專利名稱：具有安全保護(hù)器的充電器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通工具充電系統(tǒng)，并且特別地涉及需要向電動交通工具供電設(shè)備 (EVSE)系統(tǒng)提供參考電壓反饋以指示交通工具充電系統(tǒng)是否準(zhǔn)備接受能量的類型的交通工具充電系統(tǒng)。
背景
電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)可被配置成便于對高壓(HV)電池或由電動交通工具(EV)、混合電動交通工具(HEV)以及插入式混合電動交通工具(PHEV)使用的其他能量存儲元件充電，以支持各種交通工具操作。EVSE可能需要參考電壓或交通工具的交通工具充電系統(tǒng)準(zhǔn)備從EVSE接受能量的其他指示。為了防止交通工具充電系統(tǒng)準(zhǔn)備從EVSE接受能量的錯誤指示，存在當(dāng)交通工具充電系統(tǒng)不準(zhǔn)備接受能量時——包括在交通工具充電系統(tǒng)的控制器或其他元件可能不正確地操作的情況期間——確保EVSE被通知到的需要。
概述
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想一種與交通工具接口一起可操作的安全保護(hù)器， 所述交通工具接口具有在斷開位置和閉合位置之間可操作的開關(guān)，以控制輸出到電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的參考電壓的電壓，所述EVSE系統(tǒng)要求在將能量輸送到交通工具充電器發(fā)電站之前所述參考電壓的所述電壓比閾值大，所述安全保護(hù)器可操作來在從與所述交通工具充電器發(fā)電站相關(guān)聯(lián)的控制器接收到第一信號時，控制所述開關(guān)到閉合位置；在從所述控制器接收到第二信號時，控制所述開關(guān)到斷開位置；以及在缺乏所述第一信號和所述第二信號時，控制所述開關(guān)到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述安全保護(hù)器可操作來接收作為脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號的所述第一信號并將非PWM信號輸出到所述開關(guān)以在斷開位置和閉合位置之間控制所述開關(guān)。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述安全保護(hù)器可操作來在所述第一信號和所述第二信號中的任一個未能在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，控制所述開關(guān)到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述安全保護(hù)器可操作來在所述控制器斷電的情況中控制所述開關(guān)到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想一種與交通工具充電器系統(tǒng)一起可操作的安全保護(hù)器，所述交通工具充電器系統(tǒng)包括可操作來將從電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的干線輸出接收到的AC能量轉(zhuǎn)化成足以對高壓(HV)交通工具電池充電的DC能量的充電器發(fā)電站，所述EVSE系統(tǒng)在第一參考電壓被接收到時輸送所述AC能量以及在第二參考電壓被接收到時防止所述AC能量的輸送，所述交通工具充電器系統(tǒng)包括交通工具接口，所述交通工具接口可操作來使用EVSE的控制導(dǎo)頻輸出以在所述充電器發(fā)電站準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電時產(chǎn)生所述第一參考電壓，并在所述充電器發(fā)電站不準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電時輸出所述第二參考電壓，所述交通工具接口包括在斷開位置和閉合位置之間可操作的第一開關(guān)和在斷開位置和閉合位置之間可操作的第二開關(guān)，所述交通工具接口在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時產(chǎn)生所述第一參考電壓，并且在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的任一個在斷開位置時產(chǎn)生所述第二參考電壓，所述交通工具充電器系統(tǒng)包括控制器，所述控制器可操作來根據(jù)所述充電器發(fā)電站是否準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電來輸出第一信號以在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)，并輸出第二信號以在斷開位置和閉合位置之間控制所述第二