TWI734399B - 充電裝置 - Google Patents
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Abstract
一種充電裝置包含一充電接口、一交流接觸器、一交流直流轉換器、及一控制單元。當一充電接頭與該充電接口形成電連接時,該充電裝置操作在一正常模式,使得該控制單元控制該交流接觸器形成導通,且該交流直流轉換器將一交流輸入電壓轉換並輸出為一直流輸出電壓,以對一電動汽車進行充電。當該控制單元經由該充電接口接收到來自該電動汽車的一滿充信號時,控制該充電裝置操作在一智能待機模式,並控制該交流接觸器形成不導通,而不對該電動汽車充電。該充電裝置操作在該智能待機模式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的耗電。
Description
本發明是有關於一種充電裝置,特別是指一種電動汽車的充電裝置。
隨著電池技術的進步與發展,再加上環境保護的議題已受到各國政府的重視,而採取各種補貼政策,使得各種電動汽車如純電動汽車(BEV)、混合動力電動汽車(HEV)、及燃料電池電動汽車(FCEV)等也逐漸受到消費者的青睞而越來越普及。由於電動汽車的行駛里程受到電池的限制,因此,業者無不盡力廣設充電設備(即充電站或充電樁)以滿足市場的需求及提高消費者的購買意願。然而,現有的充電設備在電動汽車藉由電纜線與接頭連接之後,充電設備即由操作在一待機模式改為操作在一正常模式,以對電動汽車充電,且直到電纜線被使用者移除之後,才會再回復到原本的待機模式。這樣的設計與運作方式是否存有改善的空間便成為一個待解決的問題。
因此,本發明的目的,即在提供一種具備智能待機模式的充電裝置。
於是,本發明提供一種充電裝置,適用於一交流電源、一充電接頭、及一電連接該充電接頭的電動汽車,並包含一充電接口、一交流接觸器、一交流直流轉換器、及一控制單元。
該交流接觸器包括一電連接該交流電源的輸入端、一輸出端、及一控制端。該控制端接收一控制信號以控制該輸出端與該輸入端之間形成導通或不導通。
該交流直流轉換器電連接該交流接觸器的該輸出端,並用於將一交流輸入電壓轉換為一直流輸出電壓,並將該直流輸出電壓輸出至該充電接口。
該控制單元電連接該交流接觸器以產生該控制信號,並還電連接該充電接口。其中,當該充電接頭與該充電接口形成電連接時,該充電裝置操作在一正常模式,使得該控制單元藉由該控制信號控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成導通,且該交流直流轉換器將來自該交流電源的該交流輸入電壓轉換並輸出為該直流輸出電壓,以經由該充電接頭對該電動汽車的一充電電池進行充電。
當該控制單元經由該充電接口接收到來自該電動汽車的一滿充信號時,控制該充電裝置操作在一智能待機模式,並控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成不導通,使得該交流直流轉換器無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池充電。該充電裝置操作在該智能待機模式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的耗電。
在一些實施態樣中,其中,該控制單元包括一偵測模組。當該充電接頭與該充電接口形成電連接時,且該偵測模組經由該充電接口接收到來自該電動汽車的一觸發信號時,該控制單元控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成不導通,使得該交流直流轉換器無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池充電。該觸發信號指示相關於煙霧、水浸、溫度、或緊急開關的警告訊息。
在一些實施態樣中,其中,當該充電裝置操作在該智能待機模式時,該控制單元的該偵測模組仍然保持運作。
在一些實施態樣中,其中,該控制單元還偵測經由該充電接口所輸出的一輸出電流的大小。當該輸出電流等於零時,該控制單元控制該充電裝置操作在該智能待機模式。
在一些實施態樣中,其中,該控制單元還偵測該充電接頭與該充電接口是否形成電連接。當該控制單元偵測到該充電接頭與該充電接口不形成電連接時,該控制單元控制該充電裝置操作在該智能待機模式
在一些實施態樣中,其中,當該充電裝置操作在該智能待機模式時,功耗為5瓦(W)。
在另一些實施態樣中,其中,當該控制單元經由該充電接口接收到來自該電動汽車的該滿充信號時,控制該充電裝置先重新啟動,再操作在該智能待機模式。
