本發(fā)明總體涉及用于經(jīng)由多個充電器對電動車輛充電的設(shè)備和方法，并且更特別地涉及用于在電動車輛或包括多個充電器的車輛充電設(shè)備之間的充電操作的控制設(shè)備和控制方法。

背景技術(shù)：

環(huán)境友好型汽車(也稱為綠色汽車或環(huán)保汽車)，包括混合動力車輛(hev)和電動車輛(ev)兩者在內(nèi)，是眾所周知的。通常情況下，hev使用兩個或更多個不同類型的動力，諸如內(nèi)燃機(jī)和電動機(jī)，而ev由一個或多個電動機(jī)使用存儲在可再充電電池或其它能量儲存裝置中的電能來推進(jìn)。在操作期間，hev可以使用發(fā)電機(jī)對電池自供電，以使得電池可以為車輛操作供電。hev可以包括再生制動系統(tǒng)，該再生制動系統(tǒng)在車輛的制動期間將由反向旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)產(chǎn)生的其動能轉(zhuǎn)換成立即使用或存儲在電池中以備后用的電形式，以提高能效。

像許多電子裝置，ev設(shè)計(jì)成在充電后操作。用于對配備在ev中的電池充電的充電設(shè)備可以以各種類型或結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。例如，一種類型的充電設(shè)備是配備在ev中的車載充電器(obc)，用于將交流(ac)電轉(zhuǎn)換成直流(dc)電以對電池充電。因?yàn)樗惭b在ev中，所以obc應(yīng)該經(jīng)由內(nèi)部通信與在ev中包括的其它裝置或設(shè)備而可控制。此外，需要作為車輛部件中的一個部件的obc的操作可靠性，并且obc的小型化或減輕對于其設(shè)計(jì)是臨界問題。

為了設(shè)計(jì)配置成對ev充電的充電裝置，可能存在一些重要的問題，以使得包括在ev中的一個電池或多個電池的總?cè)萘坷^續(xù)增加，并且盡管電池的容量增大，但對于車輛的移動性還需要減少充電時間。然而，為了減少在ev中配備的多個電池的充電時間，大量的成本和時間可以花費(fèi)在設(shè)計(jì)和安裝多個不同的充電器上，每一個對應(yīng)于不同的充電容量。此外，為了與包括在ev中的多個電池的不同充電容量對應(yīng)，在ev中配備的充電裝置可需要具有用于電力轉(zhuǎn)換的附加裝置。

為了克服上述問題，用于對在ev中配備的每一個并聯(lián)耦合的多個可充電單元充電的設(shè)備或方法可以適用。然而，在控制多個可充電單元整體上存在困難，因?yàn)槎鄠€可充電單元可單獨(dú)操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在此描述了一種設(shè)備和方法，用于并聯(lián)耦合在電動車輛中配備的多個充電器，以便減少花費(fèi)在大規(guī)模電池上的充電時間。此外，在此描述了一種設(shè)備和方法，用于控制在電動車輛中配備的并聯(lián)連接的多個充電器，可以經(jīng)由在車輛通信中使用的預(yù)定電阻或脈沖寬度調(diào)制(pwm)信號來識別多個充電器，以便簡化用于控制或執(zhí)行車輛充電操作的操作或程序。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，用于控制在車輛中配備的多個充電器的方法包括：識別多個充電器，每一個配置成經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)對供應(yīng)電力給車輛的至少一個電池充電；從每一個識別的充電器接收經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)傳遞的標(biāo)識和至少一個參數(shù)；響應(yīng)于接收標(biāo)識和至少一個參數(shù)，生成多個指令，每一個指令用于每一個識別的充電器；以及經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)向多個識別充電器傳遞多個指令。

來自每一個充電器的標(biāo)識和至少一個參數(shù)可對應(yīng)于具有不同值的電阻。

來自每一個充電器的標(biāo)識和至少一個參數(shù)可對應(yīng)于具有不同脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制信號。

多個充電器可配備在車輛中以將外部電源與至少一個電池連接，并且彼此并聯(lián)耦合。

多個指令的傳遞步驟包括：監(jiān)視多個充電器中的每一個充電器的狀態(tài)，以確定每一個充電器的可用性；監(jiān)視由外部電源提供的電力信號；以及根據(jù)所確定的每一個充電器的可用性分配電力信號。

電力信號可包括交流(ac)電力信號和直流(dc)電力信號中的至少一個，并且接收電力信號的給定充電器可將電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號。

