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CN102196942A - 用于电动车的充电电缆、充电电缆单元以及充电系统 - Google Patents

用于电动车的充电电缆、充电电缆单元以及充电系统 Download PDF

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CN102196942A CN2009801429007A CN200980142900A CN102196942A CN 102196942 A CN102196942 A CN 102196942A CN 2009801429007 A CN2009801429007 A CN 2009801429007A CN 200980142900 A CN200980142900 A CN 200980142900A CN 102196942 A CN102196942 A CN 102196942A
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渡边博俊
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大屋博史
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Abstract

本发明涉及一种用于电动车的充电电缆、充电电缆单元以及充电系统。所述电缆包括：功率插头，适于可拆卸地连接到市电电源的功率插座；温度检测单元，用于检测所述功率插头的温度；适于可拆卸地连接到电动车的电缆连接器，用于向所述电动车的电池供应充电电流；切换单元，用于断开和闭合所述功率插头和所述电缆连接器之间的电流路径；所述充电电缆还包括：泄露检测单元，用于基于流经所述电流路径的电流来检测电泄露；以及功率切断单元，用于在所述温度检测装置的检测温度超出阈值或者在所述泄露检测装置检测到所述电泄露时断开所述切断单元。

Description

用于电动车的充电电缆、充电电缆单元以及充电系统
技术领域
本发明涉及一种用于对电动车的电池进行充电的充电电缆、充电电缆单元以及充电系统。
背景技术
近来，包括以存储在二次电池中的电功率以及诸如汽油的燃油的组合作为功率源运行的混合动力车以及以存储在二次电池中的电功率作为功率源运行的二次电池车辆的电动车已经投入实际使用。这些电动车包括其电池利用从私人家庭中的市电电源供应的电功率进行充电的电动车(例如插入式混合动力车)。为了对电池进行充电，使用电动车充电电缆以将商业电源的插座出口与电动车的连接器连接。
作为这种类型的电池，包括一种要求例如大约200到300V高电压的电池。而且，包括一种使用200V的高电压作为用于进行充电的市电的电池。因此，引起了对于电动车或者电动车充电电缆的安全考虑。
此外，在普通家庭中，电动车通常停放在室外停车空间中、设置在室外的车场中等等。在对电动车的电池进行充电时，用于电动车的充电电缆插入到设置在房屋的外侧壁上具有防脱结构的防水功率插座中，并且供应有来自来该防水功率插座的市电从而对电池进行充电。此外，在电动车不充电时，例如将电动车开出去时，可以考虑将电动车充电电缆容纳在室内或者电动车内侧，例如在后备箱中。即，每次在使用时将电动车充电电缆插入或者拔出防水功率插座。
此外，在假设将插头保持插入在插座中长时间段的情况下设计设置在房屋外侧壁上的防水电源插座的脱落防止类型。因此，如果频繁地拔出和插入插头，会由于有缺陷的连接而生成异常加热。而且，存在由于高湿度以及在室外累积的大量颗粒和灰尘的跟踪现象(tracing phenomenon)诱发异常加热的可能性。
为了解决上述问题，常规上建议一种在对电池进行充电的时间期间检测温度的增加并且一旦检测到异常的温度升高就停止功率馈送从而防止异常加热的功率馈送耦合器(例如参见专利文献1)。在上述文献中公开的功率馈送耦合器在其中具有初级线圈的壳体中设置有用作温度检测装置的热敏电阻器。在功率馈送耦合器的温度超出设置温度时，通过热敏电阻器的电阻增加来检测温度异常以使得停止功率馈送。
除了由跟踪现象诱发的差的连接或者异常加热外，如果在通过使用上述的高电压对电池进行充电的时间期间发生电泄露，则存在过量电流流动并且在电池或者充电电路上受到应力的可能性。由于这些的缘故，需要通过多种方式的组合来避免异常加热或者电泄露，例如通过在市电电源的功率馈送路径中设置专利文献1的功率馈送耦合器以及电泄露断路器。这导致设备的高成本以及安装的更长时间。
图16A示出了充电电缆单元AA的示例。将设置在电缆6的一个端部处的电缆连接器G连接到电动车的连接器，并且将设置在电缆6的另一端部处的插头3’插入并且连接到市电电源的插座BB，以使得将市电供应到电动车C以对安装在电动车C中的二次电池进行充电。图16B示出了设置有电泄露断路器5’的充电电缆单元AA’。在检测到电泄露时，电泄露断路器5’切断馈送到电动车C的功率(例如参见专利文献2)。
利用在专利文献2中公开的充电电缆单元AA’，能够供应电功率以对电动车C的二次电池进行充电。然而，不能够检查用于对电动车C进行充电所消耗的功率量或者电力成本，并且不能够进一步显示所经过的充电时间、充电完成时间等等。因此，用户不得不直接检查充电电缆单元以了解充电是否完成，从而使得不方便。
