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CN105182146A - 第二泄露检测电路的检测和响应 - Google Patents

第二泄露检测电路的检测和响应 Download PDF

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CN105182146A
CN105182146A CN201510337546.0A CN201510337546A CN105182146A CN 105182146 A CN105182146 A CN 105182146A CN 201510337546 A CN201510337546 A CN 201510337546A CN 105182146 A CN105182146 A CN 105182146A
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leak detection
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isolation
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约翰·彼得·比莱兹克吉安
布鲁斯·卡维尔·布莱克莫尔
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Abstract

一种系统包括具有第一泄露检测电路且配置成确定关于电压总线的隔离特性的隔离检测单元(IDU);以及配置成确定第一泄露检测电路是否通过共同接地耦接到第二泄露检测电路的电路检测和响应单元(CDRU)。CDRU可以使用电压总线的隔离特性的变化以确定第二检测电路是否耦接,并且可以表征耦接的电路。IDU操作和故障检测阈值可以改变以减轻由两个电路的同时操作引起的混淆效应。系统可以设置在电动车辆上以检测在充电装置的检测电路的耦接,或可以设置在充电装置上以检测在电动车辆的泄露检测电路的耦接。

Description

第二泄露检测电路的检测和响应
技术领域
本发明总体上涉及高电压总线隔离检测,以及更具体地涉及非车载泄露检测电路的检测。
背景技术
电气化车辆(EV)装备有用作用于电驱动系统的推进动力源的储能装置(ESD)。通常,ESD是具有正极和负极高电压总线轨(rail)的高电压电池的形式,当正在驱动EV时正极和负极高电压总线轨可以耦接到功率转换电路,并且当正在给电池充电时正极和负极高电压总线轨耦接到充电装置。泄露检测系统通常耦接到正极和负极电压轨以检测由从高电压轨到车辆底盘的电流泄露引起的接地故障。例如,系统可以设计为计算电压轨和车辆底盘之间的泄露电阻;当计算的泄露电阻低于预定的阈值时,可以设置故障标记。当正在驱动车辆时,以及当车辆停放且正在充电时,可以操作车辆中的泄露检测系统。
在电动车辆维护设备(EVSE)的充电装置可以装备有泄露检测电路以检测由或者来自EVSE电源的正极高电压轨或者来自EVSE电源的负极高电压轨的电流泄露引起的接地故障。当基于EVSE的泄露检测电路耦接到基于车辆的泄露检测电路时,可以发生可以不利地影响两个系统的故障检测能力的混淆效应。例如,混淆效应可以引起有问题地中断充电过程的假警报。此外,混淆效应可以掩盖实际接地故障,防止通过或者车载或者非车载检测系统对它们的检测。结果,在故障状态下可以允许继续进行充电过程。
对混淆问题的可能解决方法是在充电过程期间禁用泄露检测电路中的一个。例如,当EV耦接到EVSE时,可以禁用基于车辆的泄露检测电路。然而,可能是充电装置没有装备有配置成检测在EV的接地故障的泄露检测电路。在那种情况下,禁用基于车辆的检测电路删除检测在EV的故障的能力。同样,如果EVSE和EV之间无共同的接地连接,基于EVSE的检测电路的自动禁用可以防止在EVSE的接地故障的检测。因此,有必要知道EV和EVSE的耦接是否将两个泄露检测电路耦接到同一电压总线并且彼此耦接。此外,当泄露检测电路耦接到第二泄露检测电路时,有必要确定是否应该操作以及应该如何操作泄露检测电路以正确地检测隔离故障。