車載網(wǎng)絡(luò)可包括控制器局域網(wǎng)(can)。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施例，具有用于控制車輛充電操作的多個充電器的設(shè)備包括：標(biāo)識信號發(fā)生器，其生成用于識別配置成對供應(yīng)電力給車輛的至少一個電池的多個充電器的標(biāo)識信號；電力收發(fā)器，其向外部電源傳送至少一個充電控制信號，或從外部電源接收至少一個充電控制信號；以及充電器控制器，其控制每一個識別的充電器，以便基于標(biāo)識信號來執(zhí)行與至少一個充電控制信號對應(yīng)的充電操作。

標(biāo)識信號發(fā)生器可包括具有不同值的多個上拉或多個下拉電阻。

標(biāo)識信號可包括具有用于多個充電器中的每一個充電器的不同脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制信號。

標(biāo)識信號發(fā)生器可包括多個模塊，每一個對應(yīng)于多個充電器中的每一個。

多個充電器可配備在車輛中以將外部電源與至少一個電池連接，并且彼此并聯(lián)耦合。

輸入到多個充電器中的電力信號可包括交流(ac)電力信號和直流(dc)電力信號中的至少一個，并且接收電力信號的給定充電器可將電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號。

給定充電器可包括：電壓轉(zhuǎn)換器，其將dc電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號；以及開關(guān)，其控制電壓轉(zhuǎn)換器的輸出，其中開關(guān)由充電器控制器控制。

給定的充電器也可包括：電磁干擾(emi)濾波器，其從ac電力信號去除噪聲；整流器，其將emi濾波器的輸出轉(zhuǎn)換成dc信號；電壓轉(zhuǎn)換器，其將從整流器輸出的dc信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號；以及開關(guān)，其控制電壓轉(zhuǎn)換器的輸出，其中開關(guān)由充電器控制器控制。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施例，配備有配置成從電能獲得動力的設(shè)備的車輛包括：電池單元，其包括配置成供應(yīng)電能的至少一個電池；充電器單元，其包括彼此并聯(lián)連接的多個充電器，每一個配置成使用用于對至少一個電池充電的電力信號，其中電力信號由外部電源提供；以及充電控制器，其至少基于由外部電源提供的充電控制信號來控制多個充電器。

充電控制器可包括：標(biāo)識信號發(fā)生器，其生成用于識別多個充電器中的每一個充電器的標(biāo)識信號；以及電力收發(fā)器，其向外部電源傳送電力信號和充電控制信號中的至少一個，或從外部電源接收電力信號和充電控制信號中的至少一個，其中充電器控制器控制每一個充電器，以便基于標(biāo)識信號來執(zhí)行與充電控制信號對應(yīng)的充電操作。

標(biāo)識信號可基于與每一個充電器對應(yīng)的電阻來確定，每一個電阻具有彼此不同的值；或基于與每一個充電器對應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制信號來確定，每一個脈沖寬度調(diào)制信號具有彼此不同的脈沖寬度。

電池單元可包括向充電控制器指示電池單元狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)包括在至少一個電池中的多個電池單元之間的充電平衡。

電池管理系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)視輸出電流水平、輸出電壓水平和溫度中的至少一個，測量至少一個電池的充電狀態(tài)，以及估計(jì)至少一個電池的更換時間。

此外，根據(jù)本公開的實(shí)施例，用于控制配備在車輛中的多個充電器的設(shè)備可包括處理器系統(tǒng)，該處理器系統(tǒng)包括至少一個數(shù)據(jù)處理器和存儲計(jì)算機(jī)程序的至少一個計(jì)算機(jī)可讀存儲器。在此，處理系統(tǒng)配置成使設(shè)備如上所述操作。

附圖說明

被包括以提供對本公開的進(jìn)一步理解并且被并入并構(gòu)成本申請的一部分的附圖示出了本公開的實(shí)施例，并與具體實(shí)施方式一起用于解釋本公開的原理。在附圖中：

圖1示出用于經(jīng)由充電設(shè)備對車輛充電的方法；

圖2描述了用于控制配備在車輛中的多個充電器的方法；

圖3示出車載充電設(shè)備；

圖4a和4b描述了包括在車輛中的充電器和電池；

圖5示出了第一充電控制設(shè)備；

圖6描述了第一充電控制設(shè)備的操作；

圖7示出第二充電控制設(shè)備；以及

圖8描述了第二充電控制設(shè)備的操作。

應(yīng)當(dāng)理解的是，上面提及的附圖不一定按比例繪制，呈現(xiàn)了本公開的基本原理的各種優(yōu)選特征的略微簡化的表示。本公開的特定設(shè)計(jì)特征，包括例如具體的尺寸、取向、位置和形狀，將部分地由特定的預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境來確定。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參考本公開的實(shí)施例，其示例在附圖中示出。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，所描述的實(shí)施例可以以各種不同的方式來修改，所有這些都不脫離本公開的精神或范圍。在附圖中，相同的元件用相同的標(biāo)號表示，并且其重復(fù)的解釋將不給出。為便于描述，使用在此的后綴“模塊”和“單元”，并且從而可以互換使用，并且沒有任何可區(qū)別的含義或功能。

