的一實施例，該電動載具充電主控系統包含一充電設備1，及一電動載具2。

該充電設備1包括一電連接一電力系統9（例如：市電線路、中繼輸電線路、發電站等）的設備控流單元11、一電連接該設備控流單元11的設備充電單元12、一電連接該設備充電單元12的設備通信單元13、一電連接該設備通信單元13與該設備控流單元11的設備控制單元14，及一電連接該設備控流單元11且用來儲存電力的設備儲電單元15。該設備控制單元14控制該設備控流單元11以調整該設備充電單元12的輸出功率。可以理解的是，該設備控流單元11至少具有偵測電流大小、降流、斷路保護等功能。

在本實施例中，該設備充電單元12可以是一種連接有複合纜線（composite cable）的插頭裝置，也可以是一種無線充電盤（wireless charging pad）。此外，該設備儲電單元15是一種電池庫（battery bank），但不限於此。

該電動載具2包括一用來從該設備充電單元12接收電力的載具充電單元21、一電連接該載具充電單元21且能偵測充電電流的載具控流單元22、一電連接該載具控流單元22且用來儲存電力的載具儲電單元23、一電連接該載具充電單元21且用來信號連接該設備通信單元13的載具通信單元24，及一電連接該載具通信單元24與該載具控流單元22的載具控制單元25。該載具控制單元25控制該載具控流單元22以調整輸入該載具儲電單元23的電流大小。可以理解的是，該載具控流單元22至少具有偵測電流大小、降流、斷路保護等功能。

在本實施例中，該載具充電單元21可以是一種對應插頭裝置的插座裝置，也可以是一種對應無線充電盤的載具受電盤（vehicle pad）。此外，該載具儲電單元23具有一電連接該載具控流單元22與該載具控制單元25的儲電管理模組26（例如：電池管理系統），及一電連接該儲電管理模組26且用來儲存電力的儲電模組27（例如：電池組、電容器等）。

當該載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，該載具通信單元24信號連接該設備通信單元13。在本實施例中，該載具通信單元24是無線信號連接該設備通信單元13，但並不限於此。在本實施例的其他變化例中，該載具通信單元24也可以是有線信號連接該設備通信單元13，也就是將該設備通信單元13及該載具通信單元24分別整合在該設備充電單元12（例如：插頭裝置）及該載具充電單元21（例如：插座裝置）的機構中。

茲將本發明電動載具充電主控系統的技術要點詳述於後。

首先，當該載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，若該載具控流單元22偵測出充電電流超過一第二設定值，則該載具控制單元25透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14將該設備充電單元12的輸出功率保持在一固定值。

舉例來說，假設該第二設定值設定為300安培，而該設備充電單元12的供應電壓是480伏特，因此若該載具控流單元22偵測出充電電流超過300安培，則該載具控制單元25會立即透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14將該設備充電單元12的輸出功率保持在144瓩，也就是將充電電流的大小維持在300安培，形成該載具儲電單元23的第一道保護措施。

要補充的是，當該載具充電單元21與該設備充電單元12進行初始的信號連接時（此時該設備充電單元12尚未輸出電力至該載具充電單元21），該載具控制單元25便會預先透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14此電動載具目前適用的供應電壓大小（例如：480伏特）及充電電流大小（例如：300安培），因此若該設備充電單元12所輸出的電力不符合（超過）上述的初始設定值，造成該載具控流單元22偵測出充電電流超過300安培（該第二設定值），則該載具控制單元25會透過該載具通信單元24持續通知該設備控制單元14必須將該設備充電單元12的輸出功率保持在144瓩（該固定值）。

其次，當該載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，若該載具控流單元22偵測出充電電流超過一第一設定值，則該載具控制單元25透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14將該設備充電單元12的輸出功率降為零。

舉例來說，假設該第一設定值設定為315安培（超出5%），而該設備充電單元12的供應電壓同樣是480伏特，則若該載具控流單元22偵測出充電電流超過315安培，該載具控制單元25會立即透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14將該設備充電單元12的輸出功率調降至0瓩，形成該載具儲電單元23的第二道保護措施。在本實施例中，該設備控制單元14是讓該設備控流單元11與該設備充電單元12之間形成斷路而使該設備充電單元12的輸出功率降至0瓩，但並不限於此。

最後，當該載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，若該載具控制單元25已因該載具控流單元22偵測出充電電流超過該第一設定值而通知該設備控制單元14將該設備充電單元12的輸出功率降為零，但該載具控流單元22卻仍偵測到充電電流超過該第一設定值，則該載具控流單元22與該載具儲電單元23之間必須形成斷路。

舉例來說，假設該載具控流單元22已偵測出充電電流超過315安培，且該載具控制單元25已透過該載具通信單元24通知該設備控制單元14必須將該設備充電單元12的輸出功率降為0瓩，但該載具控流單元22卻仍偵測到超過315安培的充電電流，此時該載具控流單元22會立即（或延遲0.1秒至1秒）斷開與該載具儲電單元23之間的電連接狀態，形成該載具儲電單元23的第三道保護措施。