发明内容
本发明提供用于确定耦接到第一泄露检测电路的电压链路是否也耦接到第二泄露检测电路的系统、装置和方法。设置在第一装置上的示例隔离和电路检测系统(ICDS)可以包括隔离确定单元(IDU),隔离确定单元包含第一泄露检测电路并且配置成确定电压链路的隔离状态。ICDS可以进一步地包括配置成确定电压链路是否耦接到第二泄露检测电路的电路检测和响应单元(CDRU)。尤其,CDRU可以确定第二泄露检测电路是否通过接地连接耦接到第一泄露检测电路。示例CDRU可以配置成使用电压链路隔离中的变化以确定第二泄露检测电路耦接。CDRU也可以配置成当第二泄露检测电路耦接时确定是否应该操作以及应该如何操作ICDS。ICDS系统可以设置在电动车辆上以检测和表征在充电装置的泄露检测电路;并且可以设置在充电装置上以检测和表征在车辆的泄露检测电路。
本发明的ICDS系统可以包含硬件、软件和/或固件,并且因此可以包括模拟和/或数字电路。通过示例,ICDS可以包含至少一个数字处理器和计算机可读介质,计算机可读介质可操作地耦接到数字处理器且具有储存在其上的用于数字处理器的指令序列的逻辑,指令序列——当由所述数字处理器执行时——引起处理器确定电压链路和/或第一泄露检测电路是否耦接到第二泄露检测电路、表征耦接的第二泄露检测电路并且确定用于ICDS的操作模式。
示例方法可以包括检测第一装置——在第一装置的第一泄露检测电路耦接到电压链路——已经耦接第二装置;并且确定第二泄露检测电路是否耦接到电压链路。在示例实施例中,确定第二泄露检测电路是否耦接到电压链路包含检测电压链路隔离中的变化。示例方法可以进一步地包括表征检测到的第二泄露检测电路,并且指定用于ICDS的操作模式。
根据本发明,提供一种方法,包含:
在设置在第一装置上的隔离和电路检测系统(ICDS)检测所述第一装置耦接到第二装置,其中所述ICDS包含第一泄露检测电路,并且所述第一泄露检测电路耦接到在所述第一装置的电压链路;
在所述ICDS确定第二泄露检测电路是否耦接到所述第一泄露检测电路;
在所述ICDS基于第二泄露检测电路是否耦接到所述第一泄露检测电路的所述确定来确定用于所述ICDS的操作模式;以及
实施所述操作模式。
根据本发明的一个实施例,其中第二泄露检测电路是否耦接到所述第一泄露检测电路的所述确定包含将在第二装置耦接的所述检测之前计算的关于所述电压链路的隔离特性的第一值与在所述第二装置耦接的所述检测之后计算的关于所述隔离特性的第二值相比较。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含,响应于所述第二泄露检测电路耦接的确定,表征所述第二泄露检测电路。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含基于所述第二泄露检测电路的电阻特性或操作参数调整所述ICDS操作。
根据本发明的一个实施例,其中所述确定第二泄露检测电路是否耦接到所述第一泄露检测电路包含将在第二装置耦接的所述检测之后计算的关于所述电压链路的隔离特性的第一值与在所述第二装置耦接的所述检测之后计算的关于所述隔离特性的第二值相比较。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含检测所述第二装置从所述第一装置分离。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含响应于所述第二装置分离的所述检测实施正常操作模式。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含接收所述第二泄露检测电路的表征。
根据本发明的一个实施例,本发明的方法进一步地包含传输所述第一泄露检测电路的表征。
附图说明
图1表明用于隔离和电路检测系统的示例环境。
图2表明隔离和电路检测系统的示例实施例。
图3表明隔离和电路检测系统的泄露检测电路的示例实施例。