如本文所用，“一”或“一個”定義為一個或一個以上。如本文所用，術(shù)語“另一個”定義為至少第二個或更多。如本文所用，術(shù)語“包括”和/或“具有”定義為包括(即開放的過渡)。如本文所用，術(shù)語“耦合”或“操作性地耦合”定義為連接，盡管不一定是直接且不一定是機(jī)械連接。

應(yīng)該理解，如這里使用的術(shù)語“車輛”(vehicle)或“車輛的(vehicular)”或其它類似術(shù)語，通常包括機(jī)動車輛，諸如包括運(yùn)動功能車(suv)在內(nèi)的乘用車、公交車、卡車、各種商用車、包括各種小船和輪船的船舶、飛機(jī)等，并包括混合動力車輛、電動車輛、插入式混合動力車輛、氫能源車輛和其它替換燃料車輛(例如源自非石油資源的燃料)。如這里所指，混合動力車輛是具有兩種或更多種動力源的車輛，例如汽油動力和電動車輛兩者。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，一個或多個的以下方法或其方面可以由至少一個控制器執(zhí)行。術(shù)語“控制器”可以指包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置為存儲程序指令，并且處理器被專門編程以執(zhí)行程序指令來執(zhí)行將在下面進(jìn)一步描述的一個或多個進(jìn)程。此外，可以理解的是，下面的方法可以通過包括與一個或多個部件結(jié)合的控制器的設(shè)備來執(zhí)行，如由本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解的。

此外，本公開的控制器可以實(shí)現(xiàn)為包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令的非臨時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲裝置。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可以在整個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上分布，以使得程序指令以分布方式存儲和執(zhí)行，例如通過遠(yuǎn)程信息服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(can)。

在本公開的描述中，當(dāng)認(rèn)為它們可能不必要地模糊本公開的本質(zhì)時，省略相關(guān)技術(shù)的某些詳細(xì)說明。本公開的特征將結(jié)合附圖更清楚地理解，且不應(yīng)由附圖限制。但是應(yīng)當(dāng)理解，不脫離本公開的精神和技術(shù)范圍的所有變化、等價物和替代物包括在本公開中。

在環(huán)境友好型車輛(也稱為綠色汽車或環(huán)保汽車)中，當(dāng)經(jīng)由電池獲得諸如用于驅(qū)動車輛的動力的能量時，或當(dāng)需要提高的驅(qū)動性能時，配備在車輛中的電池的電能容量，即電池的容量，可能增加。通常，如果車載電池的容量增加，則用于對車載電池完全充電所需的時間將增加。由于擴(kuò)展的充電時間可惡化車輛的移動性，所以將需要減少充電時間，以使得大容量電池可快速充電。然而，可能需要過多的成本以使用用于對在車輛中或車輛充電設(shè)備中配備的電池充電器提高充電的常規(guī)裝置作為供應(yīng)電能到車輛中的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，諸如車載充電器(obc)的充電器通常配備在車輛上，以使得甚至家庭電力可用于車載電池充電。

作為例子但不限于，當(dāng)obc配備在車輛中時，可能需要高功率密度和低噪聲。為了改進(jìn)這些特性，obc的開關(guān)頻率可能增加。此外，為了提高用于車輛的能量效率，obc需要更高的效率。此外，obc需要具有寬輸入或輸出操作范圍，諸如通用輸入電壓范圍(例如，100vac至240vac)或車載電池電壓范圍(例如，220vdc至420vdc)，以便與充電基礎(chǔ)設(shè)施或車載電池可兼容地工作。近來，隨著配備在車輛中的電池容量增加，已經(jīng)需要可適用于用于對電池充電的充電器或充電設(shè)備的充電平臺，以供應(yīng)或處理3.3kw至6.6kw的電力信號。此外，為了減少充電時間，充電平臺應(yīng)設(shè)計(jì)為隨后處理更大的電力信號。

至少基于電池或充電設(shè)備的能力變化，鑒于設(shè)計(jì)、成本等，使用彼此并聯(lián)的多個充電器開發(fā)適于新的標(biāo)準(zhǔn)或需求的新充電器可更加有效。為使用多個充電器，需要用于處理每一個充電器的控制程序、方法或設(shè)備。