常规地，提出了能够显示关于安装在电动车或者应急电池中的二次电池的充电信息的充电系统。图17描述了所述充电系统之一，其中在电动车C中或者在应急电池D中设置显示功能。利用该系统，用户能够在他位于充电车辆C或者应急电池D附近时发现该二次电池的充电状态，但是在他位于远离充电地方的位置处(例如在家)时不能够发现该二次电池的充电状态。
为了解决上述缺陷，提出一种被配置成即使在用户位于远离充电地方的位置处时也能够跟踪二次电池的充电状态的充电系统(例如参见专利文献3)。利用该系统，在设置在电动车处的发射器和设置在显示设备处的接收器之间执行无线通信。因而，将二次电池的充电信息从电动车的发射器传输到能够显示由接收器接收的充电信息的显示设备。
利用在专利文献3中公开的充电系统，用户能够即使在他在家时也能够通过安装在家中的显示设备来检查充电状态。然而，在旨在将该系统例如应用到应急电池时，由于将发射器安装在专利文献3中公开的充电系统中的电动车处，因此该系统只能够应用于装配有传输功能的应急电池，从而限制了更宽范围的应用。
专利文献1：日本专利特许公开申请No.2001-10518
专利文献2：日本专利特许公开申请No.H 5-276674(第[0012]到[0015]段以及图1)
专利文献3：日本专利特许公开申请No.H 5-211724(第[0009]到[0013]段以及图1)
发明内容
考虑到上述情况，本发明提供一种能够检测异常加热或者电泄露以停止充电的低成本电动车充电电缆。此外，本发明提供一种使得用户不必多次访问充电地方以检查充电状态的容易使用的充电电缆单元。而且，本发明提供一种即使在用户远离充电地方的位置处也能够发现二次电池的充电状态的具有高灵活性的充电系统。
根据本发明的第一方面，提供一种用于电动车的充电电缆，包括：适于可拆卸地连接到市电电源的功率插座的功率插头；用于检测所述功率插头的温度的温度检测单元；适于可拆卸地连接到电动车以用于向所述电动车的电池供应充电电流的电缆连接器；以及用于断开和闭合所述功率插头和所述电缆连接器之间的电流路径的切换单元。所述充电电缆进一步包括用于基于流经所述电流路径的电流来检测电泄露的泄露检测单元；以及用于在所述温度检测装置的检测温度超出阈值或者在所述泄露检测装置检测到所述电泄露时断开所述切换单元的功率切断单元。
根据本发明的第二方面，提供一种用于电动车的充电电缆单元，包括：上面限定的充电电缆以及显示设备，所述显示设备包括用于对供应到功率接收设备的功率量进行积分的功率计算单元以及用于显示所述功率计算单元的积分量的显示单元。
根据本发明的第三方面，提供一种用于电动车的充电系统，包括：上面限定的充电电缆；传输装置，所述传输装置包括用于获得与二次电池相关的充电信息的充电信息获取单元和用于传输所获取的充电信息的传输单元；以及显示设备，所述显示设备包括用于接收从所述传输装置传输的所述充电信息的信号的接收单元和用于显示所接收的充电信息的显示单元。此外，在所述充电系统中，所述显示设备与所述充电电缆分离设置，并且所述充电信息是功率的积分量。
附图说明
通过下面结合附图给出的实施例的描述，本发明的目的和特征将变得更显而易见，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例用于电动车的充电电缆的示意性电路图；
图2A是示出了其中使用第一实施例的充电电缆的示例的示意图；
图2B和2C分别是示出了第一实施例的充电电缆的各部件的透视图和截面图；
图3A是根据本发明第二实施例的充电电缆单元的示意图；并且图3B是示出了第二实施例的充电电缆单元的另一示例的平面图；
图4A是根据第二实施例的充电电缆单元的显示设备的示意性方框图；并且图4B表示其显示设备的示例；
图5A是根据第三实施例的充电电缆单元的显示设备的示意性方框图；并且图5B和5C是其显示设备的示例；
图6A是根据第三实施例的充电电缆单元的另一显示设备的示意性方框图，并且图6B到6D是另一显示设备的示例；
图7是根据第四实施例的充电电缆单元的显示设备的示意性方框图；
图8是根据第五实施例的充电电缆单元的显示设备的示意性方框图；
图9A到9C是用于解释根据第五实施例的充电电缆单元的显示设备的视图；图9D是其另一显示设备的正视图；
图10是根据本发明第六实施例的充电系统的示意性配置图；
图11A是在第六实施例的充电系统中使用的传输设备的示意性方框图；
图11B是在第六实施例的充电系统中使用的显示设备的示意性方框图；
图12A和12B是图11B所示的显示设备的显示示例；
图12C是示出了对于二次电池的充电特性的图；
图13是在根据本发明第七实施例的充电系统中采用的传输设备的示意性方框图；
图14A是根据本发明第八实施例的充电系统的示意性配置图；
图14B是在第八实施例的充电系统中采用的显示设备的显示示例；并且图14C是其示意性方框图；
图15A是在根据本发明第九实施例的充电系统中采用的传输设备的示意性方框图；并且图15B是在其中使用的显示设备的示意性方框图；
图16A是使用常规示例的充电电缆单元的系统的示意图；并且图16B是常规充电电缆单元的另一示例的图；以及