图4A表明现有技术的不切换泄露检测电路。
图4B表明现有技术的切换泄露检测电路。
图5表明示例电路,在示例电路中,耦接到第一泄露检测电路的电压总线耦接到第二泄露检测电路。
图6表明用于图5的电路的示例电阻值的表。
图7表明基于图6的示例电阻值的用于图5的电路的示例电压的表。
图8表明用于隔离和电路检测系统的隔离确定单元的示例操作模式的表。
图9表明示例方法的流程图。
图10表明示例方法的流程图。
图11表明示例方法的流程图。
图12表明示例方法的流程图。
图13表明示例方法的流程图。
具体实施方式
在此描述本发明的示例实施例;然而,本发明可以以对本领域技术人员显而易见的各种可选形式得到体现。为了便于本发明的理解并且为权利要求提供依据,各个附图都包括在说明书中。附图不是按比例绘制并且可以省略相关元件以便强调本发明的新颖特征。附图中描述的结构和功能特征提供用于向本领域技术人员教导本发明的实践的目的并且不应理解为限制。例如,用于各种系统的控制模块可以不同地布置和/或结合并且在此不会在示例实施例的附图中描绘以便更好地强调本发明的新颖方面。系统组件可以本领域已知的方式不同地布置,并且作为示例方法的一部分执行的操作不限于特定序列。
在整个说明书中,可以使用术语“故障检测”和“隔离检测”。两种表达方式与在电压总线轨的泄露电流有关。安全考虑需要耦接到比如高电压电池或电源这样的高能装置的正极和负极电压轨的足够隔离。当端子、焊接连接、电缆或与电压轨或能量装置有关的其他外围设备松开或退化,可以发生来自电压轨的电流泄露。因此,通常监控电压总线隔离的程度。如果隔离程度不能达到预定的最小值,可以触发故障标记。用于监控隔离程度的电路可以称为隔离检测电路、泄露检测电路或故障检测电路。隔离程度可以在轨和接地参考之间的泄露电阻或者轨和接地之间的电压和/或电流方面表达,如果轨足够隔离则泄露电阻应该高,如果轨足够隔离则电压和/或电流应该低。下面的讨论可以使用用于描述检测电路和用于描述电压总线隔离的各种术语。
图1表明耦接到EV维护设备(EVSE)4的电气化车辆(EV)2。通过示例,EV2可以体现为纯电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式电动车辆(PEV)或使用高电压储能装置(ESD)6的其他类型的车辆。通过示例,但不限制,ESD6可以是具有大约220V电压的高能锂离子牵引电池的形式。然而,应该理解的是,ESD6也可以是电容器组或其他高能量存储装置。EVSE4可以配置成将能量传输到ESD6;例如,EVSE4可以包含具有耦接到电压轨的电源的充电装置,电压轨配置成耦接耦接到ESD6的高电压DC(直流)链路8。通过示例,电缆5可以配置成将EVSE4耦接到充电输入10,DC链路8可以耦接到充电输入10。隔离和电路检测系统(ICDS)12配置成确定DC链路8隔离,并且检测可能发生的任何接地故障。
如在此先前所讨论的,设置在EVSE4上的泄露检测电路可以干扰在EV2的电压链路8隔离监控。然而,如图1中的问号所表示的,可能不知道EVSE4是否具有会干扰ICDS12隔离监控的可操作的泄露检测电路。因此,确定EVSE4是否具有耦接电压链路8的可操作的泄露检测电路,以及确定任何EVSE4电路可以混淆在EV2的隔离检测的程度,可以实现混淆效应的减轻并且提高在充电过程期间的故障检测能力。为了解决这些问题,ICDS12配置成确定一个或多个附加泄露检测电路是否通过共同的接地连接或者在EVSE4、在电缆5或其他地方耦接到ICDS12,如果是,表征他们。ICDS12可以包含硬件、软件、固件和/或其某些组合。在示例实施例中,ICDS12配置成表征耦接的第二泄露检测电路,以便由第一和第二泄露检测电路的同时操作引起的潜在混淆效应可以通过修改ICDS12操作来减轻。