開關(guān)，所述安全保護(hù)器包括可操作來攔截從所述安全控制器輸出的所述第一信號并將第三信號輸出到所述第一開關(guān)的設(shè)備，所述第三信號基于所述第一信號并且可操作來根據(jù)所述充電器發(fā)電站是否準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電來在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)，所述設(shè)備可操作來在缺乏所述第一信號時自動產(chǎn)生所述第三信號，使得所述第一開關(guān)被控制到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述設(shè)備是可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想在所述第一信號未能在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想在所述第一信號在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到閉合位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述第一信號以第一頻率在第一電壓和第二電壓之間交替，并且所述第三信號根據(jù)所述第一頻率在第三電壓和第四電壓之間交替，當(dāng)所述第一頻率大于閾值時所述第三信號具有所述第三電壓，并且當(dāng)所述第一頻率小于所述閾值時所述第三信號具有所述第四電壓。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想被配置成在所述控制器斷電同時能量仍然從低壓(LV)交通工具電池可得到時維持所述設(shè)備的操作的電壓調(diào)節(jié)器。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想一種充電器系統(tǒng)，其包括充電器發(fā)電站，其可操作來將從電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的干線輸出接收到的AC能量轉(zhuǎn)化成足以對高壓(HV)交通工具電池充電的DC能量；輸入端，其可操作來從所述EVSE系統(tǒng)接收控制導(dǎo)頻； 交通工具接口，其與所述輸入端一起可操作來在所述充電器發(fā)電站準(zhǔn)備將所述AC能量轉(zhuǎn)化成所述DC能量時使用所述控制導(dǎo)頻產(chǎn)生第一參考信號，并且在所述充電器發(fā)電站不準(zhǔn)備將所述AC能量轉(zhuǎn)化成所述DC能量時使用所述控制導(dǎo)頻產(chǎn)生第二參考信號，所述交通工具接口包括在斷開位置和閉合位置之間可操作的第一開關(guān)和在斷開位置和閉合位置之間可操作的第二開關(guān)，其中，所述交通工具接口在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時產(chǎn)生所述第一參考信號，并且在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的任一個在斷開位置時產(chǎn)生所述第二參考信號；安全控制器，其可操作來輸出用于在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)的第一信號；交通工具充電器控制器，其可操作來將第二信號輸出到所述第二開關(guān)，所述第二信號在斷開位置和閉合位置之間控制所述第二開關(guān)；以及安全保護(hù)器， 其可操作來接收從所述安全控制器輸出的所述第一信號，所述安全保護(hù)器可操作來將第三信號輸出到所述第一開關(guān)，所述第三信號基于所述第一信號并可操作來在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述安全保護(hù)器包括可操作來基于所述第一信號產(chǎn)生所述第三信號的可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想在所述第一信號未能在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到斷開位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想在所述第一信號在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到閉合位置。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述第一信號以第一頻率在第一電壓和第二電壓之間交替，并且所述第三信號根據(jù)所述第一頻率在第三電壓和第四電壓之間交替，當(dāng)所述第一頻率大于閾值時所述第三信號具有所述第三電壓，并且當(dāng)所述第一頻率小于所述閾值時所述第三信號具有所述第四電壓。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述第一電壓等于所述第三電壓。