本發明的功效在於:藉由該控制單元根據來自該電動汽車的該滿充信號,而獲知該電動汽車的該充電電池以達滿充狀態,進而能夠控制該充電裝置由操作在該正常模式改為智能待機模式,使得該充電接頭及該充電接口雖然仍保持電連接的狀態,但該充電裝置能夠避免習知技術般操作在該正常模式。再加上該充電裝置操作在該智能待機模式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的功耗, 因而能夠有效地降低該充電裝置的耗電,進而延長使用壽命。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1,本發明充電裝置100之一實施例,適用於一交流電源7、一充電接頭8、及一電連接該充電接頭8的電動汽車9,並包含一充電接口4、一交流接觸器1、一交流直流轉換器2、及一控制單元3。
該交流電源7例如提供110伏特、60赫茲的交流電壓,但不以此為限。該電動汽車9可以是純電動汽車(BEV)、混合動力電動汽車(HEV)、或燃料電池電動汽車(FCEV),並包含至少一組充電電池91,如鋰充電電池。該充電接頭8藉由一纜線(圖未示)與該電動汽車9的該充電電池91形成電連接。
該充電接口4及該充電接頭8例如是支援SAE J1772標準、IEC 62196標準、CHAdeMO規格、或GB/T 20234.3標準等,但不以此為限。
該交流接觸器(Contactor)1包括一電連接該交流電源7的輸入端11、一電連接該交流直流轉換器2的輸出端12、及一電連接該控制單元3的控制端13。該控制端13接收來自該控制單元3的一控制信號以控制該輸出端12與該輸入端11之間形成導通或不導通。
該交流直流轉換器(AC-DC converter)2用於將一交流輸入電壓轉換為一直流輸出電壓,並電連接該充電接口4,以將該直流輸出電壓輸出至該充電接口4。
控制單元3例如是一微控制器(MCU),並還電連接該充電接口4,且還包含一偵測模組31。當該充電接頭8與該充電接口4形成電連接時,也就是使用者將該充電接頭8接上該充電接口4時,此時,該控制單元3經由該充電接口4與該充電接頭8接收到來自該電動汽車9的一充電信號時,而控制該充電裝置100操作在一正常模式。
當該充電裝置100操作在該正常模式時,該控制單元3藉由該控制信號控制該交流接觸器1的該輸出端12與該輸入端11之間形成導通,使得該交流直流轉換器2將來自該交流電源7的該交流輸入電壓轉換並輸出為該直流輸出電壓,以經由該充電接口4及該充電接頭8對該電動汽車9的該充電電池91進行充電。
而當該控制單元3經由該充電接口4及該充電接頭8接收到來自該電動汽車9的一滿充信號時,控制該充電裝置100由操作在該正常模式改為操作在一智能待機模式,並控制該交流接觸器1的該輸出端12與該輸入端11之間形成不導通,使得該交流直流轉換器2無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池91充電。該充電裝置100操作在該智能待機模式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的耗電。舉例來說,當該充電裝置100操作在該智能待機模式時,功耗為5瓦(W)。
再者,該控制單元3還偵測經由該充電接口4所輸出的一輸出電流的大小,及該充電接頭8與該充電接口4是否形成電連接,當該輸出電流等於零時,或偵測到該充電接頭8與該充電接口4不形成電連接時,該控制單元3控制該充電裝置100操作在該智能待機模式。
當該充電接頭8與該充電接口4形成電連接時,且該偵測模組31經由該充電接口4及該充電接頭8接收到來自該電動汽車9的一觸發信號時,該控制單元3控制該交流接觸器1的該輸出端12與該輸入端11之間形成不導通,使得該交流直流轉換器2無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池91充電。該觸發信號指示相關於煙霧、水浸、溫度、或緊急開關的警告訊息。也就是說,當該電動汽車9的一行動電腦及多個感測器自行偵測到該充電電池91出現煙霧、水浸、溫度過高、或使用者啟動緊急開關等狀態時,該電動汽車9會產生該觸發信號,則該控制單元3能夠藉由該偵測模組31獲悉,而作出對應的安全保護機制。此外,當該充電裝置100操作在該智能待機模式時,該控制單元3的該偵測模組31仍然保持運作,以持續偵測這些異常狀態的發生。
另外,在其他的實施例中,當該控制單元3經由該充電接口4接收到來自該電動汽車9的該滿充信號時,該控制單元3也可以控制該充電裝置100先重新啟動,再控制該充電裝置100操作在該智能待機模式,以確保該充電裝置100中的各個電子電路的正常運作,而減少當機的情形發生。