图2表明耦接到电压链路8和ESD控制模块(ECM)7的ICDS12的示例实施例。通过示例,ECM7可以耦接到ESD6并且配置成监控和控制ESD6操作,并且也可以配置成通信到在EV2的比如但不限于车辆控制系统、车辆诊断系统等(未示出)这样的其他系统。通过示例,ECM7可以控制ESD6和电压链路8之间的连接。例如,ESD6可以体现为高电压电池,ECM7可以体现为电池控制模块,电池控制模块配置成打开和闭合将牵引电池耦接到电压链路8的继电器。虽然在图1中显示为耦接到充电输入10,电压链路8也可以耦接到在EV2的电力转换电路(未示出),电力转换电路配置成将来自ESD6的能量传输到比如配置成驱动EV2的永磁同步电机(PMSM)这样的电机。
在示例实施例中,ICDS12可以包括隔离检测单元(IDU14)和电路检测和响应单元(CDRU)16。IDU14可以包括泄露检测电路(LDC)18,和隔离确定组件(IDC)20。LDC18可以包含电路以检测电压链路8和接地之间的泄露电流。在图1的示例实施例中,在正在驱动EV2期间以及在正在充电ESD6期间,LDC18可以电耦接到电压链路8,以便隔离状态可以不断地监控而不管EV2操作模式。
IDC20可以包括配置成接收LDC18输出并且提供关于DC链路8的隔离特性的隔离特性模块(ICM)22;以及配置成确定隔离故障的存在的故障确定模块(FDM)24。在示例实施例中,FDM24可以配置成将由ICM22提供的隔离特性与预定的阈值或跳变点相比较以确定是否存在故障状态。
IDU14可以包括可以包含数字处理器27和存储器28的控制模块(CM)26。在示例实施例中,处理器27可以配置成控制LDC18的操作。处理器27可以配置成执行软件,软件包含用于在LDC18或IDC20执行操作的逻辑。在示例实施例中,IDC20可以包含配置用于在数字处理器27执行的软件,并且该软件具有用于引起处理器27执行IDC20的功能的指令的逻辑。存储器28可以包含用于储存用于处理器27的指令的只读存储器(ROM)和/或用于储存比如但不限于LDC18和IDC20输出这样的信息的随机存取存储器(RAM)。
在示例实施例中,CDRU16可以包括电路确定和表征组件(CDCC)30,和确定响应组件(DRC)34。CDRU16可以进一步地包括控制模块(CM)38。虽然为了说明的目的描绘为包含图2中确定的几种组件,应该理解的是,在可变配置的组件或模块可以执行和/或结合CDRU16功能。在示例实施例中,CM38可以包含数字处理器39和存储器40;并且可以配置成执行包含用于在CDCC30和DRC34执行操作的逻辑的软件。在示例实施例中,CDCC30和DRC34可以包含配置用于在CM38的执行的软件。存储器40可以包含用于储存用于处理器39的指令的只读存储器(ROM)和/或用于储存比如但不限于CDCC30和DRC34输出这样的信息的随机存取存储器(RAM)。虽然显示为单独的单元,可以预期的是,CDRU16的组件可以与IDU14的那些组件结合,和/或单个存储器和单个数字处理器可以供CDRU16和IDU14两者使用。
通过示例,CDCC30可以包含配置成确定第二泄露检测电路是否通过共同接地耦接到LDC18的电路确定模块(CDM)31。CDCC30可以进一步地包含配置成表征检测的第二泄露检测电路的电路表征模块(CCM)32。例如,CCM32可以配置成计算关于第二泄露检测电路的电阻。DRC34可以包含配置成基于耦接的第二泄露检测电路的存在或不存在确定用于IDU14的操作模式的模式确定模块(MDM)35。DRC34可以进一步地包含配置成提供MDM35指定的操作模式的操作参数的模式参数模块(MPM)36。例如,MPM36可以为LDC18提供开关周期、为FDM24提供跳变点等。
图3表明示例实施例,在示例实施例中,LDC18连接到体现为高电压电池42的ESD的高电压链路8。如图3所示,电压链路8可以体现为分别连接到电池42的正极和负极端子的正极高电压总线(PHVB)44和负极高电压总线(NHVB)46。PHVB44可以在触点45终止,并且NHVB46可以在触点47终止。为了说明的目的,链路8描绘为耦接到充电输入10,如可能在电池42的充电操作之前或在电池42的充电操作期间发生。然而,应该理解的是,在正在驱动EV2的期间,电压链路8也可以耦接到功率转换系统。LDC18可以包括耦接到PHVB44的电阻器RP和耦接到NHVB46的电阻器RN。