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想可操作來給所述安全控制器供電的第一供電單元(PSU)和可操作來給所述交通工具充電器控制器供電的分開的第二 PSU，所述第一 PSU和所述第二 PSU的每個調(diào)節(jié)來自低壓(LV)交通工具電池的電流以便于給所述安全控制器和所述充電器控制器的相應(yīng)一個供電。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述安全保護(hù)器調(diào)節(jié)來自所述LV交通工具電池的電流以便于產(chǎn)生所述第三信號，所述安全保護(hù)器與所述第一 PSU和所述第二 PSU分開地并獨(dú)立于所述第一 PSU和所述第二 PSU調(diào)節(jié)來自所述LV電池的電流。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述交通工具接口包括第一電阻器和相對于所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)布置的第二電阻器，使得只有當(dāng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時，所述第一電阻器和所述第二電阻器才并聯(lián)連接。
本發(fā)明的一個非限制性方面設(shè)想所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)與所述第二電阻器串聯(lián)連接。
附圖
簡述
本發(fā)明使用所附權(quán)利要求中的特征而被指出。然而，通過結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征將變得更加明顯且本發(fā)明將被最好地理解，在附圖中
圖I示出具有被配置成向交通工具充電系統(tǒng)提供能量的電動交通工具供電設(shè)備 (EVSE)系統(tǒng)的充電系統(tǒng)。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的具有安全保護(hù)器的充電系統(tǒng)。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的被配置為可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的安全保護(hù)器。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的輸入到可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的第一信號和從可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出的第三信號。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的已除去安全控制器的充電系統(tǒng)。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的已除去第一開關(guān)的充電系統(tǒng)。
詳細(xì)描述
如所要求的，在本文公開了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方式；然而，應(yīng)理解，所公開的實(shí)施方式僅是可以體現(xiàn)在各種形式和可選形式中的本發(fā)明的示例。圖不一定是按比例的；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的，而是僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員不同地采用本發(fā)明的代表性的基礎(chǔ)。
圖I示出具有被配置成向交通工具充電系統(tǒng)14提供能量的電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)12的充電系統(tǒng)10。EVSE系統(tǒng)12可被配置成向交通工具上的充電器發(fā)電站16提供AC能量，用于轉(zhuǎn)換為足以對高壓(HV)電池或其他電子存儲元件充電的DC能量。EVSE系統(tǒng)10可與壁裝插座系統(tǒng)或被充分配置成例如以在SAE J1772內(nèi)所述的方式向充電器發(fā)電站16提供AC能量的其他系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，SAE J1772的公開特此通過引用被全部并入。 除了或代替檢測邏輯或其他特征，EVSE系統(tǒng)12可包括控制導(dǎo)頻電路18，通過控制導(dǎo)頻電路 18，交通工具充電系統(tǒng)14需要傳達(dá)充電器發(fā)電站16是否準(zhǔn)備接收AC能量。
