高电压电池非车载充电器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于车辆的高电压电池非车载充电器。
【背景技术】
[0002] 混合动力车辆可具有两种能量源，包括燃料源和电池源。高电压电池可被用于提 供足够的电力，以启动车辆的发动机。燃料源可在电池的荷电水平降到特定阈值以下时进 而对电池进行充电。当在车辆中发生故障时，电池电荷可在车辆试图启动期间被消耗。当 电池荷电状态非常低时，电池可能需要被更换。然而，高电压电池可能没有故障，且对于生 产商、经销商和消费者来说，更换该高电压电池可能导致不必要的成本。
【发明内容】
[0003] 一种车辆非车载充电器包括充电器组件和网关，所述充电器组件从外部电源接收 电力并将接收到的电力传输至车辆，所述网关经由车辆连接与所述车辆进行通信，从车辆 控制器接收控制器局域网络（CAN)信息，并响应于指示充电完成或故障被检测到的控制器 局域网络信息，停止所述充电器组件的电力传输。
[0004] 一种用于车辆的非车载充电器包括网关控制器，所述网关控制器与车辆电池控制 器和所述充电器的充电器组件进行通信。所述网关控制器从所述车辆接收电池信息，响应 于所述电池信息而将恒定电压请求发送至所述充电器组件，从所述电池控制器接收电池接 触器状态，响应于指示接触器闭合的电池接触器状态而将电流指令发送至所述充电器组 件，从所述电池控制器接收电池荷电信息，并响应于指示电池充电完成的所述电池荷电信 息而将零电压消息发送至所述电池控制器。
[0005] -种用于车辆的非车载充电器包括：网关控制器，被配置为：与车辆电池控制器 和所述充电器的充电器组件进行通信，以从所述车辆接收电池信息，响应于所述电池信息 而将恒定电压请求发送至所述充电器组件，从所述电池控制器接收电池接触器状态，响应 于指示接触器闭合的电池接触器状态而将电流指令发送至所述充电器组件，从所述电池控 制器接收电池荷电信息，响应于指示电池充电完成的所述电池荷电信息而将零电压消息发 送至所述电池控制器。
[0006] 根据本发明的一个实施例，所述网关还被配置为：基于接收到的电池荷电信息来 检测故障条件。
[0007] 根据本发明的一个实施例，所述故障条件包括：与所述车辆电池控制器失去通信、 与充电器组件失去通信、充电例程超时、无效的充电电流或无效的充电器输出电压。
[0008] 根据本发明的一个实施例，所述网关还被配置为：检测无效的充电条件，所述无效 的充电条件包括：充电器未准备好的指示、无效的充电例程进入条件或车辆未停车的指示。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述电池信息指示多个进入条件被满足。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述多个进入条件包括以下指示：车辆处于停车位置、 电池电压在预定义范围内或者所述电池无故障。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述网关还被配置为：响应于指示电池充电完成的所 述电池荷电信息而指示所述电池控制器断开电池接触器。
[0012] 一种车辆充电系统包括充电器和连接器，所述充电器从外部电源接收电力，所述 连接器从所述充电器接收电力并经由高电压电缆将接收到的电力传输至车辆。所述电缆被 配置为将所述连接器连接至车辆电池。所述充电器和所述连接器中的每个包括高电压互锁 回路（high voltage interlock loop，HVIL)，所述高电压互锁回路当在所述高电压互锁回 路（HVIL)的一对端口上识别出预定的电压差时使所述充电器停止电力传输。
[0013] 根据本发明，一种车辆充电系统包括：充电器，被配置为从外部电源接收电力，连 接器，被配置为从所述充电器接收电力，并经由高电压电缆将接收到的电力发送至车辆，其 中，所述电缆被配置为将所述连接器连接至车辆电池，并且其中所述充电器和所述连接器 中的每个包括高电压互锁回路（HVIL)，所述高电压互锁回路被配置为当在所述高电压互锁 回路的一对端口上识别出预定的电压差时使所述充电器停止电力传输。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述预定的电压差指示未就位（seated)的连接。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述系统还包括第二高电压电缆，所述第二高电压电 缆被配置为将电力从所述连接器传输至车辆连接器上的车辆电池，其中，所述车辆连接器 包括另一高电压互锁回路。
[0016] 根据本发明的一个实施例，对在任意一个高电压互锁回路上的预定的电压差的识 别使所述充电器停止电力传输。
