TWM563367U

TWM563367U - 電動汽車的充電裝置、充電系統

Info

Publication number: TWM563367U
Application number: TW107201098U
Authority: TW
Inventors: 周浩
Original assignee: 大陸商上海蔚來汽車有限公司
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-07-11
Also published as: WO2018137318A1; TW201827264A; US20180208067A1; CN107054118A

Abstract

本新型提供一種電動汽車的充電裝置、充電系統，屬於電動汽車充電控制技術領域。本新型的充電裝置設置有溫度感測器、溫度信號回饋部件，本新型的充電裝置包括所述充電裝置、設置在所述電動汽車中的車載控制單元和遠端通訊控制模組、和移動終端；所述車載控制單元與所述充電裝置的溫度信號回饋部件和所述遠端通訊控制模組耦接；移動終端通過遠端通訊控制模組獲取所述充電過熱通知資訊。本新型的充電系統整體實現簡單、成本低，並且能夠將充電裝置發生的過熱狀況及時通知給相應的移動終端，充電安全性好。

Description

電動汽車的充電裝置、充電系統

[0001] 本新型屬於電動汽車充電控制技術領域，涉及設置有溫度感測器的充電裝置、移動終端能夠獲取充電過熱通知資訊的充電系統和充電方法。

[0002] 電動汽車是指至少部分通過電力來驅動車輛的汽車，其主要地包括電池驅動的電動汽車和混合動力汽車。電池驅動的電動汽車是指通過僅使用電力而不使用石化燃料來行駛的車輛並且通常被稱作電動汽車；混合動力汽車是指通過使用電力和石化燃料來行駛的車輛。電動汽車作為新能源汽車的一種已經越來越被用戶所接受、並被越來越廣泛地使用。　　[0003] 電動汽車一般具有可充電的蓄能電池，並且在使用的過程中需要經常給電池充電，常見的充電裝置是充電槍，其一端通過電源插頭連接交流電網，從而持續為電池提供直流充電。　　[0004] 儘管為在設計充電裝置時為充電安全採取了很多措施，但是，目前並沒有針對充電裝置（例如充電槍）的電源插頭所引起的安全隱患採取特殊安全機制設計，例如，充電裝置的電源插頭與交流電網的插座連接（電接觸）時，由於充電時間較長，容易會出現電源插頭與插座的配合鬆動，或者由於電源插頭附近的電力電纜長時間處於彎曲狀態，都會削弱電源插頭與插座之間的電接觸，從而容易導致過熱，帶來安全隱患。