LDC18可以进一步地包含耦接到车辆底盘48的检测电阻器RD。检测电阻器RD配置成为在LDC18的泄露电流提供电流路径。电压检测器V1可以配置成检测检测电阻器RD两端的电压VRD。通常,随着泄露电流增加,VRD将在量值方面增加。通过示例,V1可以体现为运算放大器。耦接到检测电阻器RD的开关SW1,可以配置成在与RP的连接、与RN的连接和打开未连接的位置之间切换。开关SW1的切换允许来自正极和负极高电压总线44、46两者的泄露电流的检测。在示例实施例中,CM26可以配置成与IDC20和CDRU16合作控制SW1的切换。
在示例实施例中,IDC20可以配置成接收检测的关于不同开关位置的RD两端的电压。IDC20可以配置成使用VRD测量值以确定关于PHVB44和NHVB46的隔离特性或状态。检测的电压自身可以用于表征隔离;然而,可以进一步预期的是,检测的电压可以用于计算关于泄露电流ILP、ILN的值,或计算关于泄露电阻的值,以便表征电压总线隔离。
参考图3,泄露电阻RLP显示在PHVB44和底盘48之间,并且泄露电阻RLN显示在NHVB46和底盘48之间。泄露电阻RLP和RLN是与在PHVB44和底盘48之间的实际泄露电流ILP和在NHVB46和底盘48之间的实际泄露电流ILN有关的推定电阻。因为泄露电阻RLP和RLN是基于泄露电流ILP和ILN,它们可以用于表征PHVB44和NHVB46隔离。电压总线和底盘48之间的电阻越高,电压总线的隔离越高。在示例实施例中,ICM22可以配置成通过计算关于泄露电阻RLP和RLN的值量化电压总线隔离。
IDC20可以进一步地配置成使用隔离状态特性——不论在电压、电流、电阻或其他单位方面表达——以确定高电压总线44和46两者之一与车辆底盘48之间是否存在接地故障。例如,FDM24可以将隔离特性值与预定的阈值相比较以确定电压总线是否足够隔离,或是否存在接地故障状态。在示例实施例中,当检测到接地故障时,IDU14可以配置成设置故障标记和/或提供故障信号。例如,IDU14可以向ECM7提供故障信号,ECM7可以配置成通过使ESD6从电压链路8分离而响应。
在下面提出LDC18操作的简要说明。参考图3,如果ILP或ILN都不存在,将没有关于任何SW1位置的通过RD的电流,因此对于所有SW1位置VRD将是0。然而,如果存在来自PHVB44的泄露电流ILP,当SW1闭合到RN时,将出现RD两端的电压,但是当SW1闭合到RP时,将不会出现RD两端的电压。相反,如果存在来自NHVB46的泄露电流ILN,那么当SW1闭合到RP时,将出现RD两端的电压,但是当SW1闭合到RN时将不会出现RD两端的电压。由V1检测的关于闭合开关位置的电压VRD的大小,反映电压总线和底盘48之间的电流泄露的量。因此,VRD测量值自身可以用于量化电流泄露。然而,尤其当将值与预定的阈值相比较时,与其他单元合作通常是更容易的。因此,与不同SW1位置有关的VRD测量值可以用于计算关于泄露电阻RLP和RLN的值。
例如,给定关于RP、RN和RD的预定的电阻值,ICM22可以配置成使用关于SW1闭合到RP的电压VRD以提供关于RLN的计算的泄露电阻值RCLN。同样,ICM22可以配置成使用关于SW1闭合到RN的电压VRD以计算关于RLP的泄露电阻RCLP。计算的值RCLN和RCLP可以用于表征泄露电流ILN和ILP,并且可以用于代表关于高电压总线PHVB44和NHVB46的隔离状态。计算的值然后可以与预定的阈值相比较以确定是否存在接地故障状态。