图17是常规示例的充电系统的示意性配置图。
具体实施方式
在下文中，将参考形成本发明一部分的附图更加详细地描述本发明的实施例。
(第一实施例)
参考图1以及图2A到2C，下面将描述本发明的第一实施例。
图1是根据本发明第一实施例用于电动车的充电电缆的示意性电路图。图2A示出了其中使用充电电缆对要用于驱动电动车的电池进行充电的示例，图2B示出了充电电缆的插头的主要部件，并且图2C示出了其截面图。
如图2A所示，用于电动车的充电电缆A连接在设置在房屋的外侧壁上的功率出口插座B和停放在房屋外侧的停放空间中的电动车C的车辆连接器C1之间，以对安装在电动车C上的驱动电池C2进行充电。
功率出口插座B例如是用于防止功率插头由于其重量脱落的脱落防止结构，并且还具有用于防止电极由于雨水短路的防水结构。而且，功率出口插座B是具有通过JIS C 8303标准化的两个接地电极的出口插座，并且连接到例如供应AC 100V的单相两线市电电源(未示出)的电源。设置在电动车C处的车辆连接器C1和电池C2经由未示出的功率电缆和充电电路连接，并且充电电路通过车辆连接器C1供应有市电从而对电池C2进行充电。
充电电缆A包括可拆卸地连接到功率出口插座B的功率插头3、连接到车辆连接器C1以执行功率供应的电缆连接器G、连接功率插头3和电缆连接器G并且用作所供应的市电的供应路径的功率电缆6(6a，6b)、以及设置在功率电缆6上的控制箱2。
功率插头3具有分别顺次连接到包括在功率电缆6a内侧的功率线L1和接地线L2的连接端子31和32。连接端子31是供应有来自功率出口插座B的AC功率的端子，并且连接端子32是接地端子。如图2C所示，功率插头3具有埋设在其中的温度传感器13，例如电阻温度检测器，并且将来自温度传感器13的温度信号经由信号线L3传输到控制电路21。此外，这些线L1、L2和L3结合到一起并且涂覆有绝缘材料从而形成功率电缆6a。
控制箱2包括切换电路22和控制电路21。切换电路22断开和闭合用作用于在功率插头3和车辆连接器G之间供应电功率的供应路径的一部分的功率线L1。在充电时间期间检测到异常状态时，控制电路21利用切换电路22断开供应路径从而停止供应市电。
控制电路21连接到功率线L1和接地线L2，并且以经由线L1，L1和L2供应的市电为基础通过使用所述市电作为操作电源进行操作。控制电路21具有通过监测在线L1中流动的电流来检测电泄露的泄露检测单元24。在泄露检测单元24检测到电泄露时，控制电路21向切换电路22发送包含用于断开传输路径的命令的信号。
此外，控制电路21经由信号线L3连接到温度传感器13。如果从温度传感器13输入的温度信号超出阈值，则控制电路21向切换电路22发送包含用于断开供应路径的命令的信号。因而，温度检测装置通过控制电路21和温度传感器13实现，并且电泄露检测装置包括控制电路21中的泄露检测单元24。
切换电路22具有用于断开和闭合线L1的开关SW，接收来自控制电路21的信号以断开和闭合开关SW，并且从而接通/关断从功率插头3到电缆连接器G的市电电源的供应。
在功率插头3连接到功率出口插座B时，经由线L1和L2将来自市电电源的电功率供应到控制电路21。由于切换电路22初始闭合，因此将来自市电电源的电功率供应到电缆连接器G并且在电缆连接器G连接到车辆连接器C1时执行电池C2的充电。在对电池进行充电的同时，控制电路21以来自市电电源的电功率为基础进行操作并且测量由温度传感器13检测的温度以及电路中的电流或者电压。
与此同时，如果端子之间的安装状态由于堆积在功率出口插座B或者功率插头3中包含湿气的颗粒或者灰尘而恶化，则由功率出口插座B和功率插头3之间的接触故障生成热量，并且由温度传感器13检测的温度变得更高。在来自温度传感器13的检测温度超出控制电路21中的温度预设时，控制电路21向切换电路22发送信号以切断该功率。切换电路22接收该信号并且断开开关SW以切断流经线L1的电流，从而停止电池C2的充电。
另一方面，如果由于在对电池C2进行充电的同时车辆连接器C1或者功率电缆6中的损坏而发生电泄露，则控制电路21检测该电泄露并且向切换电路22发送用于切断功率的信号。在接收到该信号时，切换电路22断开开关SW以切断流经线L1的电流，从而停止电池C2的充电。检测电泄露的方法是已知的并且将省去对该方法的描述。
通过这种方式，在对电池C2进行充电时，在功率插头3的温度升高或者发生电泄露时，控制电路21能够检测它们并且立即停止充电，因而确保了电池C2的安全充电。除此之外，由于切换电路22由用作温度检测装置的温度传感器13和控制电路21以及用作电泄露检测装置的泄露检测单元24共用，因此能够以低成本提供用于电动车的充电电缆。
在本实施例中，尽管采用AC 100V的市电电源，但是可以使用AC 200V等等的高电压电源。此时，功率插头3可以是充分用于电源的电压的形状并且可拆卸地连接到功率插座B。
(第二实施例)
在下文中，将参考图3A和3B以及图4A和4B描述本发明的第二实施例。在该实施例中，与第一实施例相同的部件由相同的附图标记来表示并且将省去对其的描述。