[0005] 為解決以上技術問題或其他技術問題，本新型提供以下技術方案。　　[0006] 按照本新型的一方面，提供一種電動汽車的充電裝置，包括電源插頭、控制盒和充電插頭和連接它們的電力線纜，並且還包括：　　溫度感測器，用於檢測所述電源插頭的溫度並生成溫度信號；和　　溫度信號回饋部件，其接收所述溫度信號並根據所述溫度信號生成相應的回饋信號；　　其中，所述溫度信號回饋部件與被充電的電動汽車的車載控制單元耦接，並且，所述回饋信號被傳輸至所述車載控制單元。　　[0007] 根據本新型一實施例的充電裝置，其中，所述溫度信號回饋部件被佈置在所述控制盒中，或者通過所述控制盒實現。　　[0008] 根據本新型一實施例的充電裝置，其中，在所述溫度大於或等於預定溫度值時，所述溫度信號回饋部件生成表示所述電源插頭過熱的回饋信號。　　[0009] 根據本新型一實施例的充電裝置，其中，所述回饋信號為占空比為D的PWM信號，其中，90%＜D≤ 97%。　　[0010] 根據本新型一實施例的充電裝置中，所述溫度感測器被佈置在所述電源插頭中或者被佈置在所述電源插頭附近的電力線纜中。　　[0011] 按照本新型的又一方面，提供一種電動汽車的充電系統，包括：　　以上任一所述的充電裝置；　　設置在所述電動汽車中的車載控制單元；　　設置在所述電動汽車中的遠端通訊控制模組；以及　　移動終端，其能夠與所述遠端通訊控制模組無線通訊連接；　　其中，所述車載控制單元與所述充電裝置的溫度信號回饋部件和所述遠端通訊控制模組耦接，其用於讀取從所述溫度信號回饋部件發送過來所述回饋信號並用於在所述溫度大於或等於預定溫度值時發送相應的充電過熱通知資訊至所述遠端通訊控制模組；所述移動終端通過所述遠端通訊控制模組獲取所述充電過熱通知資訊。　　[0012] 根據本新型一實施例的充電系統，其中，所述車載控制單元還被配置為基於所述回饋信號控制充電電流大小。　　[0013] 根據本新型一實施例的充電系統，其中，還包括：後臺系統，其用於實現所述移動終端和所述遠端通訊控制模組之間的無線通訊連接。　　[0014] 根據本新型一實施例的充電系統，其中，所述車載控制單元為整車控制單元或車載充電模組，或者是整車控制單元與車載充電模組的組合。　　[0015] 根據本新型一實施例的充電系統，其中，所述電動汽車為能夠實現車聯網功能的電動汽車。　　[0016] 按照本新型的還一方面，提供一種電動汽車的充電方法，包括步驟：　　檢測充電裝置的電源插頭的溫度並生成溫度信號；　　根據所述溫度信號生成相應的回饋信號；　　傳輸所述回饋信號至車載控制單元；　　所述車載控制單元讀取所述回饋信號並在所述溫度大於或等於所述預定溫度值時發送相應的充電過熱通知資訊至遠端通訊控制模組；以及　　所述遠端通訊控制模組傳輸所述充電過熱通知資訊發送至相應的移動終端。　　[0017] 根據本新型一實施例的充電方法，其中，還包括步驟：所述車載控制單元基於所述回饋信號控制充電電流大小。　　[0018] 根據本新型一實施例的充電方法，其中，在所述控制充電電流大小的步驟中，首先控制充電電流下降至某一值，如果所述溫度還是持續大於或等於所述預定溫度值、或者升高至大於或等於某一指定的閾值，控制充電電流下降為0。　　[0019] 本新型能夠監控充電裝置的過熱狀況並及時通知至相應的移動終端，有利及時消除充電過程的安全隱患，保證充電過程安全，並且充電系統整體實現簡單、成本低。