要說明的是，雖然在本實施例中該第一設定值是大於該第二設定值，但在實際應用上並不限於此，可視該載具儲電單元23或該載具控流單元22的狀況進行調整。

另外，當該載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，若該儲電管理模組26偵測到該儲電模組27的電壓及溫度的其中任一者發生異常時，該儲電管理模組26會通知該載具控制單元25使該載具控流單元22與該載具儲電單元23之間形成斷路，此為該載具儲電單元23的自我保護措施。

經由以上的說明，再將本發明的優點歸納如下：

當本發明的載具充電單元21從該設備充電單元12接收電力時，若該載具控流單元22分別偵測出充電電流超過該第二設定值及該第一設定值，則該載具控制單元25會通知該設備控制單元14分別進行以下兩種動作：將該設備充電單元12的輸出功率保持在該固定值，及將該設備充電單元12的輸出功率降為零，再加上若該載具控制單元25已通知該設備控制單元14，但該載具控流單元22仍偵測到充電電流超過該第一設定值，則該載具控流單元22與該載具儲電單元23之間形成斷路，相較於現有的充電站與電動車，本發明的電動載具2能依據該載具控流單元22與該載具儲電單元23的實際狀況對該充電設備1進行主動控制，進而形成三道保護措施，能避免充電電流的大小超出該載具儲電單元23當下所能負荷的容量，以防止該載具儲電單元23發生毀損。

綜上所述，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1‧‧‧充電設備

11‧‧‧設備控流單元

12‧‧‧設備充電單元

13‧‧‧設備通信單元

14‧‧‧設備控制單元

15‧‧‧設備儲電單元

2‧‧‧電動載具

21‧‧‧載具充電單元

22‧‧‧載具控流單元

23‧‧‧載具儲電單元

24‧‧‧載具通信單元

25‧‧‧載具控制單元

26‧‧‧儲電管理模組

27‧‧‧儲電模組

9‧‧‧電力系統

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明電動載具充電主控系統的一實施例的一方塊示意圖。

Claims (7)

1. 一種電動載具充電主控系統，包含：一充電設備，包括一電連接一電力系統的設備控流單元、一電連接該設備控流單元的設備充電單元、一電連接該設備充電單元的設備通信單元，及一電連接該設備通信單元與該設備控流單元的設備控制單元，該設備控制單元控制該設備控流單元以調整該設備充電單元的輸出功率；及一電動載具，包括一用來從該設備充電單元接收電力的載具充電單元、一電連接該載具充電單元且能偵測充電電流的載具控流單元、一電連接該載具控流單元且用來儲存電力的載具儲電單元、一電連接該載具充電單元且用來信號連接該設備通信單元的載具通信單元，及一電連接該載具通信單元與該載具控流單元的載具控制單元，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，該載具通信單元信號連接該設備通信單元，若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第一設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率降為零；其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控流單元偵測出充電電流超過該第一設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元使該設備控流單元與該設備充電單元之間形成斷路； 其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控制單元已通知該設備控制單元但該載具控流單元仍偵測到充電電流超過該第一設定值，則該載具控流單元與該載具儲電單元之間形成斷路。
2. 如請求項1所述的電動載具充電主控系統，其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第二設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率保持在一固定值。
3. 如請求項2所述的電動載具充電主控系統，其中，該第一設定值是大於該第二設定值。
4. 如請求項1所述的電動載具充電主控系統，其中，該充電設備還包括一電連接該設備控流單元且用來儲存電力的設備儲電單元。
5. 如請求項1所述的電動載具充電主控系統，其中，該載具儲電單元具有一電連接該載具控流單元與該載具控制單元的儲電管理模組，及一電連接該儲電管理模組且用來儲存電力的儲電模組。
6. 如請求項5所述的電動載具充電主控系統，其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該儲電管理模組偵測到該儲電模組的電壓及溫度的其中任一者發生異常時，則該儲電管理模組通知該載具控制單元使該載具控流單元與該載具儲電單元之間形成斷路。
7. 一種電動載具充電主控系統，包含： 一充電設備，包括一電連接一電力系統的設備控流單元、一電連接該設備控流單元的設備充電單元、一電連接該設備充電單元的設備通信單元，及一電連接該設備通信單元與該設備控流單元的設備控制單元，該設備控制單元控制該設備控流單元以調整該設備充電單元的輸出功率；及一電動載具，包括一用來從該設備充電單元接收電力的載具充電單元、一電連接該載具充電單元且能偵測充電電流的載具控流單元、一電連接該載具控流單元且用來儲存電力的載具儲電單元、一電連接該載具充電單元且用來信號連接該設備通信單元的載具通信單元，及一電連接該載具通信單元與該載具控流單元的載具控制單元，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，該載具通信單元信號連接該設備通信單元，若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第一設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率降為零；其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控流單元偵測出充電電流超過該第一設定值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元使該設備控流單元與該設備充電單元之間形成斷路；其中，當該載具充電單元從該設備充電單元接收電力時，若該載具控流單元偵測出充電電流超過一第二設定 值，則該載具控制單元透過該載具通信單元通知該設備控制單元將該設備充電單元的輸出功率保持在一固定值。