【附图说明】
[0017] 结合权利要求中的特征指出了本公开的实施例。然而，通过结合附图参照下面详 细的描述，各种实施例的其他特征将变得更加清楚并且将被更好地理解，附图中：
[0018] 图1示出了高电压充电系统；
[0019] 图2示出了充电系统的框图；
[0020] 图3示出了用于充电系统的充电处理的顺序流；
[0021] 图4示出了用于充电系统的非车载充电器；
[0022] 图5示出了用于充电处理的流程图。
【具体实施方式】
[0023] 根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅 为本发明的示例，其中，本发明可以以各种替代形式来实现。附图不必按比例绘制；一些特 征可被夸大或最小化以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应 被解释为具有限制性，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基 础。
[0024] 当车辆电池的荷电状态非常低时，电池可能不能够启动车辆。通常，这会导致维修 人员和技术人员更换电池。然而，更换电池将是昂贵且耗费时间的。在此描述的是具有控 制器局域网络（CAN)功能的非车载电池充电器。这种CAN功能可允许充电器与车辆内的电 池能量控制模块（BECM)进行通信以获得电池信息，并通过发送和接收诊断消息来自动地 启动和停止充电。
[0025] 充电器可能能够通过与电池控制器和电动车辆供电设备（EVSE)进行接口连接， 在充电期间检测和显示充电系统故障。此外，充电器可实现高电压互锁回路（HVIL)。充 电器可提供通用的、用户友好的装置，所述装置减少了电池更换的次数和频率，从而节约时 间、金钱并且减少环境影响。
[0026] 图1示出了用于混合动力车辆的高电压充电系统100。系统100可包括车辆105 内的高电压电池115。高电压电池115可包括电池组，并且可存储由车辆105的电动马达 使用的能量。电池115可提供高电压DC输出。电池115可包括接触器（未示出），以下被 称为主接触器。主接触器由电池控制器185来控制，以接通或断开来自车辆的高电压DC输 出。电池115可被电连接至电动马达，并且可在电池115和马达之间提供双向传输能量的 能力。例如，典型的电池115可提供DC电压，而电动马达可能需要三相AC电流来运转。除 了提供用于推进的能量之外，电池115还可为其它车辆电气系统提供能量。
[0027] 电池控制器185可包括处理器和存储器，并可控制和监测电池115的性能（比如 电池荷电状态（SOC)、电池电流、电池温度以及电池电压）。控制器185还可断开或闭合电池 115内部的主接触器，以禁用或启用来自电池115的电力流。在服务期间，电池控制器185 还可使用控制器局域网络（CAN)通信经由OBD连接器239和车载诊断（OBD)电缆130将电 池数据发送至充电器152并且接收来自充电器152的诊断请求信息。在一些示例中，电池 控制器185可以是电池能量控制模块（BECM)。
[0028] 车辆控制器120可包括处理器和存储器。车辆控制器120可包括高电压连接器 (在图2中示出的端口），其中，所述高电压连接器包括用于从电池115接收高电压的高电 压端口，以及用于检测高电压互锁回路开路故障的HVIL端口。在一些示例中，车辆控制器 120可以是逆变控制器、DC转换器等。在对高电压电池115充电的服务期间，高电压连接器 121 (在图2中示出）从车辆控制器120断开连接并且连接至充电器连接器150,其中，高电 压连接器121比电池连接器222更容易接入。
[0029] 充电器152可包括：车载诊断（OBD)电缆130,用于将充电器152连接至电池控制 器185以方便CAN通信。充电器152可包括显示器405 (在图4中示出），显示器405被配 置为将诊断信息呈现给技术人员110。该信息可包括从电池控制器185接收或由充电器152 检测到的充电信息或电池信息。这样的数据可包括充电系统的充电电流、电池115的荷电 状态、充电状态、故障信息等。数据或指令可被显示在充电器152上。显示器405可以是集 成的屏幕。显示器405还可被包括在独立装置（比如计算机、平板电脑或其它装置）中。显 示器还可以是诸如扬声器的音频输出。
[0030] 充电器152可被配置为经由充电器的高电压电缆181和HVIL电缆176与充电器 连接器150进行接口连接，并且经由EVSE电缆162与电动车辆供电设备（EVSE) 156进行接 口连接。充电器152可将从EVSE 156接收的AC电力转换为DC电力。DC电力在充电期间 经由高电压电缆180和181传输至电池115。如在图2中详细讨论的，充电器