[發(fā)明專利]用于電池電動車輛和插電式混合動力電動車輛的高壓直流充電的方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310750349.2
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103915866A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邁克爾·愛德華·洛夫特斯;約翰·普羅耶蒂;法扎勒·烏拉曼·賽義德;本·A·塔巴托斯基·布什;裴利·羅賓遜·麥克尼爾
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 李欽鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及電動車輛的充電，并且更具體地涉及便攜式直流(DC)充電裝置。?

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的以及混合動力電動汽車中，內(nèi)燃發(fā)動機可以提供驅(qū)動馬達的電力，而低壓電池可以提供用于裝置(比如起動機馬達、乘客艙通風系統(tǒng)、內(nèi)部和外部的燈、娛樂信息系統(tǒng)等)的電力。通常，發(fā)動機由汽油驅(qū)動的車輛加滿燃料可以行駛約300英里左右。當用于發(fā)動機的燃料耗盡時，可以在服務站短暫的停車來補充。在惡劣的情況下，當車輛沒有燃料在偏遠地區(qū)拋錨時，簡單的軟管可用于從停下來幫助的過路車的燃料箱吸取汽油。類似地，當傳統(tǒng)的低壓汽車電池的電荷下降到需要的最小值以下時，導致車輛不運轉(zhuǎn)，通常不是很困難或者沒有延誤就可以升高電池電壓。例如，車輛上容易收藏的一組不貴的跨接電纜可以電連接運轉(zhuǎn)正常的電池和那些電力耗盡的電池的端子以實現(xiàn)能使電力耗盡的電池重新供能的充電電路。?

雖然大部分汽車繼續(xù)使用汽油發(fā)動機，但是減少排放以及增加的再生能源開發(fā)的探索使得電力驅(qū)動的汽車的市場擴大。依賴于用于驅(qū)動力的高壓電池的純電動車輛每次充滿電的行駛范圍約為100-200英里。通過與交流(AC)電力網(wǎng)連接而再充電高壓電池。大多數(shù)情況中，高壓電池在不需要用車的延長期間(比如上班時間期間、在家中的夜晚或者在公共充電站長時間的泊車期間(比如車輛在機場而駕駛員在旅行))連接至電網(wǎng)。?

對于長途行駛，駕駛員經(jīng)常可以計劃路線和行程以在足夠長的持續(xù)時?間內(nèi)包括已知的再充電站位置處的站點。例如，由于意外的逆風或增加馬達驅(qū)動需要的能量的其它環(huán)境因素，在電機長期驅(qū)動期間電池可能意外地運行到低電量，可能會在途中在充電站再充電，這樣駕駛員可以繼續(xù)駕駛至希望的目的地。然而，這樣的場景中一個潛在問題是用于電動車輛的充電站并不像傳統(tǒng)的汽油站一樣是無處不在的或者方便找到。所以，當電池電荷意外地運行為低時遇到一個站點的可能性大大小于在傳統(tǒng)的服務站遇到的情況。?

大多數(shù)充電站通過花費數(shù)個小時向電力耗盡的電池充電的程序而提供較低的1級或2級電力充電。雖然當在預定時間和位置執(zhí)行電荷傳輸時較長的充電時間可能是可接受的，但是在未預期的情況下實施程序時延長時間的再充電期間可能不利地影響行程計劃。當駕駛時關(guān)于電池將耗盡的可能性的憂慮可能阻止消費者購買或使用電動車輛，讓這些消費者個人以及整個社會群體失去電動車輛能提供的多種益處。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于電動車輛的高壓充電的方法和裝置。示例系統(tǒng)可以包括供給電動車輛處的供給高壓能量存儲裝置(ESD)、接收車輛處的接收高壓能量存儲裝置(ESD)以及配置用于從供給ESD向接收ESD可控制地傳輸能量的便攜式交叉式電子控制單元(PxECU)。在一個示例實施例中，系統(tǒng)可以配置用于通過供給ESD向接收ESD快速直流(DC)充電。?

充電裝置可以包括配置用于連接接收車輛的第一連接器、配置用于連接供給車輛的第二連接器以及用于在供給和接收車輛之間可控制地傳輸能量的控制器單元。示例充電裝置可以配置用于實現(xiàn)通過供給車輛的電池向接收車輛的電池的直流(DC)充電。在一個示例實施例中，充電裝置實施為能方便運送的便攜式裝置，例如它可以裝載在供給或接收車輛上。示例充電裝置可以包含配置用于在供給和接收電池之間傳輸能量的電力轉(zhuǎn)換模塊，以及配置用于與供給和接收車輛通信并且用于通過電力轉(zhuǎn)換模塊控制能量傳輸?shù)奶幚砟K。在一個示例實施例中，充電裝置可以執(zhí)行供?給和接收電池之間的電壓匹配。?

用于電荷傳輸?shù)姆椒梢园ㄟB接充電裝置與供給車輛、連接充電裝置與接收車輛、匹配供給車輛電池電壓和接收車輛電池電壓、執(zhí)行故障探測程序、以及在供給車輛電池和接收車輛電池之間可控制地傳輸電荷。在一個示例方法中，供給和接收電池之間的傳輸電荷包含快速的DC充電。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，CTCU包含配置用于在供給和接收ESD之間傳輸能量的電力轉(zhuǎn)換模塊。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，CTCU包含配置用于控制電力轉(zhuǎn)換模塊的處理模塊。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，CTCU包含配置用于與供給和接收車輛通信的處理模塊。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，CTCU包含人機交互界面(HMI)。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，CTCU配置用于執(zhí)行供給和接收ESD之間的電壓匹配程序。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，該裝置是便攜式的。?

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，充電接收車輛ESD包含僅在沒有探測到故障時充電。?