線組(未顯示)可被配置成便于將EVSE系統(tǒng)12連接到交通工具內(nèi)包括的插口(未顯示)。插口可包括用于連接到干線輸入的輸入、用于連接到控制導(dǎo)頻電路的控制導(dǎo)頻輸入 22以及用于將交通工具地線連接到公用設(shè)施/地面地線的接地輸入24?？刂茖?dǎo)頻電路18 可以是低電壓和/或低電流系統(tǒng)并且與干線輸入20電氣隔離。一旦連接，控制導(dǎo)頻電路18 就可用于產(chǎn)生電壓參考和電壓測量節(jié)點(diǎn)30，以反映充電器發(fā)電站16是否準(zhǔn)備通過干線連接接收DC能量。與EVSE系統(tǒng)12相關(guān)聯(lián)的控制器(未顯示)可允許或拒絕AC能量到干線連接的輸送，取決于參考電壓。
控制導(dǎo)頻電路18可包括被配置成輸出控制導(dǎo)頻信號的振蕩器32。包括在交通工具上的控制導(dǎo)頻電路的交通工具接口部分34可從振蕩器32接收控制導(dǎo)頻信號。交通工具接口 34可包括第一電阻器36和可與第一開關(guān)40和第二開關(guān)42并聯(lián)連接的第二電阻器 38。第一開關(guān)40和第二開關(guān)42可在斷開位置和閉合位置之間操作，取決于相應(yīng)的第一和第二信號39、41在高狀態(tài)(第一電壓，例如5V)還是在低狀態(tài)(第二電壓，例如0V)被輸送。 斷開位置可對應(yīng)于開關(guān)40、42傳導(dǎo)電流，以及斷開位置可對應(yīng)于開關(guān)40、42不能傳導(dǎo)電流。 當(dāng)然，“接通”和“斷開”開關(guān)電壓可使用取決于交通工具接口(例如，雙極晶體管、M0SFET、 繼電器等)的物理實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用電壓來設(shè)置。在缺乏相反的命令時，第一和第二開關(guān)40、42可被配置成維持其當(dāng)前位置，即，當(dāng)沒有接收到命令開關(guān)改變位置的信號時保留在斷開和閉合位置的一個中。
在電壓測量節(jié)點(diǎn)30測量的電壓可根據(jù)第一電阻器36和第二電阻器38是否并聯(lián)連接而變化。EVSE控制器(未顯示)可被配置成調(diào)整和/或防止AC能量到干線連接10的輸送，取決于電壓測量節(jié)點(diǎn)30處的電壓是在第一參考電壓還是在第二參考電壓處。第一參考電壓可與第一和第二電阻器40、42在閉合位置使得第一和第二電阻器36、38并聯(lián)連接相關(guān)聯(lián)。第二參考電壓可與第一和第二電阻器40、42的任一個在斷開位置使得第二電阻器38 與控制導(dǎo)頻電路的其余部分?jǐn)嚅_相關(guān)聯(lián)。交通工具充電系統(tǒng)14可包括安全控制器44和交通工具充電器控制器46,以便于分別將第一和第二信號39、41輸出到相應(yīng)的第一和第二開關(guān) 36,38ο
交通工具充電器控制器46可以是微控制器單元(MCU)，其被配置成監(jiān)控充電器發(fā)電站16的各種操作條件，以便評估充電器發(fā)電站16是否準(zhǔn)備從EVSE系統(tǒng)12接收AC能量。 交通工具充電器控制器14也可被配置成控制充電器發(fā)電站16的各種充電操作，包括評估 HV電池或正被充電的其他元件是否被足夠地充電或AC能量從EVSE系統(tǒng)12的進(jìn)一步輸送是不期望的其他條件。在充電事件或其他條件完成時，交通工具充電器控制器46可以按照足以斷開第二開關(guān)42的方式調(diào)整第二信號41，并從而改變參考電壓和通知EVSE控制器停止AC能量的進(jìn)一步輸送?？蛇x地，交通工具充電系統(tǒng)14可包括用于將充電事件的完成傳達(dá)到EVSE系統(tǒng)12使得與斷開第二開關(guān)42相關(guān)聯(lián)的操作可能是冗余的其他裝置，或者用于確保EVSE控制器被指示停止AC能量的輸送的第二裝置。
交通工具充電器控制器46也可以將信號50傳遞到安全控制器44，信號50指示第一開關(guān)應(yīng)被控制在斷開位置還是在閉合位置。該信號可與傳遞給第二開關(guān)42的第二信號41相同和/或它可以是不同的信號，例如具有由安全控制器44可用來評估交通工具充電器控制器46或交通工具充電系統(tǒng)是否不正確地操作的信息的數(shù)據(jù)消息或數(shù)據(jù)分組。安全控制器44可以是具有覆寫交通工具充電器控制器46的命令或以其他方式評估不正確的操作的能力的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，以便確保第一開關(guān)40可獨(dú)立于被控制到閉合位置的第二開關(guān)42而斷開，例如在交通工具充電系統(tǒng)不正確地操作時防止AC能量的輸送。