[0026] 現在將參照附圖更加完全地描述本新型，附圖中示出了本新型的示例性實施例。但是，本新型可按照很多不同的形式實現，並且不應該被理解為限制於這裡闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開變得徹底和完整，並將本新型的構思完全傳遞給本領域技術人員。附圖中，相同的標號指代相同的元件或部件，因此，將省略對它們的描述。　　[0027] 在本文中，電動汽車是指至少部分通過車載電池的電力來驅動車輛的汽車，並且需要多次通過外部電源為其車載電池充電，其主要地包括電池驅動的電動汽車和混合動力汽車。　　[0028] 圖1所示為按照本新型一實施例的電動汽車的充電裝置的結構示意圖。如圖1所示，充電裝置10示例地為充電槍，其主要地包括電源插頭110、充電盒120和充電插頭130，其中，電源插頭110可以與交流電網的電源介面（例如插座）連接，充電盒120可以具有監測充電過程等功能，充電插頭130可以插接在電動汽車的充電介面上，從而為車載的電池（例如動力電池）充電。　　[0029] 並且，電源插頭110、充電盒120和充電插頭130依次通過電力電纜連線，在本新型中，電力電纜中可以設置信號線來傳輸相應的信號。　　[0030] 圖2所示為圖1所示充電裝置的電源插頭的內部結構示意圖，圖3所示為圖1所示充電裝置的電源插頭在去掉部分絕緣包覆層的立體結構示意圖。結合圖2和圖3所示，在一實施例的電源插頭110中，其具有例如三個外露的插腳112，其用來電連接電源介面，根據電源介面形式，可以設置插腳112的形狀和/或數量；電源插頭110的內部部件基本都通過絕緣包覆層116包覆，良好地實現與外界的電隔離。　　[0031] 繼續如圖2和圖3所示，電源插頭110具有底座111，每個插腳112的一端固定在底座111上並與電力線纜的電力線連接。在一實施例中，在底座111上固定設置有溫度感測器115，其能夠即時地檢測電源插頭110的溫度，溫度感測器115可以生成表示溫度高低的溫度信號；溫度感測器115具體例如可以通過設有溫敏電阻的電路形成，溫度感測器115的具體類型不是限制性的。　　[0032] 具體地，溫度感測器115生成的溫度信號可以通過佈置在電力電纜中的信號線119傳輸至控制盒120，信號線119的一端可以通過接線端子118連接溫度感測器115，信號線119的另一端可以連接控制盒120中的溫度信號回饋部件（圖中未示出）。　　[0033] 為保護溫度感測器115，可以在電源插頭110中對應溫度感測器115設置保護蓋114，並且，還可以設置熱縮管7等。　　[0034] 以上圖2和圖3所示實施例中通過在電源插頭110內部設置溫度感測器115，從而可以在充電過程中即時地檢測電源插頭115的溫度並生成相應的溫度信號，因此，過熱狀態的電源插頭115的溫度信號可以被溫度信號回饋部件獲取。　　[0035] 在又一替換實施例中，溫度感測器115也可以被佈置在電源插頭110附近的電力線纜中，溫度感測器115所檢測的溫度也基本能夠反映電源插頭110當前的溫度或過熱狀態。　　[0036] 需要說明的是，以上過熱的情形可以但不限於是以下原因導致：　　在充電裝置10的電源插頭110與交流電網的插座連接（電接觸）時，由於充電時間較長，容易會出現電源插頭與插座的配合鬆動，或者由於電源插頭110附近的電力電纜長時間處於彎曲狀態，都會削弱電源插頭110與插座之間的電接觸，從而容易導致過熱。　　[0037] 繼續如圖1所示，在一實施例中，控制盒120中佈置有溫度信號回饋部件，其連接信號線119，溫度信號回饋部件接收來自溫度感測器115的溫度信號並根據該溫度信號生成相應的回饋信號。具體而言，該回饋信號可以但不限於是CP（Clock Pulse，時鐘脈衝）信號，例如，更具體地，回饋信號採用占空比為D的PWM信號，其中，90%＜D≤97%，從而符合相應的國際標準，利用了控制盒120與電動汽車通信的PWM信號的預留占空比空間來定義回饋信號，不但容易與現有的充電槍裝置相容，而且回饋信號的傳輸以及後續讀取也更方便，整體容易與現有的充電控制機制相相容。　　[0038] 在一具體實施例中，溫度信號回饋部件可以僅在溫度大於或等於預定溫度值時，生成一定占空比（占空比大於90%且小於或等於97%的某一值）的回饋信號。