图3A是使用第二实施例的充电电缆单元A1的系统的示意图。该实施例的充电电缆单元A1包括功率插头3、电缆连接器G以及显示设备4。功率插头3可拆卸地连接到例如供应有市电电源的功率插座B(例如嵌入插座、防水插座等等)。电缆连接器G经由功率电缆6电连接到功率插头3，并且可拆卸地连接到供应有市电电源以对安装在其中的二次电池进行充电的电动车(将被供电的设备)C的连接器(未示出)。显示设备4设置在功率电缆6上。电缆连接器G常规上是已知的并且将省去对其的详细描述。在该实施例中，电动车C包括以二次电池(电池)和汽油作为功率源运行的所谓的混合动力车、以及仅以二次电池作为功率源运行的动力车。
显示设备4显示电动车C的充电信息等等，并且如图4A所示，包括：电流测量单元43(例如电流变换器)，用于测量流经功率线L1之一的电流；功率计算单元41(例如功率仪表)，用于以来自电流测量单元43的测量结果以及供应到功率计算单元41的电源电压为基础对供应到电动车C的功率量进行积分。显示设备4进一步包括显示单元(显示器)42，用于显示功率计算单元41的积分结果。图4A所示的附图标记L2代表接地线。
显示单元42例如包括液晶面板，并且如图4B所示被设置成暴露矩形设备体的一个表面，以数字方式显示自向电动车C馈送功率开始以来功率的积分量(功率计算单元41的计算结果)。
在电缆连接器G连接到电动车C的连接器并且功率插头3插入功率插座B中时，市电供应到电动车C因而执行对安装在电动车C中的二次电池的充电。与此同时，功率计算单元41以来自电流测量单元43的测量结果以及供应到功率计算单元41的电源电压为基础对在充电中消耗的功率量进行积分。此外，在显示单元42上显示功率计算单元41的积分结果(例如参见图4B)。
利用该实施例，由于在显示单元42上显示供应到电动车C的功率量，因此能够以所显示的功率量为基础估计将完成充电的时间。因此，通过使用充电电缆单元A1，与常规示例不同，用户不必多次访问充电地方以检查充电状态，从而由于能够估计充电完成时间而使用户容易发现该充电完成时间。
此外，尽管在图3A中显示设备4被设置在功率插头3的侧面上，但是其可以如图3B所示被设置在电缆连接器G的侧面上，并且不专门限制显示设备4的布置位置。同样，显示单元42并不限于液晶面板，而是可以例如包括7段显示器。
(第三实施例)
在下文中，将参考图5A到5C以及图6A到6D来描述根据本发明第三实施例的充电电缆单元。
在第二实施例中，在显示单元42上显示功率计算单元41的积分结果(在电动车C的充电中消耗的功率的累积量)，而该实施例与上述实施例的不同之处在于，在显示单元42上显示以积分结果为基础计算的电荷和所经过的充电时间连同所述积分结果。其它配置与第二实施例的相同，并且相同的部件由相同的附图标记表示从而将省去对其的描述。
如图5A所示，根据第三实施例的充电电缆单元的显示设备4A包括功率计算单元41、显示单元42、电流测量单元43以及控制单元44。
控制单元44可以例如是CPU，并且以功率计算单元41的积分结果(即，在电动车C的充电中消耗的功率的累积量)为基础计算电荷并且对所经过的充电时间进行积分。此外，对于所经过的充电时间，对电流测量单元43处的检测值超出预定值其间的时间进行积分。然后，在显示单元42上数字化显示所计算的电荷和所积分的经过的充电时间。
在电缆连接器G连接到电动车C的车辆连接器并且功率插头3插入到功率插座B中时，市电被供应到电动车C以因而执行对安装在电动车C中的第二电池的充电。与此同时，功率计算单元41以电流测量单元43的测量结果以及供应到单元41本身的电源电压为基础对在充电中消耗的功率量进行积分。
此外，控制单元44以功率计算单元41的积分结果为基础计算电力成本并且对所经过的充电时间进行积分。然后，如图5B所示，显示单元42可以显示电力成本连同所使用的功率量(功率计算单元41的积分结果)，或者如图5C所示显示电荷和所经过的充电时间连同所使用的功率量。
接下来，图6A是该实施例的另一显示设备4B的示意性方框图。显示设备4B还显示电荷和/或所经过的充电时间连同如在图5A中示出的显示设备4A中使用的功率量(参见图5B和5C)。此外，显示设备4B通过按压显示开关46能够改变要在显示单元42上显示的内容。
如图6A所示，该显示设备4B包括功率计算单元41、显示单元42、电流测量单元43、控制单元44、用于控制显示单元42的显示控制单元45、以及用于变换要在显示单元42上显示的内容的显示开关46。
例如，假设在所使用的功率量和电荷之间切换所显示的内容，则显示控制单元45在每次按压显示开关46时如图6B所示的状态在所使用的功率量和电荷之间交替切换显示单元42的显示(参见图6C)。
此外，如果在所使用的功率量、电荷和所经过的充电时间之间切换所显示的内容，则在每次按压显示开关46时，显示控制单元45如图6B所示的状态在所使用的功率量、电荷和所经过的充电时间之间顺序切换显示单元42的显示(参见图6D)。显示的顺序并不限于该实施例。
利用该实施例，由于显示所经过的充电时间连同所使用的功率量(即，供应到电动车C的功率量)，因此与第二实施例类似，能够提供容易使用的充电电缆单元。而且，在显示电荷的情况下，用户能够了解一个充电操作所需要的电荷，从而为用户提供便利性。
(第四实施例)