可選地，安全控制器44可被配置成將狀態(tài)信息或其他信息提供到交通工具充電器控制器46，交通工具充電器控制器46可使用該信息評估安全控制器是否正確地操作。此信息在當(dāng)安全控制器44不能正確地控制第一開關(guān)40時例如在安全控制器44斷電時允許交通工具充電器控制器46斷開第二開關(guān)42方面可能是有用的。安全控制器44和交通工具充電器控制器46被示為分開地連接到獨(dú)立的供電單元(PSU) 54、56，以便減少兩個控制器 44、46同時斷電同時第一和第二開關(guān)40、42都在閉合位置的可能性。第一和第二 PSU 56、 54被示為具有到低電壓(LV)電池(未顯示)的分開的連接58、60，使得每個PSU 54,56負(fù)責(zé)處理來自LV電池的電流用于給它的控制器供電。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的具有安全保護(hù)器62的充電系統(tǒng)10。 安全保護(hù)器62可被包括以確保第一和第二開關(guān)40、42的至少一個能夠被控制到斷開位置， 而不必包括多個PSU。單個PSU 64被認(rèn)為是有益的，優(yōu)于雙PSU配置，因?yàn)樗纳屏顺杀尽?功率密度(即，所需的空間)以及可靠性(即，每個額外的部件可能對整個系統(tǒng)的可靠性造成更多的故障(PPms))。有利地，安全保護(hù)器62與安全控制器44和交通工具充電器控制器46 協(xié)同操作，使得安全保護(hù)器62可被添加到圖I所示的系統(tǒng)而無需進(jìn)行重大修改。安全保護(hù)器62可被配置成攔截從安全控制器44輸出的第一信號39并將相應(yīng)的第三信號68輸出到第一開關(guān)40，即，控制第一開關(guān)40到期望的斷開或閉合位置。
圖2的系統(tǒng)中的安全控制器44可被配置成輸出第一信號39作為脈沖寬度調(diào)制 (PWM)信號，而不是圖I的系統(tǒng)中所示的非PWM信號。PWM信號39可包括多個邊沿，使得 PWM信號擔(dān)任“心跳”的角色。安全保護(hù)器62可將接收的PWM信號39轉(zhuǎn)換為用于控制第一開關(guān)40在斷開和閉合位置之間的非PWM信號68。安全保護(hù)器62可被配置成控制第一開關(guān)40到斷開位置，即，在高狀態(tài)產(chǎn)生第三信號68，只要足夠數(shù)量的邊沿被檢測到在第一信號39內(nèi)。在第一信號39未能包括足夠數(shù)量的邊沿的情況中，安全保護(hù)器62可被配置成自動斷開第一開關(guān)40，S卩，在期望的“心跳”沒有被檢測到時在低狀態(tài)產(chǎn)生第三信號68。安全保護(hù)器62可按照與上面關(guān)于評估控制第一開關(guān)40到斷開或閉合位置是否是合乎需要的描述的方式類似的方式配置。
由安全保護(hù)器62采用的邊沿檢測可限制復(fù)雜性，因?yàn)榘踩Ｗo(hù)器62可能不需要評估交通工具充電系統(tǒng)操作或另外的來自安全控制器44和/或交通工具充電器控制器46 的經(jīng)處理的數(shù)據(jù)。它可簡單評估足夠的PWM信號是否被接收到，如果沒有，則自動斷開第一開關(guān)40。由安全保護(hù)器62采用的邊沿檢測也被認(rèn)為是優(yōu)選的，優(yōu)于固定水平的檢測系統(tǒng)， 因?yàn)檫@種系統(tǒng)在不正確地操作時可以輸出固定水平的值，而PWM/隔離方法安全保護(hù)器不太可能產(chǎn)生使開關(guān)保持?jǐn)嚅_的固定水平的輸出。安全控制器44和/或交通工具充電器控制器46可包括上面關(guān)于當(dāng)確定是否繼續(xù)或停止AC能量輸送到充電器發(fā)電站(S卩，充電器發(fā)電站是否準(zhǔn)備接收AC能量)時評估各種交通工具充電系統(tǒng)的特征和操作狀態(tài)描述的相同或相似功能。安全控制器44可略作修改以輸出PWM信號，而不是先前直接傳遞到第一開關(guān)以直接控制其在斷開和閉合位置之間的運(yùn)動的非PWM信號。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的具有可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72的安全保護(hù)器62?？稍儆|發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72可被配置成根據(jù)從安全控制器44接收的第一信號39將第三信號68輸出到第一開關(guān)40。圖4示出輸入到可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72的第一信號39和從可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72輸出的第三信號68。如所示，每當(dāng)在預(yù)定的時段內(nèi)足夠數(shù)量的邊沿被接收到時，可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72就在高狀態(tài)輸出第三信號68， 以便控制第一開關(guān)40到閉合位置。一旦該數(shù)量的邊沿在足夠長的時段內(nèi)停止或未能出現(xiàn)， 可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72就在低狀態(tài)輸出第三信號68，使得第一開關(guān)40被控制到斷開位置。