每一個充電器可經(jīng)由諸如控制器局域網(wǎng)(can)的車載網(wǎng)絡(luò)通信。對于具有多個充電器的內(nèi)部通信，各個或單獨(dú)的標(biāo)識符(例如，canid)需要識別每一個充電器。此外，可能需要協(xié)議使車載控制器控制多個充電器。

為了有效地使用多個充電器，必要的是，至少基于充電狀態(tài)，多個充電器中的每一個單獨(dú)由控制器控制。例如，在充電操作期間，第一充電器可以停止，同時第二充電器連續(xù)工作?；蛘撸谝缓偷诙潆娖骺赡芑谔囟ǖ臈l件來停止?？赡苄枰氖牵诔潆姴僮髌陂g，多個充電器基于各種條件或情況(諸如對充電器的保護(hù)處理、用于通過減輕在充電器上的負(fù)載(或操作應(yīng)力)低于閾值來提高可靠性的降級處理)等來控制。

現(xiàn)在參考當(dāng)前公開的實(shí)施例，圖1示出用于經(jīng)由充電設(shè)備對車輛充電的方法。

如在圖1中所示，當(dāng)對車載電池60充電時，車輛4可以耦合到電動車輛供應(yīng)設(shè)備(evse)2，以使得車載電池60可存儲電能量。車輛4和evse2可以經(jīng)由電力線通信(plc)方法、有線或無線(數(shù)據(jù))通信方法等彼此耦合。用于對車輛4充電所配備的evse2可以位于家里、充電站、諸如公寓的多單元住宅等。

車輛4可包括配置成對車載電池60充電的多個充電器22、24。多個充電器22、24可鑒于電子電路在evse2和車載電池60之間彼此并聯(lián)耦合。作為例子但不限于，如果單個充電器22(或24)可以基于3.3kw的電力信號來執(zhí)行充電操作，則兩個充電器22、24可以使用用于對車載電池60充電的6.6kw的電力信號。

車輛4可包括配置成控制多個充電器22、24的充電控制器40。在當(dāng)車輛4包括多個充電器22、24的情況下，很可能的是，充電控制器40需要至少單獨(dú)基于充電狀態(tài)來控制多個充電器22、24。

如果與充電控制器40對應(yīng)的部件或元件沒有包括在車輛4中，則每一個充電器22、24可至少包括處理額外軟件、各種參數(shù)等的控制程序，用于與另一個充電器或車載電池通信和合作。此外，每一個充電器22、24可以分別至少基于控制信號和來自諸如evse2的外部電源的電力信號來操作。如果多個充電器22、24分別執(zhí)行充電操作，則充電操作效率可能降低。此外，根據(jù)配備在車輛4中的evse2和/或車載電池60的規(guī)格，可需要各種類型或版本的充電器22、24。

此外，當(dāng)用于控制多個充電器22、24的功能適于在包括在車輛4中的中央處理單元(cpu)或傳統(tǒng)電池管理系統(tǒng)(bms)時，更大量的負(fù)載可分配給cpu或bms，以及在車輛4內(nèi)部的內(nèi)部通信可變得更加復(fù)雜。此外，在這種情況下，可能不允許另一個充電器至少基于在已經(jīng)制造或銷售的車輛4內(nèi)的客戶需求而額外配備。

充電控制器40可支持用于使用在車輛4中的多個充電器22、24的方法。充電控制器40可以使用諸如激活/停用(on/off)的多個充電器22、24來控制充電操作，監(jiān)視充電電流水平、平衡負(fù)載等，以及用作針對諸如evse2的外部電源的車輛4的網(wǎng)關(guān)。作為例子但不限于，充電控制器40可接收外部通信信號(例如，can信號)、充電器連接信號(例如，can信號、協(xié)議數(shù)據(jù)單元(pdu)信號)、外部車輛信號等，并經(jīng)由與車輛充電操作相關(guān)聯(lián)的電路或可編程邏輯中的至少一個將充電狀態(tài)和控制相關(guān)的信息提供給多個充電器22、24。

充電控制器40可致力于控制車輛4內(nèi)發(fā)生的總體充電操作，并且控制單個車載充電器(obc)以及n元組obc(n是大于1的整數(shù))。作為例子但不限于，為執(zhí)行與多個充電器22、24的通信，充電控制器40可將充電器中的每一個充電器與每一個電阻匹配，以便識別每一個充電器的識別符id。這種方法可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)在充電控制器40和多個充電器22、24之間的示例性通信。