图4A表明现有技术的可以设置在装置上的示例泄露检测电路52,装置与设置CDRU16的装置分开但能够耦接设置CDRU16的装置。通过示例,第一装置和第二装置的耦接可以包含将在第一装置的电压链路与在第二装置的电压链路电连接;例如,将在第一装置的第一正极高电压总线与在第二装置的第二正极高电压总线耦接,并且将在第一装置的第一负极高电压总线与在第二装置的第二负极高电压总线电耦接。例如,参考图1,在图1中,ICDS12设置在EV2上,EV2可以认为是第一装置。EVSE4,和/或电缆5可以认为是第二装置,并且可以包含电路52。用于EVSE4的电压源VS可以连接到正极高电压总线PHVB54和负极高电压总线NHVB56,正极高电压总线PHVB54和负极高电压总线NHVB56两者可以配置成用于耦接耦接到ESD6的电压链路8。PHVB54可以在触点55终止,并且NHVB56可以在触点57终止。通过示例,触点55、57可以设置在用于电缆5的连接器(未示出)上,连接器配置成以实现触点55、57和触点45、47的耦接的方式用于在充电输入10的接合。
泄露检测电路52可以包含通过开关SW2和检测电阻器RD2设置在PHVB54和接地线58之间的电阻器RP2,以及通过开关SW2和检测电阻器RD2设置在NHVB56和接地线58之间的电阻器RN2。开关SW2可以配置成在与RP2和RN2的连接之间切换。泄露检测电路52可以与LDC18几乎相同的方式操作,因为检测的关于不同SW2位置的RD2两端的电压可以用于检测泄露电流ILN2和泄露电流ILP2。图4B表明示例泄露检测电路53,在泄露检测电路53中,省略开关SW2。虽然在此在ICDS12设置在EV2上并且泄露检测电路52(或53)设置在EVSE4上的情况下讨论,可以预期的是,ICDS12可以设置在EVSE4上;并且泄露检测电路52或53可以设置在EV2上。
参考图1、3和4A,当电缆5接合在充电输入10时,在EV2的高电压总线44、46可以通过触点45和55、以及触点47和57耦接到在EVSE4的高电压总线54、56。接地线50通过触点51和59耦接到接地线58也是可能的。耦接接地线50和58可以将在EVSE4(或电缆5)的比如泄露检测电路52这样的泄露检测电路耦接到底盘48并且耦接到LDC18,提供两个检测电路之间的共同接地连接。也可以将在EVSE4(或电缆5)的泄露检测电路耦接到电压总线44、46,在这种情况下,电压总线44、46将耦接到至少两个泄露检测电路。
在电缆5在充电输入10的接合以及各自触点的闭合之前,LDC18以及在EVSE4或电缆5的任何检测电路,配置成用预定的故障阈值独立操作,预定的故障阈值配置成检测在高电压总线链路的隔离故障,其电阻器耦接到高电压总线链路。在EVSE4和EV2通过电缆5耦接之后,在耦接之前使用的相同故障阈值可能或不可能提供足够的故障检测,取决于例如在耦接的装置上的检测电路的存在或不存在。
为了更清楚地说明ICDS12的操作,图5表明当EV2耦接到EVSE4用于充电操作时可以产生的电路60。为了说明的目的,以及为了更好地强调本发明的新颖特征,图5中未描绘充电输入10和电缆5。下面的讨论是针对设置在EVSE4上的第二泄露检测电路,然而,应该理解的是,代替设置在EVSE4上的泄露检测电路或除设置在EVSE4上的泄露检测电路之外,泄露检测电路可以设置在电缆5上。VBAT代表用于EV2的电池,并且VS代表用于EVSE4的电压源。在LDC18中,开关SRN、SRP可以控制以起图3所示的开关SW1的作用,并且也可以配置成允许LDC18操作为不切换检测电路。在第二泄露检测电路62中,开关SRN2和SRP2可以控制以使泄露检测电路62能够操作为或者图4A的切换泄露检测电路52,或者图4B的不切换泄露检测电路53。因此,当LDC18耦接到切换或不切换第二泄露检测电路时,第二电路60可以用于说明ICDS12操作。在示例实施例中,电路60可以进一步地包括电压检测器V1-V4。
正极高电压总线PHVB64代表在EV2的耦接到在EVSE4的正极高电压总线(比如PHVB54)的PHVB44;同样,负极高电压总线NHVB66代表在LDC18的耦接到在EVSE4的负极高电压总线的NHVB46。同时,PHVB64和NHVB66提供电压链路67。通过示例,在电路60中,通过触点51和59的接地线50和58的耦接是由共同接地50显示,共同接地50提供LDC18和在EVSE4(或电缆5)的检测电路之间的接地连接,并且将两个检测电路耦接到底盘48。