可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72可被配置成每當(dāng)上升沿在其輸入處被檢測到(也可以配置為以下降沿工作)時產(chǎn)生寬度為Trm的脈沖。如果另一上升沿在輸出脈沖結(jié)束之前出現(xiàn)，那么這個輸出脈沖可從最后一個正輸入邊沿延長另一 Trm毫秒。通過在輸入處提供邊沿的序列，輸出可永久保持在活動值。如果輸入信號停止(即保持在固定值)，則電路的輸出在距最后一個正邊沿的Trm毫秒后變?yōu)椴换顒拥?，S卩，它過渡到低狀態(tài)。此行為可能對當(dāng)中斷發(fā)生在交通工具充電系統(tǒng)14內(nèi)時將第一開關(guān)40自動管理到斷開位置是有用的，該中斷導(dǎo)致安全控制器44有意地或無意地未能提供足夠的PWM信號來將第一開關(guān)40維持在斷開位置。
可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72被示為包括到LV電池的獨(dú)立且分開的連接74。電壓調(diào)節(jié)器76可被包括以便于處理從LV電池接收的電流。電阻器78和電容器80也被示為指示用于調(diào)整可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72的操作的硬件部件。通過調(diào)整電阻器78和電容器80 的值，可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72調(diào)整必須被檢測到的邊沿的數(shù)量以便將第三信號68維持在高狀態(tài)，即，Trm的長度。這種類型的配置，即，基于硬件的配置可能是有益的，優(yōu)于軟件或其他可編程配置，因?yàn)樗赡懿惶菀资艿讲僮髦袛嗟挠绊?，特別是與基于軟件的應(yīng)用和控制相關(guān)的那些。雖然本發(fā)明將安全保護(hù)器62描述為可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器72，但是這樣做是為了示范和非限制的目的，因?yàn)楸景l(fā)明充分設(shè)想包括任何充分配置的設(shè)備的安全保護(hù)器62以支持本文設(shè)想的操作。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的已除去安全控制器的充電系統(tǒng)90。安全控制器的除去可能在降低系統(tǒng)成本和復(fù)雜性方面是有益的。交通工具充電器控制器46 可被配置成實(shí)現(xiàn)以前用安全控制器實(shí)現(xiàn)的部分或全部操作，例如監(jiān)控在評估是否第一開關(guān)應(yīng)被控制到斷開位置時使用的各種安全相關(guān)的操作特征。安全保護(hù)器62可以按照上面關(guān)于圖4描述的相同方式操作。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個非限制性方面的已除去第一開關(guān)的充電系統(tǒng)94。第一開關(guān)的除去可能在簡化導(dǎo)頻控制電路18的配置方面是有益的。系統(tǒng)94可類似于上面關(guān)于下列內(nèi)容描述的系統(tǒng)而操作安全保護(hù)器62需要足夠的PWM信號，以便輸出足以控制第二開關(guān)42到閉合位置的非PWM信號，使得在缺乏足夠的PWM信號時第二開關(guān)42被自動控制到斷開位置。
雖然以上描述了示例性的實(shí)施方式，但是意圖不是這些實(shí)施方式描述本發(fā)明的所有可能形式。相反，說明書中使用的詞語是描述性的詞語而不是限制性的詞語，且應(yīng)理解，可以做出各種改變而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。另外，各種實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式的特征可以組合以形成本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種與交通工具接口一起可操作的安全保護(hù)器，所述交通工具接口具有在斷開位置和閉合位置之間可操作的開關(guān)，以控制輸出到電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的參考電壓的電壓，所述EVSE系統(tǒng)要求在將能量輸送到交通工具充電器發(fā)電站之前所述參考電壓的所述電壓比閾值大，所述安全保護(hù)器可操作來 在從與所述交通工具充電器發(fā)電站相關(guān)聯(lián)的控制器接收到第一信號時，控制所述開關(guān)到閉合位置； 在從所述控制器接收到第二信號時，控制所述開關(guān)到斷開位置；以及 在缺乏所述第一信號和所述第二信號時，控制所述開關(guān)到斷開位置。
2.如權(quán)利要求I所述的安全保護(hù)器，其可操作來接收作為脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號的所述第一信號并將非PWM信號輸出到所述開關(guān)以在斷開位置和閉合位置之間控制所述開關(guān)。