充電控制器40可接收外部信號和can消息，以確定與諸如機(jī)制、控制步驟等的充電操作相關(guān)的整體程序(流程)或邏輯。與充電控制器40接合的每一個充電器22、24可包括相同的程序(或部件，或具有不同的通信標(biāo)識(canid)和不同的優(yōu)先級。由于配備在車輛中的充電控制器40，可能沒有必要基于多個充電器22、24的數(shù)量而執(zhí)行用于阻抗匹配的至少一個過程。此外，充電控制器40可以至少基于在臨界或閾值定時(例如終止充電操作的決定定時、限制/約束電流流動等)處的充電狀態(tài)來處理每一個充電器22、24的充電操作狀態(tài)，以使得整體充電操作可以更安全地執(zhí)行。

在充電控制器40控制多個充電器22、24的情況下，即使規(guī)格可以被改變，設(shè)計(jì)或開發(fā)車載充電裝置也可以足以管理或更新多個程序，其中每一個程序安裝在多個充電器22、24中。此外，可以在車輛4已被制造之后添加新的充電器或移除安裝的充電器。在充電操作期間，對多個充電器22、24分配或平衡負(fù)載可以是更有效的。

圖2描述了用于控制配備在車輛中的多個充電器的方法。

如圖2所示，該方法可以包括：識別多個充電器，每一個配置成經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)對供應(yīng)電力給車輛的至少一個電池充電(步驟82)；從每一個識別的充電器接收經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)傳遞的標(biāo)識和至少一個參數(shù)(步驟84)；并且響應(yīng)于標(biāo)識和至少一個參數(shù)，生成多個指令，每一個指令用于每一個識別的充電器，以經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)向多個識別充電器傳遞多個指令(步驟86)。

另外，生成和傳遞多個指令的步驟(步驟86)可以包括如下中的至少一個：監(jiān)視多個充電器中的每一個充電器的狀態(tài)，以確定每一個充電器的可用性(步驟88)；監(jiān)視從外部電源輸入的電力信號的步驟(步驟88)；以及響應(yīng)于每一個充電器的可用性來分配電力信號(步驟88)。

與多個充電器接合的充電控制器可生成與多個充電器中的每一個充電器對應(yīng)的標(biāo)識信號。作為例子但不限于，分配給每一個充電器的標(biāo)識信號和參數(shù)可以至少基于具有不同值的多個電阻中的每一個來進(jìn)行，每一個電阻與每一個充電器對應(yīng)。此外，用于每一個充電器的標(biāo)識信號和參數(shù)可以與具有不同脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制信號對應(yīng)。每一個充電器可以傳遞包括標(biāo)識、參數(shù)等的信號到充電控制器中，同時充電控制器可傳遞包括標(biāo)識、參數(shù)等的指令到與充電操作相關(guān)的每一個充電器中。此外，充電控制器可經(jīng)由諸如控制器局域網(wǎng)絡(luò)(can)的車載網(wǎng)絡(luò)與每一個充電器通信，以便發(fā)送和接收關(guān)于充電狀態(tài)的信息。

配備在車輛內(nèi)以將外部電源與至少一個電池連接的多個充電器可彼此并聯(lián)耦合。從外部電源傳遞的電力信號可以包括交流(ac)電力信號和直流(dc)電力信號中的至少一個。此外，充電器可以將電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的直流(dc)電壓信號，以將轉(zhuǎn)換后的dc電壓信號供應(yīng)到電池中。

圖3示出車載充電設(shè)備。

如圖3所示，與諸如evse2的外部電源接合的車載充電設(shè)備可包括：電池單元60，其包括被配置以存儲和供應(yīng)電能到車輛中的至少一個電池；充電器單元20，其包括彼此并聯(lián)連接的多個充電器22、24、26、28，每一個配置成使用用于對至少一個電池充電的電力信號；以及充電控制器40，其配置成至少基于從外部電源傳遞來的充電控制信號，控制多個充電器22、24、26、28。在此，電力信號可從外部電源輸入。

特別地，充電控制器40可以包括：標(biāo)識信號發(fā)生器52、54、56、58，其配置成生成用于識別多個充電器22、24、26、28中的每一個充電器的標(biāo)識信號；功率收發(fā)器2，其配置成向諸如evse2的外部電源發(fā)送至少一個控制信號，或從諸如evse2的外部電源接收至少一個充電控制信號；以及充電器控制器44，其配置成基于標(biāo)識信號來對每一個充電器設(shè)置與至少一個充電控制信號對應(yīng)的充電操作。在此，標(biāo)識信號發(fā)生器52、54、56、58可以在單個單元、部件或電路中實(shí)現(xiàn)?；蛘?，標(biāo)識信號發(fā)生器52、54、56、58可包括每一個與多個充電器22、24、26、28中的每一個充電器對應(yīng)的多個模塊。