該預定溫度值可以預先地標定設置，大於或等於預定溫度值，表示電源插頭過熱，可能存在安全隱患。　　[0039] 需要理解的是，溫度信號回饋部件是被佈置在控制盒120中，或者也可以通過控制盒的某一信號生成部件實現。　　[0040] 需要說明的是，充電插頭130與控制盒120之間的電力線纜中也是佈置有相應的信號線，例如至少用來傳輸所述回饋信號，當然，也可以用來傳輸來自車載控制單元的其它信號；充電插頭130不但通過電動汽車的充電介面向電動汽車的電池傳輸電力，同時，充電插頭130與充電介面還可以進行資訊交互或傳輸。在充電插頭130可以插接在電動汽車的充電介面上時，控制盒120（包括其中設置的溫度信號回饋部件）是與電動汽車一端的車載控制單元（例如，整車控制單元（VCU）、車載充電模組（OBCM，或稱為車載充電機）等）握手連接以至少傳輸上述表示溫度的回饋信號。　　[0041] 以上實施例的充電裝置10能夠檢測電源插頭的溫度並簡單地實現了將溫度信號回饋至電動汽車一端，實現成本低，並且，容易在現有的充電槍上改造實現。　　[0042] 圖4所示為按照本新型一實施例的電動汽車的充電系統的結構示意圖。如圖4所示，本新型實施例的充電系統使用如圖1所示的充電裝置10，並且，還主要地包括電動汽車一端設置的車載控制單元20、遠端通訊控制模組30。　　[0043] 電動汽車一般地都設置有VCU和OBCM，在該實施例中，電動汽車為具有能夠實現車聯網功能的電動汽車，因此，電動汽車中還設置有相應的車聯網路控制單元（例如，車載T-Box），VCU、OBCM和車載T-Box通過CAN匯流排相互耦接。在一實施例中，車載控制單元20和遠端通訊控制模組30都可以通過具有車聯網功能的電動汽車的現有硬體模組實現，例如，遠端通訊控制模組30為車載T-Box，車載控制單元20為VCU和/或OBCM，大大降低硬體成本。車載控制單元20和車載T-Box之間具體通過CAN匯流排連接並傳輸各種各樣的資訊。　　[0044] 在一實施例中，可以通過在車載控制單元20安裝相應的程式以實現以下功能：讀取溫度信號回饋部件發送過來的回饋信號並在溫度大於或等於預定溫度值時發送相應的充電過熱通知資訊至遠端通訊控制模組30。在回饋信號為PWM信號時，車載控制單元20可以通過讀取回饋信號的占空比D來實現讀取操作。　　[0045] 具體而言，如圖4所示，車載控制單元20通過VCU和OBCM實現，溫度信號回饋部件可以設置在控制盒120中，OBCM與充電裝置10的控制盒120通過信號線連接，OBCM可以進一步通過CAN匯流排將控制盒120傳輸過來的回饋信號傳輸至VCU，VCU可以讀取該回饋信號，從而讀出電源插頭的溫度信號，並在溫度大於或等於預定溫度值時生成和發送（例如發送至車載T-Box）相應的充電過熱通知資訊。　　[0046] 在一實施例中，VCU與OBCM之間以CAN信號進行資訊交互時，VCU通過讀取PWM信號的占空比來讀取信號（例如實現讀取占空比為某一值的PWM形式的回饋信號），具體可以基於以下表一的方式進行資訊交互，從實現OBCM對充電電流的控制。　　[0047] 表一　PWM信號的占空比D與充電電流限流值的映射關係需要說明的是，以上預留的占空比範圍90%＜D≤97%可以用來表示充電裝置10產生的回饋信號，從而也可以被VCU或OBCM讀取。　　[0048] 在一實施例中，為防止過熱後過大的充電電流會造成安全隱患，車載控制單元20還被配置為基於讀取的回饋信號發送控制充電電流大小，例如，VCU基於讀取的溫度大小來發出控制充電電流大小的指令（例如可以以表一所示的PWM信號形式表示）至OBCM，具體控制充電電流大小的降低下降程度為多少，可以根據具體情況設置，例如，充電電流下降至小於或等於0.1A；在又一實施例中，如果VCU在發送控制充電電流大小降低下降的上述指令後，VCU讀取的回饋信號的溫度還是持續大於或等於預定溫度值時、或者甚至升高至大於或等於某一指定的閾值（例如比預定溫度值大10攝氏度）時，VCU可以發送不允許充電的控制充電電流大小的指令（例如占空比D大於97%或3%的PWM信號）至OBCM，從而中止充電過程。這樣，避免發生充電裝置10燃燒等危險事故發生。　　[0049] 需要理解是，在又一替換實施例中，車載控制單元20可以僅通過OBCM實現，上述實施例中VCU的例如讀取回饋信號、並生成和發送相應的充電過熱通知資訊的功能也可以通過在OBCM上程式設計實現。