3.如權(quán)利要求I所述的安全保護(hù)器，其可操作來在所述第一信號和所述第二信號中的任一個在預(yù)定的時段內(nèi)未能包括邊沿時，控制所述開關(guān)到斷開位置。
4.如權(quán)利要求I所述的安全保護(hù)器，其可操作來在所述控制器斷電的情況中控制所述開關(guān)到斷開位置。
5.—種與交通工具充電器系統(tǒng)一起可操作的安全保護(hù)器,所述交通工具充電器系統(tǒng)包括可操作來將從電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的干線輸出接收到的AC能量轉(zhuǎn)化成足以對高壓(HV)交通工具電池充電的DC能量的充電器發(fā)電站，所述EVSE系統(tǒng)在第一參考電壓被接收到時輸送所述AC能量以及在第二參考電壓被接收到時防止所述AC能量的輸送，所述交通工具充電器系統(tǒng)包括交通工具接口，所述交通工具接口可操作來使用所述EVSE的控制導(dǎo)頻輸出以在所述充電器發(fā)電站準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電時產(chǎn)生所述第一參考電壓，并在所述充電器發(fā)電站不準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電時輸出所述第二參考電壓，所述交通工具接口包括在斷開位置和閉合位置之間可操作的第一開關(guān)和在斷開位置和閉合位置之間可操作的第二開關(guān)，所述交通工具接口在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時產(chǎn)生所述第一參考電壓，并且在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的任一個在斷開位置時產(chǎn)生所述第二參考電壓，所述交通工具充電器系統(tǒng)包括控制器，所述控制器可操作來根據(jù)所述充電器發(fā)電站是否準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電來輸出第一信號以在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)，并輸出第二信號以在斷開位置和閉合位置之間控制所述第二開關(guān)，所述安全保護(hù)器包括 可操作來攔截從所述安全控制器輸出的所述第一信號并將第三信號輸出到所述第一開關(guān)的設(shè)備，所述第三信號基于所述第一信號并且可操作來根據(jù)所述充電器發(fā)電站是否準(zhǔn)備對所述HV交通工具電池充電來在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)，所述設(shè)備可操作來在缺乏所述第一信號時自動產(chǎn)生所述第三信號，使得所述第一開關(guān)被控制到斷開位置。
6.如權(quán)利要求5所述的安全保護(hù)器，其中所述設(shè)備是可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
7.如權(quán)利要求6所述的安全保護(hù)器，其中在所述第一信號在預(yù)定的時段內(nèi)未能包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到斷開位置。
8.如權(quán)利要求6所述的安全保護(hù)器，其中在所述第一信號在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到閉合位置。
9.如權(quán)利要求6所述的安全保護(hù)器，其中所述第一信號以第一頻率在第一電壓和第二電壓之間交替，并且所述第三信號根據(jù)所述第一頻率在第三電壓和第四電壓之間交替，當(dāng)所述第一頻率大于閾值時所述第三信號具有所述第三電壓，并且當(dāng)所述第一頻率小于所述閾值時所述第三信號具有所述第四電壓。
10.如權(quán)利要求5所述的安全保護(hù)器，還包括電壓調(diào)節(jié)器，該電壓調(diào)節(jié)器被配置成在所述控制器斷電同時能量仍然從低壓(LV)交通工具電池可得到時維持所述設(shè)備的操作。
11.一種充電器系統(tǒng)，包括 充電器發(fā)電站，其可操作來將從電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)的干線輸出接收到的AC能量轉(zhuǎn)化成足以對高壓(HV)交通工具電池充電的DC能量； 輸入端，其可操作來從所述EVSE系統(tǒng)接收控制導(dǎo)頻； 