将基于图7来描述根据本发明第四实施例的充电电缆单元。该实施例与第二和第三实施例的不同之处在于，从电动车C向显示设备4C发送包含估计的充电完成时间的充电信息。与第二和第三实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且因此将省去对其的描述。
如图7所示，根据该实施例的充电电缆单元的显示设备4C包括功率计算单元41、显示单元42、电流测量单元43、控制单元44、显示控制单元45以及显示开关46。显示设备4C进一步包括用于从电源电压提取从电动车C经由功率线L1传输的充电信息信号的信号接收单元47，以及用于防止信号泄露到功率系统的阻挡滤波器48。在该实施例中，估计的充电完成时间包括在充电信息中。
在这样配置的该实施例中，在电缆连接器G连接到电动车C的连接器并且功率插头3被插入功率插座B中时，市电被供应到电动车C从而执行安装在电动车C中的二次电池的充电。在对电池进行充电的同时，从电动车C经由功率线L1发送充电信息信号。
与此同时，在显示设备4C中，将通过信号接收单元47接收的充电信息信号输入到控制单元44，并且控制单元44向显示控制单元45输出来自功率计算单元41的积分结果、电荷、和/或其它连同充电信息。然后，显示控制单元45在显示单元42上显示包含在充电信息信号中的估计的充电完成时间，连同积分的结果、电荷和/或其它。
利用该实施例，由于在显示单元42上显示估计的充电完成时间，因此能够精确检查该充电完成时间。
此外，尽管该实施例使用所谓的功率线载体通信作为传输充电信息的方法，但是可以将无线电通信单元分别设置在电动车C和显示设备4中以通过无线电通信传输充电信息。
(第五实施例)
将基于图8和图9A到9D来描述根据本发明第五实施例的充电电缆单元。
UL标准或者IEC标准描述了应该将电泄露断路器布置在距离出口插座小于30cm的位置处。因此，在该实施例中，电泄露断路器5被布置在距离功率插头3小于30cm的位置处，所述功率插头3被插入并且连接到功率插座B，这与第二到第四实施例不同。在下文中，与第二和第三实施例相同的部件将由相同的附图标记表示，并且因此将省去对其的描述。在该实施例中，电泄露断路器5包括在显示设备4D中。
如图8所示，电泄露断路器5包括：泄露检测单元53，用于检测在功率线L1和接地线L2之间流动的泄露电流；继电器驱动单元52，用于断开和闭合设置在功率线L1的电流流动路径上的继电器触点56和56；泄露控制单元51，用于基于来自泄露检测单元53的检测结果来控制继电器驱动单元52以接通/关断继电器触点56。电泄露断路器5进一步包括用于模拟仿真电泄露状态的泄露测试开关54以及用于释放由电泄露引起的跳闸状态的复位开关55。在该实施例中，泄露检测装置由泄露检测单元53来实现，切换装置由继电器触点56来实现，并且电泄露断开由泄露控制单元51和继电器驱动单元52来实现。
在本实施例中，在电缆连接器G连接到电动车C的连接器并且功率插头3插入在功率插座B中时，市电被供应到电动车C以因而执行电动车C中的二次电池的充电。如图9A所示，在显示设备4上显示所使用的功率量。而且，在每次按压显示开关46时，按照所使用的功率量->电荷->所经过的充电时间-所使用的功率量的顺序来切换显示状态(参见图9B)。
此外，在泄露检测单元53检测到电泄露(泄露电流在功率线L1之一和接地线L2之间流动的状态)时，泄露控制单元51控制继电器驱动单元52以关断继电器触点56，并且停止到电动车C的功率馈送。此时，在显示单元42上显示表明发生电泄露的符号，例如图9A中的“电泄露”。
此外，在按压泄露测试开关54时，如上所述关断继电器触点56。即，能够模拟仿真泄露状态。此时，可以显示表明正在仿真泄露测试的符号。如图9C所示，光发射泄露测试开关54可以采用发光显示器。
利用本实施例，如果泄露检测单元53检测到电泄露，则由电泄露断路器(泄露控制单元51和继电器驱动单元52)断开继电器触点56，使得能够切断馈送到电动车C的功率。因此，能够提供具有高安全标准的充电系统。而且，由于能够在显示单元42上表明电泄露的发生，因此可以不单独设置用于显示电泄露发生的指示器，从而降低了成本增加。
接下来，图9D是另一显示设备4E的正视图。显示设备4E与图8和9A所示的显示设备4D和4的不同之处在于设置了蜂鸣器(通知装置)57。该显示设备4E适于在完成电动车C的充电时由蜂鸣器57输出通知充电完成的警报声音。此外，该显示设备4E被配置成允许用户通过包含在从电动车C发送的充电信息中的充电完成信号确认充电完成。
在该显示设备4E中，在电缆连接器G连接到电动车C的连接器并且功率插头3插入到功率插座B中时，市电被供应到电动车C从而执行电动车C中的二次电池的充电。在过去预定的时间段之后完成对二次电池的充电时，从电动车C经由功率线L1发送包含充电完成信号的充电信息。
然后，在显示设备4E的信号接收单元47接收到充电信息信号时，将该充电信息信号输入到控制单元44。控制单元44驱动蜂鸣器57以基于包含在充电信息信号中的充电完成信号输出警报声音。
利用该显示设备4E，在完成电动车C的充电时，输出通知充电完成的警报声音，并且因此即使在用户位于远离充电地方的位置时也能够了解充电完成。
此外，尽管在该实施例中单独设置控制单元44和泄露控制单元51，但是也可以对它们进行集成。