從evse2傳遞并且輸入到多個充電器22、24、26、28中的電力信號可包括交流(ac)電力信號和直流(dc)電力信號中的至少一個。包括在充電器單元20中的多個充電器22、24、26、28可將電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的直流(dc)電壓信號，以將dc電壓信號供應(yīng)到電池單元60中。在此，dc電壓信號的預(yù)定范圍可至少基于性能、規(guī)格或操作條件來確定。

圖4a和圖4b描述了包括在車輛中的充電器和電池。具體地，圖4a示出了包括被配置成接收包括dc信號的電力信號的充電器22的車載裝置，而圖4b描述了包括被配置成接收包括ac信號的電力信號的充電器22'的另一個車載裝置。

首先參考圖4a，充電器22可包括配置成將具有dc電力信號的電力信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號的電壓轉(zhuǎn)換器22a，以及配置成控制電壓轉(zhuǎn)換器的輸出的開關(guān)22a。

由外部電源提供的控制信號可以傳遞到充電控制器40中，同時從外部電源輸入的電力信號可傳遞到充電器22中。充電控制器40可確定充電器22的連接狀態(tài)，并至少基于控制信號來處理充電器22。充電控制器40可控制包括在充電器22中的開關(guān)22a，以便確定轉(zhuǎn)換器22a的輸出是否傳送到電池單元60。從充電器22輸出的直流電壓信號可傳遞到電池單元60中。

電池單元60可包括存儲供應(yīng)到充電器22中的dc電力的至少一個電池64。此外，電池單元60可以包括配置成向充電控制器40指示至少一個電池64的電池狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)62，以便實(shí)現(xiàn)包括在至少一個電池64中的多個電池單元之間的充電平衡，以使得多個電池單元可以完全充電。電池管理系統(tǒng)62進(jìn)一步被配置成實(shí)時監(jiān)視輸出電流水平、輸出電壓水平和溫度中的至少一個，以測量至少一個電池64的充電狀態(tài)，并估計(jì)至少一個電池64的更換時間。為了有效地執(zhí)行充電操作，電池管理系統(tǒng)62可以向充電控制器40指示關(guān)于至少一個電池64的多個信息。

現(xiàn)在參考圖4b，充電器22'可以包括：電磁干擾(emi)濾波器22c，其配置成從具有ac電力信號的電力信號去除噪聲；整流器22d，其配置成將emi濾波器22c的輸出轉(zhuǎn)換成dc信號；電壓轉(zhuǎn)換器22e，其配置成將從整流器22d輸出的dc信號轉(zhuǎn)換成具有預(yù)定范圍的dc電壓信號；以及開關(guān)22a'，其配置成控制電壓轉(zhuǎn)換器22e的輸出。在此，開關(guān)22a'可以由充電器控制器40控制。

在圖4a和4b中示出的充電器22、22'可以在用于接收從外部電源傳遞的dc電力信號或ac電力信號并且向電池單元60輸出具有預(yù)定范圍的dc電壓信號所需的電路或部件方面具有一些差異。然而，在充電操作期間，充電控制器40可以處理至少一個充電器22以及通過至少一個充電器22充電的電池單元60。如果存在多個充電器22，則多個充電器22可以并聯(lián)耦合。

圖5示出第一充電控制設(shè)備。

如圖5所示，充電單元20包括多個充電器22、28。第一充電控制設(shè)備40可以包括配置成識別多個充電器22、28的標(biāo)識信號發(fā)生器52、58。作為例子但不限于，標(biāo)識信號發(fā)生器52可包括具有與多個充電器22、28中的每一個充電器對應(yīng)的不同電阻的上拉電阻器r1。多個充電器22、28中的每一個充電器可以包括具有與包括在標(biāo)識信號發(fā)生器52(未示出)中的上拉電阻器r1對應(yīng)的預(yù)定電阻的下拉電阻器。這里，在每一個充電器22、28中的下拉電阻器可以具有相同的電阻。