交通工具接口，其與所述輸入端一起可操作來在所述充電器發(fā)電站準(zhǔn)備將所述AC能量轉(zhuǎn)化成所述DC能量時使用所述控制導(dǎo)頻產(chǎn)生第一參考信號，并且在所述充電器發(fā)電站不準(zhǔn)備將所述AC能量轉(zhuǎn)化成所述DC能量時使用所述控制導(dǎo)頻產(chǎn)生第二參考信號，所述交通工具接口包括在斷開位置和閉合位置之間可操作的第一開關(guān)和在斷開位置和閉合位置之間可操作的第二開關(guān)，其中，所述交通工具接口在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時產(chǎn)生所述第一參考信號，并且在所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)的任一個在斷開位置時產(chǎn)生所述第二參考信號； 安全控制器，其可操作來輸出用于在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)的第一信號; 交通工具充電器控制器，其可操作來將第二信號輸出到所述第二開關(guān)，所述第二信號在斷開位置和閉合位置之間控制所述第二開關(guān)；以及 安全保護(hù)器，其可操作來接收從所述安全控制器輸出的所述第一信號，所述安全保護(hù)器可操作來將第三信號輸出到所述第一開關(guān)，所述第三信號基于所述第一信號并可操作來在斷開位置和閉合位置之間控制所述第一開關(guān)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述安全保護(hù)器包括可操作來基于所述第一信號產(chǎn)生所述第三信號的可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中在所述第一信號未能在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到斷開位置。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中在所述第一信號在預(yù)定的時段內(nèi)包括邊沿時，所述可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生所述第三信號以控制所述第一開關(guān)到閉合位置。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng),其中所述第一信號以第一頻率在第一電壓和第二電壓之間交替，并且所述第三信號根據(jù)所述第一頻率在第三電壓和第四電壓之間交替，當(dāng)所述第一頻率大于閾值時所述第三信號具有所述第三電壓，并且當(dāng)所述第一頻率小于所述閾值時所述第三信號具有所述第四電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述第一電壓等于所述第三電壓。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括可操作來給所述安全控制器供電的第一供電單元(PSU)和可操作來給所述交通工具充電器控制器供電的分開的第二 PSU，所述第一 PSU和所述第二 PSU的每個調(diào)節(jié)來自低壓(LV)交通工具電池的電流以便于給所述安全控制器和所述充電器控制器的相應(yīng)一個供電。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述安全保護(hù)器調(diào)節(jié)來自所述LV交通工具電池的電流以便于產(chǎn)生所述第三信號，所述安全保護(hù)器與所述第一 PSU和所述第二 PSU分開地并獨(dú)立于所述第一 PSU和所述第二 PSU調(diào)節(jié)來自所述LV電池的電流。
19.如權(quán)利要求11所述 的系統(tǒng)，其中所述交通工具接口包括第一電阻器和相對于所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)布置的第二電阻器，使得只有當(dāng)所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)都在閉合位置時，所述第一電阻器和所述第二電阻器才并聯(lián)連接。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)與所述第二電阻器串聯(lián)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有安全保護(hù)器的充電器系統(tǒng)。公開了一種可操作來便于向電動交通工具供電設(shè)備(EVSE)系統(tǒng)通知交通工具充電系統(tǒng)是否準(zhǔn)備接受能量的安全保護(hù)器。該安全保護(hù)器可被配置成便于交通工具接口的控制，交通工具接口用于考慮到充電系統(tǒng)是否準(zhǔn)備接受能量來向EVSE提供參考電壓。該保護(hù)器可以在缺乏來自交通工具充電系統(tǒng)的合適控制信號時控制交通工具接口，以便在交通工具充電系統(tǒng)不準(zhǔn)備接受能量時確保EVSE被通知。
文檔編號B60S5/00GK102931713SQ20121026427
公開日2013年2月13日 申請日期2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者米格爾·安琪爾·阿希娜, 約瑟夫·加勃爾 申請人:李爾公司