而且，尽管上述显示设备4和4A-4E、蜂鸣器57、以及电泄露断路器5可以被单独设置并且配置成经由功率电缆6可连接，但是可以实现紧凑的充电电缆单元A，其中显示单元42、蜂鸣器57和电泄露断路器5一起容纳在该实施例中显示设备4的设备体中。
(第六实施例)
图10是根据第六实施例的充电系统的示意性配置图。充电系统包括：充电电缆单元A2，用于例如供应对具有安装在其中的二次电池的应急电池D或者电动车C(功率接收设备)进行充电的市电，以及显示设备E，被设置例如在房屋中以用于显示与二次电池相关的充电信息。在该实施例中，与第一到第五实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且将省去对其的描述。这里，电动车C包括以二次电池和汽油的组合作为功率源运行的所谓的混合动力车，以及仅以二次电池(电池)作为功率源运行的动力车。
充电电缆单元A2包括：功率插头3，可拆卸地连接到供应有市电的功率插座B；电缆连接器G，经由功率电缆6电连接到功率插头3并且可拆卸地连接到供应有市电以对安装在其中的二次电池进行充电的应急电池D(或者电动车C)的连接器(未示出)。充电电缆单元A2进一步包括用于发送与二次电池相关的充电信息的传输设备9。此外，市电从设置在房屋中的分配板F经由功率线7供应到插座B和显示设备E。
如图11A所示，传输设备9包括用于测量流经功率线L1之一的电流的电流测量电路(例如，电流变换器)94、用于以电流测量电路94的测量结果以及向其供应的电源电压为基础对供应到应急电池D(或者电动车C)的功率的量进行积分的功率计算单元91。传输设备9进一步包括用于将包含所述功率计算单元91的积分结果的充电信息信号叠加到电源电压上的PLC电路93，以及用于控制PLC电路93的PLC控制电路92。
在本实施例中，功率计算单元91具有功率电路(未示出)，并且因此通过功率电路供应功率计算单元91、PLC控制电路92以及PLC电路93的操作功率。此外，充电信息信号包含通过功率计算单元91积分的功率量，并且充电信息获取装置由功率计算单元91来实现。此外，传输装置由PLC电路93和PLC控制电路92来实现。充电信息并不限于功率的积分量，而是可以例如是由电流测量电路94测量的电流值，或者可以是从功率接收设备获取的信息(例如，下面要描述的二次电池的充电电压值、估计的充电完成时间和/或其它)。
在本实施例中，应急电池D或者电动车C以及例如PLC控制电路92的传输设备9经由信号线(未示出)进行连接，并且将例如包含二次电池的充电电压值和/或估计的充电完成时间的充电信息信号从应急电池D或者电动车C传输到传输设备9。然后，传输设备9向显示设备E传输包含所获取的充电电压值和/或估计的充电完成时间的充电信息信号以及积分的功率。
如图11B所示，显示设备E包括：PLC信号接收电路82，用于将从充电电缆单元A2发送的充电信息信号与电源电压分离；显示电路83，用于显示所接收的充电信息；显示控制电路84，用于控制要由显示单元83显示的内容。显示设备E进一步包括：控制电路81，用于执行显示设备E中每一个部件的整体控制；功率电路85，用于生成每一个部件所需的操作功率；以及阻挡滤波器87，用于防止信号泄露到功率系统。在本实施例中，接收装置由PLC信号接收电路82来实现，并且显示装置由显示控制电路84和显示单元83来实现。
控制电路81例如包括CPU，并且以包含在由PLC信号接收电路82接收的充电信息信号中的二次电池的充电电压值和功率积分量为基础计算下面将要描述的电荷和所经过的充电时间。并且，控制电路81向显示控制电路84输出所计算的电荷、所经过的充电时间、所获取的估计的充电完成时间以及功率的积分量。
显示单元83例如包括如图12A所示的液晶面板，并且对来自显示控制电路84的指令做出响应而在液晶面板83a上显示充电信息(功率量、电力成本、所经过的充电时间、或者估计的充电完成时间)中的一个或者多个。此外，显示单元并不限于液晶面板，而是可以例如是7段显示器。
图12C是示出了对于二次电池的充电特性的图。通常通过测量电池电压获得二次电池的电荷水平。在本实施例中，控制电路81例如通过将包括在充电信息信号中的二次电池的充电电压值的变化与图12C所示的充电特性进行比较来计算所经过的充电时间和/或剩余的充电时间。
将描述该充电系统的操作。首先，在电缆连接器G连接到应急电池D或者电动车C的连接器并且功率插头3插入到功率插座B中时，市电被供应到应急电池D或者电动车C，因而执行对安装在其中的二次电池的充电。
然后，传输设备9的功率计算单元91以电流测量电路94的测量结果以及向其供应的电源电压为基础对在充电中消耗的功率量进行积分，并且向PLC控制电路93输出从应急电池D或者电动车C输入的包括二次电池的功率的积分量和充电电压值的充电信息信号和/或估计的充电完成时间。然后，PLC控制电路92通过使用PLC电路93将充电信息信号叠加到电源电压上。
与此同时，在显示设备E中，通过PLC信号接收电路82将经由功率线7a和7a传输的充电信息信号与电源电压隔离，并且将该充电信息信号输入到控制电路81。控制电路81以包含在充电信息信号中的功率的积分量为基础计算电荷，并且以二次电池的充电电压值的改变为基础进一步计算所经过的充电时间和剩余的充电时间，以便将其输出到显示控制电路84。此时，也将估计的充电完成时间输出到显示控制电路84。