在還一替換實施例中，車載控制單元20也可以僅通過VCU實現，此情形下，基於讀取的回饋信號發送控制充電電流大小的功能通過車載控制單元20之外的OBCM實現。　　[0050] 繼續如圖4所示，充電系統還包括移動終端50，其與遠端通訊控制模組30無線通訊連接，在一實施例中，移動終端50與車載的遠端通訊控制模組30之間通過後臺系統40實現通信連接，例如4G通信連接，後臺系統40可以是車聯網系統中的後臺系統，例如TSP後臺。移動終端50具體可以為需要獲知充電裝置10的電源插頭110產生過熱狀況的使用者的移動終端50，例如電動汽車使用者所攜帶的移動終端50，移動終端50具體可以為智慧手機，其上面可以安裝相應的App來接收從車載的遠端通訊控制模組30所傳輸過來的充電過熱通知資訊，可以在移動終端50顯示，或者還可以發送提醒或報警信號等，從而，使用者可以隨時獲取充電裝置10的過熱狀況，可以進行現場檢查等來消除安全隱患。　　[0051] 以上實施例的充電系統能夠使移動終端50的使用者及時地獲知充電裝置10存在過熱狀況，並且，是可以通過車載端的VCU和遠端通訊控制模組30來實現，不需要對充電裝置的控制盒等大硬體升級改造，整體實現簡單、成本低；另外，採用預留占空比的PWM信號來表示回饋信號並在車載控制單元20與控制盒120之間進行資訊交互，容易與電動汽車端的現有標準相容，並且，容易實現車載控制單元20對回饋信號的讀取並基於讀取的回饋信號控制充電電流的大小。　　[0052] 圖5所示為按照本新型一實施例的電動汽車的充電方法流程示意圖。結合圖4和圖5所示，充電方法主要包括以下步驟。　　[0053] 首先，步驟S51，在充電過程中，檢測充電裝置10的電源插頭110的溫度並生成溫度信號，該溫度信號通過溫度感測器115生成並傳輸至溫度信號回饋部件。　　[0054] 步驟S52，接收所述溫度信號並根據所述溫度信號生成相應的回饋信號，發送回饋信號至車載控制單元20；具體地，在溫度信號大於或等於預定溫度值時，根據所述溫度信號生成相應的回饋信號，例如生成占空比D在大於90%且小於或等於97%的範圍內的某一值的PWM信號。　　[0055] 步驟S53，VCU讀取所述回饋信號並在溫度大於或等於預定溫度值時發送相應的充電過熱通知資訊至遠端通訊控制模組30；該充電過熱通知資訊可以通過CAN匯流排傳輸。　　[0056] 步驟S54，遠端通訊控制模組30將該充電過熱通知資訊發送至相應的移動終端50。在一實施例中，充電過熱通知信息通過車聯網的後臺系統40以4G信號形式中轉發送。這樣，移動終端50可以及時獲取過熱的充電故障狀況。　　[0057] 在一實施例中，還包括步驟S521，VCU基於讀取的回饋信號發送控制充電電流下降的指令至OBCM，例如，按表一所示的方式發送PWM信號至充電裝置10來控制充電電流大小，在存在過熱時，可以控制充電電流下降至某一預定值（例如0.1A）。在又一實施例中，還包括步驟S522，如果在步驟S521後，VCU讀取的回饋信號的溫度還是持續大於或等於預定溫度值時、或者甚至升高至大於或等於某一指定的閾值（例如比預定溫度值大10攝氏度）時，VCU可以發送不允許充電的控制充電電流大小的指令（例如占空比D大於97%或3%的PWM信號）至OBCM，從而中止充電過程。　　[0058] 將理解，當據稱將部件“連接”或“耦接”到另一個部件時，它可以直接連接或耦合到另一個部件或可以存在中間部件。　　[0059] 附圖中所示的某些方框圖（例如VCU、遠端通訊控制模組）是功能實體，不一定必須與物理或邏輯上獨立的實體相對應。可以採用軟體形式來實現這些功能實體，或者在一個或多個硬體模組或積體電路中實現這些功能實體，或者在不同網路和/或處理器裝置和/或微控制器裝置中實現這些功能實體。　　[0060] 以上例子主要說明了本新型的電動汽車的充電裝置、充電系統及其充電方法。儘管只對其中一些本新型的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當瞭解，本新型可以在不偏離其主旨與範圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各申請專利範圍所定義的本新型精神及範圍的情況下，本新型可能涵蓋各種的修改與替換。