還要特別補充說明的是:該控制單元3控制該充電裝置操作在該智能待機模式時,例如可以藉由控制該充電裝置100所包含的至少一電壓調節器(Voltage regulator)關閉,使得該充電裝置100所包含的多個電子電路(如該交流直流轉換器2及其他電路)所需要的運作電力被切斷,而降低整體功耗;或者,該控制單元3也可以直接控制該充電裝置100所包含的該等電子電路(如該交流直流轉換器2及其他電路)分別操作在一省電模式,而降低整體功耗。
綜上所述,藉由該控制單元3根據來自該電動汽車9的該滿充信號,而獲知該電動汽車9的該充電電池91以達滿充狀態,進而能夠控制該充電裝置100由操作在該正常模式改為智能待機模式,使得該充電接頭8及該充電接口4雖然仍保持電連接的狀態,但該充電裝置100能夠避免習知技術般操作在該正常模式。此外,當該控制單元3偵測到經由該充電接口4輸出的該輸出電流等於零時,或偵測到使用者要停止充電而移除該充電接頭8時,都能夠控制該充電裝置100操作在該智能待機模式。再加上該充電裝置100操作在該智能待機模式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的功耗, 因而能夠有效地降低該充電裝置100的耗電,進而延長使用壽命,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。
100:充電裝置
1:交流接觸器
11:輸入端
12:輸出端
13:控制端
2:交流直流轉換器
3:控制單元
31:偵測模組
4:充電接口
7:交流電源
8:充電接頭
9:電動汽車
91:充電電池
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是一方塊圖,說明本發明充電裝置的一實施例。
100:充電裝置
1:交流接觸器
11:輸入端
12:輸出端
13:控制端
2:交流直流轉換器
3:控制單元
31:偵測模組
4:充電接口
7:交流電源
8:充電接頭
9:電動汽車
91:充電電池
Claims (6)
- 一種充電裝置,適用於一交流電源、一充電接頭、及一電連接該充電接頭的電動汽車,並包含:一充電接口;一交流接觸器,包括一電連接該交流電源的輸入端、一輸出端、及一控制端,該控制端接收一控制信號以控制該輸出端與該輸入端之間形成導通或不導通;一交流直流轉換器,電連接該交流接觸器的該輸出端,以用於將一交流輸入電壓轉換為一直流輸出電壓,並還電連接該充電接口,以將該直流輸出電壓輸出至該充電接口;及一控制單元,電連接該交流接觸器以產生該控制信號,並還電連接該充電接口;其中,當該充電接頭與該充電接口形成電連接時,該充電裝置操作在一正常模式,使得該控制單元藉由該控制信號控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成導通,且該交流直流轉換器將來自該交流電源的該交流輸入電壓轉換並輸出為該直流輸出電壓,以經由該充電接頭對該電動汽車的一充電電池進行充電,當該控制單元經由該充電接口接收到來自該電動汽車的一滿充信號時,控制該充電裝置操作在一智能待機模式,並控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成不導通,使得該交流直流轉換器無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池充電,該充電裝置操作在該智能待機模 式下的耗電遠小於操作在該正常模式下的耗電,該控制單元包括一偵測模組,當該充電接頭與該充電接口形成電連接時,且該偵測模組經由該充電接口接收到來自該電動汽車的一觸發信號時,該控制單元控制該交流接觸器的該輸出端與該輸入端之間形成不導通,使得該交流直流轉換器無法輸出該直流輸出電壓而不對該充電電池充電,該觸發信號指示相關於煙霧、水浸、溫度、或緊急開關的警告訊息。
- 如請求項1所述的充電裝置,其中,當該充電裝置操作在該智能待機模式時,該控制單元的該偵測模組仍然保持運作。
- 如請求項2所述的充電裝置,其中,該控制單元還偵測經由該充電接口所輸出的一輸出電流的大小,當該輸出電流等於零時,該控制單元控制該充電裝置操作在該智能待機模式。
- 如請求項3所述的充電裝置,其中,該控制單元還偵測該充電接頭與該充電接口是否形成電連接,當該控制單元偵測到該充電接頭與該充電接口不形成電連接時,該控制單元控制該充電裝置操作在該智能待機模式。
- 如請求項4所述的充電裝置,其中,當該充電裝置操作在該智能待機模式時,功耗為5瓦(W)。
- 如請求項4所述的充電裝置,其中,當該控制單元經由該充電接口接收到來自該電動汽車的該滿充信號時,控制該充電裝置先重新啟動,再操作在該智能待機模式。
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