例如如图12A所示，显示控制电路84在显示单元83的液晶面板83a上显示所使用的功率的累积量以及电荷。尽管图12A示出了所使用的功率的累积量并且在液晶面板83a上显示电荷，但是这仅是示例，并且可以例如在其上显示所经过的充电时间、剩余的充电时间、估计的充电完成时间和/或其它。
利用本实施例，通过可以设置在家中的显示设备9来显示与二次电池相关的充电信息。因此，用户能够在不必去充电地方的情况下了解充电状况，并且能够实现容易使用的充电系统。此外，功率接收设备(即，应急电池D或者电动车C)不需要装配有用于传输充电信息的传输功能，以使得该系统可应用于各种类型的功率接收设备。结果，能够实现具有高灵活性的充电系统。
此外，由于在显示设备E上显示供应到功率接收设备的功率的累积量，因此用户能够通过对完成充电时的功率已知量与所显示的功率的累积量进行比较来估计充电完成，而不必多次到充电地方，以使得能够进一步改善系统的便利性。如果显示设备E被配置成在其上显示电荷，则用户能够了解对于充电需要多少电力成本，这改善了其便利性。
另外，由于在本实施例中充电信息信号被叠加在市电上，因此不需要用于传输充电信息信号的信号线。结果，能够相对以低成本实现充电系统。此外，如果配置显示设备E以在其上显示估计的充电完成时间，则可以精确了解用于完成充电的时间。
例如，如果发生充电错误，则从应急电池D或者电动车C经由信号线(未示出)向传输设备9发送表明充电错误的信号，通过功率线载体通信将该信号又从传输设备9发送到显示设备E。因而，如图12B所示，可以通过LED显示电路86报告充电错误的发生。
(第七实施例)
将基于图13来描述根据本发明第七实施例的充电系统。本实施例与第六实施例的不同之处在于，上述充电电缆单元A2进一步包括电泄露中断功能。此外，其它配置与第六实施例的相同，并且因此该相同的部件由相同的附图标记表示以使得将省去对其的描述。
本实施例的充电系统包括充电电缆单元A2和显示设备E。充电电缆单元A2包括功率插头3、电缆连接器G以及传输设备9A。此外，如图13所示，传输设备9A包括功率计算单元91、PLC控制电路92、PLC电路93以及电泄露断路器5。
电泄露断路器5包括用于检测在功率线L1之一和接地线L2之间流动的泄露电流的泄露检测单元(例如，零相位电流变换器)53、用于断开和闭合布置在功率线L1的电流流动路径中的继电器触点56的继电器驱动单元52、以及用于控制继电器驱动单元52以基于来自泄露检测单元53的检测结果接通/关断继电器触点56的泄露控制单元51。
电泄露断路器5进一步包括用于模拟仿真电泄露状态的泄露测试开关54、用于释放由电泄露导致的跳闸状态的复位开关55、以及用于警报电泄露的发生的蜂鸣器58。在本实施例中，泄露检测装置由泄露检测单元53来实现，切换装置由继电器触点56来实现，并且切换控制装置由泄露控制单元51和继电器驱动单元52来实现。
在该充电系统中，在电缆连接器G连接到应急电池D或者电动车C的连接器并且功率插头3插入到功率插座B中时，市电被供应到应急电池D或者电动车C以执行应急电池D或者电动车C中的二次电池的充电。与此同时，如果在对电池进行充电时泄露检测单元53检测到电泄露(泄露电流在功率线L1之一和地之间流动的状态)，则泄露控制单元51控制继电器驱动单元52以关断继电器触点56，并且切断馈送到应急电池D或者电动车C的功率。
泄露控制单元51进一步操作蜂鸣器58以警报电泄露的发生。此时，可以通过功率线载体通信向显示设备E发送表明发生电泄露的信号，并且如图12B所示，可以通过LED显示电路86报告电泄露的发生。
另外，如果按压泄露测试开关54，则如上所述关断继电器触点56，以使得能够模拟仿真电泄露状态。
利用本实施例，在由泄露检测单元53检测到电泄露时，通过继电器驱动单元52关断继电器触点56，使得能够切断馈送到应急电池D或者电动车C的功率，从而提供具有高安全标准的充电系统。
另外，由于本实施例中的功率计算单元91、PLC控制电路92、PLC电路93和电泄露断路器5一起容纳在一个传输设备9A的设备体中，因此能够实现紧凑的充电电缆单元。
(第八实施例)
将参考图14A到14C来描述根据本发明第八实施例的充电系统。本实施例与第六和第七实施例的不同之处在于，显示设备E利用插头10可拆卸地连接到功率插座B。此外，其它配置与第六和第七实施例的相同，并且因而该相同部件由相同的附图标记表示并且将省去对其的描述。
如图14B和14C所示，本实施例的显示设备E包括PLC信号接收电路82、显示单元83、显示控制电路84、控制电路81、功率电路85和LED显示电路86。在显示设备E中，插头10设置在功率电路11的端部处并且可拆卸地连接到功率插座B。因而，显示设备E经由插头10插入并且连接到功率插座B，从而实现包括充电电缆单元A2和显示设备E的充电系统(参见图14A)。该系统的操作与第六和第七实施例中的相同，并且因此将省去对其的描述。
利用本实施例，通过能够设置在家中的显示设备9来显示与二次电池相关的充电信息。因此，用户能够在不必到充电地方的情况下了解充电状况，并且能够实现容易使用的充电系统。此外，功率接收设备(即，应急电池D或者电动车C)不需要装配有用于传输充电信息的传输功能，使得该系统可应用于各种类型的功率接收设备。结果，能够实现具有高灵活性的充电系统。