在另一個示例中，標(biāo)識信號發(fā)生器52可包括具有不同電阻的下拉電阻器。在這種情況下，每一個充電器22、28可包括具有相同電阻的上拉電阻器。

如圖5所示，第一充電控制設(shè)備40包括多個標(biāo)識信號發(fā)生器52、58，每一個包含具有與多個充電器22、28中的每一個充電器對應(yīng)的不同電阻r1的上拉電阻器。由于具有包括在標(biāo)識信號發(fā)生器52、58中的不同電阻的上拉電阻器，具有不同值或不同變量的信號可以傳遞到多個充電器22、28中的每一個充電器中。至少基于感測值(即，從標(biāo)識信號發(fā)生器52、58中的每一個發(fā)生器傳遞的不同變量)，多個充電器22、28中的每一個可確定用于車載內(nèi)部通信(諸如經(jīng)由控制器局域網(wǎng)(can)的通信)的標(biāo)識符(例如標(biāo)識、參數(shù)等)。作為例子但不限于，如果1伏(1v)的信號輸入到第一充電器22中，則第一充電器22可以使用具有一百多的標(biāo)識符，例如范圍從100至199的字段值，用于車載內(nèi)部通信。如果2v的信號輸入到第二充電器中，則第二充電器可以使用具有二百多的標(biāo)識符，例如范圍從200至299的字段值。接收3v的信號的第三充電器可以使用具有三百多的標(biāo)識符，例如，范圍從300至399的字段值。在圖5中示出的上拉電阻器r1是用于生成標(biāo)識信號的示例，并且可以通過各種電路系統(tǒng)來生成標(biāo)識信號。

充電器控制器44可以測量在上拉電阻器r1(未示出)兩側(cè)處的電壓電平，以便了解多少充電器22、28在與第一充電控制設(shè)備40接合的充電單元20中彼此有源連接。在另一個示例中，在充電器控制器44至少基于上拉電阻器r1(例如，不同的電阻r1至rn)來識別接合充電器的數(shù)量之后，與接合的充電器對應(yīng)的一些標(biāo)識信號發(fā)生器52、58可被激活或啟用，用于使用經(jīng)由收發(fā)器42傳遞的電力信號的來執(zhí)行充電操作。當(dāng)充電器控制器44識別接合的充電器22、28的數(shù)量時，可調(diào)節(jié)或控制在充電操作期間用于每一個充電器的充電負(fù)載。

圖6描述第一充電控制設(shè)備40的操作。

如圖6所示，第一充電控制設(shè)備40可以與充電器28通信，以便處理或控制充電操作。

首先，第一充電控制設(shè)備40可確定耦合到第一充電控制設(shè)備40的充電器的數(shù)量。第一充電控制設(shè)備40可以向充電器28廣播連接廣播消息。

充電器28可以接收或者檢測與在包括在第一充電控制設(shè)備40中的標(biāo)識信號發(fā)生器中包括的電阻對應(yīng)的值，以準(zhǔn)備標(biāo)識符、標(biāo)識和參數(shù)中的至少一個，其用于諸如控制器局域網(wǎng)(can)的車載網(wǎng)絡(luò)。

至少基于從第一充電控制設(shè)備40發(fā)送的連接廣播消息，充電器28向第一充電控制設(shè)備40發(fā)送包括其標(biāo)識符、其標(biāo)識和其參數(shù)中的至少一個的響應(yīng)信號。

第一充電控制設(shè)備40可確定每一個充電器的狀態(tài)，以確定充電容量、可使用/可用的電力等中的至少一個。此外，第一充電控制設(shè)備40可至少基于經(jīng)由收發(fā)器輸入的控制信號，確定或處理充電操作。

第一充電控制設(shè)備40可以至少基于充電操作的步驟或處理，傳遞用于每一個充電器28的控制指令，并且充電器28至少基于控制指令來執(zhí)行充電操作。

如上所述，可能不需要分配不同的標(biāo)識符給每一個充電器，以生成包括在用于車載網(wǎng)絡(luò)的控制信號中的附加字段或值，或設(shè)計(jì)用于車載通信的附加或新的協(xié)議。

圖7示出了第二充電控制設(shè)備。

如圖7所示，充電單元20包括多個充電器22、28。第二充電控制設(shè)備40'可包括標(biāo)識信號發(fā)生器52'、58'(其包括pwm信號發(fā)生器)，以便識別多個充電器22、28中的每一個充電器。作為例子但不限于，標(biāo)識信號發(fā)生器52'可以生成與多個充電器22、28中的每一個充電器對應(yīng)的不同的脈沖寬度調(diào)制(pwm)信號。

第二充電控制設(shè)備40'包括多個標(biāo)識信號發(fā)生器52'、58'，每一個對應(yīng)于多個充電器22、28中的每一個。由于由標(biāo)識信號發(fā)生器52'、58'生成的具有不同脈沖寬度的脈沖寬度調(diào)制(pwm)信號，多個充電器22、28中的每一個充電器可以識別不同的值或不同的變量。至少基于感測的值，即從標(biāo)識信號發(fā)生器52'、58'中的每一個發(fā)生器傳遞的不同變量，多個充電器22、28中的每一個充電器可確定用于車載內(nèi)部通信(諸如經(jīng)由控制器局域網(wǎng)(can)的通信)的標(biāo)識符(例如，標(biāo)識、參數(shù)等)。