通过开关SRLP耦接在PHVB64和底盘48之间的描绘的泄露电阻RLP,和通过开关SRLN耦接在NHVB66和底盘48之间的RLN,以及泄露电流ILP和ILN理解为能够发生在两个耦接装置任何一个上,例如或者在EV2或者在EVSE4。如将在下面更进一步详细地解释,由LDC18和ODC62共享的共同接地50可以允许每个检测电路在任一平台检测电流泄露。同时,共同接地50也可以通过各个电路混淆泄露检测。
因为LDC18和ODC62可以完成正极和负极电压源端子之间用于彼此的电路,在缺少实际泄露电流的情况下,各自可以引起电流流过另一个的检测电阻器。例如,当SRP闭合到RP并且SRN2闭合到RN2时,电流可以从PHVB64流过RP、流过RD、流过RD2并且流过RN2。结果,即使当泄露电阻RLP和RLN不存在时,将出现电阻器RD两端的电压。相同的问题将发生在泄露检测电路62,因为泄露电流路径包括RD2。因此,将LDC18与泄露检测电路62耦接可以触发在两个电路中的每一个上的假警报。
当存在或者来自PHVB64或者来自NHVB66的泄露电流,而不是流过比如LDC18的RD或泄露检测电路52的RD2这样的单个检测电阻器的泄露电流时,如同在EV2和EVSE4的耦接之前的情况,它可以在LDC18和非车载泄露检测电路62之间分割。例如,参考图5,如果存在ILP并且开关SRN闭合到RN,并且SRN2闭合,ILP的一部分将流过RD和RN,并且一部分将流过RD2和RN2。这种现象使每个电路能够检测或者存在于装置或者存在于平台的泄露电流。然而,基于VRD在ICM22计算的泄露电流将不能准确地代表实际(不分割的)ILP。RLP的计算值将大于实际电阻RLP,并且可以大于在FDM24的预定的故障阈值。因此,如果接地故障存在,如果在独立(非耦接)操作期间参考的故障阈值在装置耦接之后使用,可能不会检测到接地故障。相似的现象可以发生在检测电路62,因为通过RD2的电流不能代表总泄露电流。因此,虽然LDC18和检测电路62两者可以看来像是正常起作用,并且如果独立操作,各自可以准确地检测泄露电流,当两个电路耦接到电压链路67并且通过共同接连接彼此耦接时,没有检测到现有的接地故障状态是可能的。
幸运地,本发明的ICDS12配置成解决这个潜在的问题。参考图2,CDCC30配置成确定链路LDC18耦接到泄露检测电路62,并且可以进一步地配置成通过电阻值表征电路62。计算关于电路62的电阻值可以使ICDS12能够修改故障检测过程。在示例实施例中,CDM31可以配置成将基于检测的在EV2和EVSE4的耦接之前RD两端的电压的隔离特性与基于检测的在两个装置EV2和EVSE4的耦接之后RD两端的电压的隔离特性相比较以便检测检测电路62的存在。CDCC30可以进一步地配置成确定泄露检测电路62是切换或不切换电路;并且可以配置成计算关于电路62的电阻特性。在示例实施例中,DRC34可以配置成使用计算的电阻特性来调整用于IDC20的故障阈值跳变点以补偿由耦接泄露检测电路62引起的混淆效应。可以预期的是,在更多示例实施例中,当第二检测电路检测到并且预计混淆LDC18操作时,DRC34可以配置成提供操作者警报。例如,CM38可以向仪表板显示模块或其他警告模块提供故障信号,其他警告模块配置成向操作者提供在泄露检测电路的混淆效应可以危及泄露检测能力的视觉、声音或其他类型的警报。可以进一步预期的是,没有在通过共同接地耦接到ICDS12的EVSE4的第二检测电路的通知可以提供给操作者。
在图6的表1中显示关于在LDC18和在检测电路62的各种电阻器的示例值。图7的表2表明示例电压的编译,示例电压可以单独发生在LDC18,并且当电路62和18彼此耦接或耦接到同一电压链路67时可以发生在电路60。电压值是以表1中呈现的电阻值为基础,并且在对应于各种SRP和SRN开关位置的行中呈现。名称为“无第二检测电路”的列表明当没有通过共同接地耦接到LDC18的第二泄露检测电路时LDC18的RD两端的电压。在这个列里面是表明当没有泄露电流存在时、当有来自NHVB46的泄露电流时、以及当有来自PHVB44的电流泄露时的电压。