而且，该显示设备E所连接的插座可以电连接到充电电缆单元A2所连接的插座B，并且可以实现即使在远离充电地方的位置处(例如，家中)也能够了解二次电池的充电状况的充电系统。
(第九实施例)
将基于图15A和15B来描述根据本发明第九实施例的充电系统。在第六到第八实施例中，通过所谓的功率线载体通信传输与二次电池相关的充电信息，而在本实施例中，通过无线电波传输充电信息。此外，与第六到第八实施例相同的部件由相同的附图标记表示，并且因此将省去对其的描述。
如图15A所示，本实施例的传输设备9B包括功率计算单元91、用于调制包含来自功率计算单元91的积分结果的充电信息信号并且经过天线97无线电传输所调制的充电信息信号的无线电传输电路95、以及用于向无线电传输电路95供应操作功率的绝缘功率电路96。在本实施例中，传输装置通过无线电传输电路95和天线97来实现。
显示设备E1包括控制电路81、显示单元83、显示控制电路84、功率电路85、LED显示电路86、以及用于接收无线电信号的天线89。此外，显示设备E1包括通过放大和解调通过天线89接收的无线电信号来接收充电信息信号的无线电接收电路88，以及用于向功率电路85供应功率的电池100。功率可以通过市电电源AC供应到功率电路85。在本实施例中，接收装置通过无线电接收电路88和天线89来实现。
在本实施例中，在电缆连接器G连接到应急电池D或者电动车C的连接器并且功率插头3插入到功率插座B中时，市电被供应到应急电池D或者电动车C以执行应急电池D或者电动车C中的二次电池的充电。传输设备9B的功率计算单元91以电流测量电路94的测量结果和向其供应的电源电压为基础对用于充电消耗的功率量进行积分。然后，功率计算单元91向无线电传输电路95输出包含所积分的结果的充电信息信号以及从应急电池D或者电动车C输入的二次电池充电电压值。无线电传输电路95调制并且经过天线97无线电传输该充电信息信号。
与此同时，显示设备E1中的无线电接收电路88将经过天线89接收的无线电信号放大并且解调为充电信息信号，并且然后将该解调的充电信息信号输入到控制电路81。控制电路81以所输入的充电信息为基础计算电荷和所经过的充电时间，并且将所计算的电荷和所经过的充电时间以及功率的积分量(消耗的功率量)输入到显示控制电路84。因此，显示控制电路84在显示单元83的液晶面板83a上显示所消耗的功率量、电荷、所经过的充电时间等等。
利用本实施例，通过可以设置在家中的显示设备9B显示与二次电池相关的充电信息。因此，用户能够在不必去充电地方的情况下了解充电状况，并且能够实现容易使用的充电系统。此外，功率接收设备(即，应急电池D或者电动车C)不需要装配有用于传输充电信息的传输功能，使得该系统可应用于各种类型的功率接收设备。结果，能够实现具有高灵活性的充电系统。
另外，由于该系统使用无线电波，因此只要无线电波能够到达，即使在远程地方也能够了解二次电池的充电状况。
尽管已经参考特定实施例示出和描述了本发明，但是本领域的普通技术人员应理解，可以做出各种改变和变型。

Claims (6)

1.一种用于电动车的充电电缆，包括：
功率插头，适于可拆卸地连接到市电电源的功率插座；
温度检测单元，用于检测所述功率插头的温度；
适于可拆卸地连接到电动车的电缆连接器，用于向所述电动车的电池供应充电电流；
切换单元，用于断开和闭合所述功率插头和所述电缆连接器之间的电流路径；
泄露检测单元，用于基于流经所述电流路径的电流来检测电泄露；以及
功率切断单元，用于在所述温度检测装置的检测温度超出阈值或者在所述泄露检测装置检测到所述电泄露时断开所述切换单元。
2.一种用于电动车的充电电缆单元，包括：
如权利要求1限定的所述充电电缆；以及
显示设备，所述显示设备包括功率计算单元以及显示单元，所述功率计算单元用于对供应到功率接收设备的功率量进行积分，所述显示单元用于显示所述功率计算单元的积分量。
3.如权利要求2所述的充电电缆单元，其中所述显示单元显示等效电荷和/或所经过的充电时间，所述等效电荷转换自所述功率计算单元的功率的积分量。
4.一种用于电动车的充电系统，包括：
如权利要求1限定的所述充电电缆；
传输装置，所述传输装置包括用于获得与二次电池相关的充电信息的充电信息获取单元和用于传输所获取的充电信息的传输单元；以及
显示设备，所述显示设备包括接收单元和显示单元，所述接收单元用于接收从所述传输装置传输的所述充电信息的信号，所述显示单元用于显示所接收的充电信息，
其中所述显示设备与所述充电电缆分离设置，并且所述充电信息是功率量的积分结果。
5.如权利要求4所述的充电系统，其中所述传输单元将所述充电信息的信号叠加到市电上，
所述接收单元将叠加到所述市电上的所述充电信息的信号与所述市电分离，并且
所述传输单元和所述接收单元中的每一个包括PLC电路。
6.如权利要求4或者5所述的充电系统，其中所述显示设备在所述显示单元上显示被供应到功率接收设备的功率量和/或根据所述功率量计算的电荷。
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