[0061]
10‧‧‧充電裝置
20‧‧‧車載控制單元
30‧‧‧遠端通訊控制模組
50‧‧‧移動終端
110‧‧‧電源插頭
111‧‧‧底座
112‧‧‧插腳
115‧‧‧溫度感測器
116‧‧‧絕緣包覆層
118‧‧‧接線端子
119‧‧‧信號線
120‧‧‧充電盒
130‧‧‧充電插頭
S521、S522‧‧‧步驟

[0020] 從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本新型的上述和其他目的及優點更加完整清楚，其中，相同或相似的要素採用相同的標號表示。　　[0021] 圖1是按照本新型一實施例的電動汽車的充電裝置的結構示意圖。　　[0022] 圖2是圖1所示充電裝置的電源插頭的內部結構示意圖。　　[0023] 圖3是圖1所示充電裝置的電源插頭在去掉部分絕緣包覆層的立體結構示意圖。　　[0024] 圖4是按照本新型一實施例的電動汽車的充電系統的結構示意圖。　　[0025] 圖5是按照本新型一實施例的電動汽車的充電方法流程示意圖。

Claims

一種電動汽車的充電裝置，包括電源插頭、控制盒和充電插頭和連接它們的電力線纜，其特徵在於，還包括：　　溫度感測器，用於檢測所述電源插頭的溫度並生成溫度信號；和　　溫度信號回饋部件，其接收所述溫度信號並根據所述溫度信號生成相應的回饋信號；　　其中，所述溫度信號回饋部件與被充電的電動汽車的車載控制單元耦接，並且，所述回饋信號被傳輸至所述車載控制單元。
如申請專利範圍第1項所述之充電裝置，其特徵在於，所述溫度信號回饋部件被佈置在所述控制盒中，或者通過所述控制盒實現。
如申請專利範圍第1項所述之充電裝置，其特徵在於，在所述溫度大於或等於預定溫度值時，所述溫度信號回饋部件生成表示所述電源插頭過熱的回饋信號。
如申請專利範圍第1項或第3項所述之充電裝置，其特徵在於，所述回饋信號為占空比為D的PWM信號，其中，90%＜D≤97%。
如申請專利範圍第1項所述的充電裝置，其特徵在於，所述溫度感測器被佈置在所述電源插頭中或者被佈置在所述電源插頭附近的電力線纜中。
一種電動汽車的充電系統，其特徵在於，包括：　　　　如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述的充電裝置；　　　　設置在所述電動汽車中之車載控制單元；　　　　設置在所述電動汽車中之遠端通訊控制模組；以及　　　　移動終端，其能夠與所述遠端通訊控制模組無線通訊連接；　　其中，所述車載控制單元與所述充電裝置的溫度信號回饋部件和所述遠端通訊控制模組耦接，其用於讀取從所述溫度信號回饋部件發送過來所述回饋信號並用於在所述溫度大於或等於預定溫度值時發送相應的充電過熱通知資訊至所述遠端通訊控制模組；所述移動終端通過所述遠端通訊控制模組獲取所述充電過熱通知資訊。
如申請專利範圍第6項所述之充電系統，其特徵在於，所述車載控制單元為整車控制單元或車載充電模組，或者是整車控制單元與車載充電模組的組合。
如申請專利範圍第6項所述之充電系統，其特徵在於，所述車載控制單元還被配置為基於所述回饋信號控制充電電流大小。
如申請專利範圍第6項所述之充電系統，其特徵在於，還包括：後臺系統，其用於實現所述移動終端和所述遠端通訊控制模組之間的無線通訊連接。