作為例子但不限于，如果具有10％(例如，每一個周期的10％的高或低的電平)脈沖寬度的信號輸入到第一充電器22中，則第一充電器22可以使用具有一百多的標(biāo)識符，例如，范圍從100至199的字段值，用于車載內(nèi)部通信。如果具有20％脈沖寬度的信號輸入到第二充電器中，則第一充電器可以使用具有二百多的標(biāo)識符，例如，范圍從200至299的字段值。接收30％脈沖寬度的信號的第三充電器可使用具有三百多的標(biāo)識符，例如范圍從300至399的字段值。

充電器控制器44可以對多個充電器22、28使用用于車載通信的標(biāo)識符(未示出)的數(shù)量計(jì)數(shù)，以便了解多少充電器22、28在與第二充電控制設(shè)備40'接合的充電單元20中彼此有源連接。當(dāng)充電器控制器44識別為了通過使用經(jīng)由收發(fā)器42傳遞的電力信號來執(zhí)行充電操作而激活或接合的充電器22、28的數(shù)量時，可調(diào)節(jié)或控制在充電操作期間用于每一個充電器的充電負(fù)載。

圖8描述了第二充電控制設(shè)備40'的操作。

如圖8所示，第一、第二充電控制設(shè)備40'可以傳遞脈沖寬度調(diào)制(pwm)信號到與第二充電控制設(shè)備40'接合的充電器28中，其中pwm每一個具有不同的脈沖寬度。

充電器28可以接收或檢測從第二充電控制設(shè)備40'發(fā)送的脈沖寬度調(diào)制信號，以準(zhǔn)備標(biāo)識符、標(biāo)識和參數(shù)中的至少一個，其用于車載網(wǎng)絡(luò)，諸如控制器局域網(wǎng)(can)。

至少基于從第二充電控制設(shè)備40'發(fā)送的連接廣播消息，充電器28向第二充電控制設(shè)備40'發(fā)送包括其標(biāo)識符、其標(biāo)識和其參數(shù)中的至少一個的響應(yīng)信號。第二充電控制設(shè)備40'可確定每一個充電器的狀態(tài)，以確定充電容量或可使用/可用的電力。此外，第二充電控制設(shè)備40'可至少基于經(jīng)由收發(fā)器輸入的控制信號，確定或處理充電操作。第二充電控制設(shè)備40'可以至少基于充電操作的步驟或處理，傳遞用于每一個充電器28的控制指令，并且充電器28至少基于控制指令來執(zhí)行充電操作。

參考上述的示例，可能不必分配用于每一個充電器的附加標(biāo)識符，或創(chuàng)建或插入新信息或新字段到經(jīng)由車載網(wǎng)絡(luò)傳遞的控制信號中。因?yàn)閱蝹€充電控制器可控制或處理配備在車輛中的多個充電器，所以用于車載充電設(shè)備的制造成本可以減小。此外，由于用于多個充電器的管理或控制由單個充電控制器統(tǒng)一，所以優(yōu)化充電效率和處理負(fù)載平衡更容易。此外，由于單個大充電器可以用多個小的充電器來代替，所以在車輛中的安裝可以更加靈活。例如，一個充電器可位于靠近發(fā)動機(jī)或電動機(jī)處，而其它兩個充電器被布置靠近行李箱。

在上述實(shí)施例中，配備在車輛中的多個充電器可以由單個集成控制器控制，以便用于設(shè)計(jì)和制造車載充電裝置的成本可以節(jié)省。此外，單個控制器可控制多個充電器的操作，以使得車輛充電操作更加有效地進(jìn)行。甚至進(jìn)一步，用于至少一個大規(guī)模電池的大容量電池充電器可用用于多個更低容量電池的多個小容量電池來代替，以使得用于設(shè)計(jì)車輛約束或限制可以減少。

上述實(shí)施例通過本公開的結(jié)構(gòu)元件和特征的組合以預(yù)定方式來實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)元件或特征中的每一個應(yīng)該選擇性地考慮，除非另行指定。結(jié)構(gòu)元件或特征中的每一個可以在不與其它結(jié)構(gòu)元件或特征組合的情況下執(zhí)行。此外，一些結(jié)構(gòu)元件和/或特征可以彼此組合以構(gòu)成本公開的實(shí)施例。在本公開的實(shí)施例中描述的操作順序可以改變。一個實(shí)施例的一些結(jié)構(gòu)元件或特征可以包括在另一個實(shí)施例中，或者可以用另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)元件或特征來代替。

對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本公開內(nèi)容的精神或范圍的情況下，對本公開可進(jìn)行各種修改和變化。因此，其意圖是本公開涵蓋該公開的修改和變型，只要它們落在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)。