列“不切换第二检测电路”包括当如图5的电路60所示的LDC18和检测电路62两者耦接到电压链路67并且彼此耦接时可以发生的电压。当电路62操作为不切换电路时,开关SRP2和SRN2两者保持在它们的闭合位置。在这个列里面是关于当在电压链路67没有泄露电流时、当有来自NHVB66的电流泄露时、以及当有来自PHVB64的电流泄露时的电压的子列。最后,在标题“切换第二检测电路”的列下表明当检测电路62操作为切换电路时,基于表1所示的电阻和电路60的电路特性的电压,在切换电路中SRP2和SRN2可选地打开和闭合。此外,在这个列里面是表明电压的子列,当在电压链路67没有泄露电流存在时、当在NHVB66存在泄露电流时以及当在PHVB44存在泄露电流时,可以发生该电压。关于LDC18的检测电阻器RD两端的电压VRD、检测电路62的检测电阻器RD2两端的电压VRD2、在接地67和PHVB64之间的电压VPG、以及在接地67和NHVB66之间的电压VNG的值显示在表2中。
参考表2,当没有第二检测电路耦接时,(例如,当正在驱动EV2时LDC18操作)并且没有电流泄露存在时,对于所有SRP位置,VRD=0。然而,如果存在ILN,当SRP闭合并且SRN打开时可以出现RD两端的12.9V的增加的电压,但是当SRP打开并且SRN闭合时,将没有电压出现。同样,如果存在ILP,当SRN闭合并且SRP打开时可以出现RD两端的-12.9V的电压,但是当SW1闭合到RP时,将没有电压出现。因此,IDC20可以使用在第一开关配置中电压的不存在和第二开关配置中电压的存在以检测泄露电流ILN或ILP的存在。在示例实施例中,检测电压的大小——在这种情况下是12.9V——也可以用于检测泄露电流。例如,ICM22可以使用12.9V值以确定RLN=50kOhms,并且将那个RLN值与预定的阈值相比较以确定是否存在故障状态。
当第二检测电路耦接时,在泄露电流不存在的情况下RD两端的电压将改变。例如,参考表2,如果EV2耦接到EVSE4以用于充电操作,并且操作为不切换电路(SRP2和SRN2两者闭合)的泄露检测电路存在于EVSE4,同时没有电流泄露,当SRP闭合并且SRN打开时可以出现RD两端的6.25V的电压,当SRP打开并且SRN闭合时将出现相反极性的相同电压。这些电压反映具有基于RP2和RN2的并联组合与RD2串联的电阻的电路的存在,其与LDC18共享共同接地。与LDC18的独立操作相比,在独立操作中,当存在泄露电流时、当LDC18耦接到不切换泄露检测电路时电压在一个开关配置中出现并且不在相对的开关配置中出现,泄露电流引起关于两个开关SRP位置的RD两端的电压的增加。因此,在耦接充电装置之后的VRD增加,并且在两个开关位置中的电压的存在,可以指示耦接到LDC18的电压链路也耦接到第二泄露检测电路。
如果存在ILN,随着SRP闭合和SRN打开,可以出现RD两端的10.76V的电压,该值高于在无泄露状态下的6.25V,但是低于在没有第二检测电路的情况下可以由泄露造成的12.9V。随着SRP打开和SRN闭合,可以出现-3.165V的电压,大小大于不存在泄露状态时第二检测电路中会出现的电压,但是小于当第二检测电路耦接并且无ILN存在时将预计的电压。
因为泄露电流可以在两个耦接的检测电路之间分割,由IDC20在独立操作期间采用的故障阈值在第二检测电路耦接的时间期间可能不适合故障检测。然而,LDC18输出、连同关于RN和RP的已知值,可以用于确定第二检测电路耦接、表征第二检测电路、以及调整故障检测阈值以补偿混淆效应。
基于关于耦接的第二泄露检测电路的存在和特性的确定,DRC34可以配置成当第二装置耦接时确定是否可以操作以及如何操作LDC18和IDC20。在示例实施例中,DRC34可以配置成确定要在ICDS12实施的操作模式。图8描绘提供不一定详尽的操作类型的示例集的表3,其描述为可以实施的操作模式。
“正常”(或默认)操作可以表征为一个,在正常操作中ICDS12以如EV2不耦接到EVSE4的情况中相同的方式起作用。例如,参考图5,开关SRP和SRN可以以在驱动模式或其他非充电模式期间通常做的方式在它们的打开/闭合位置之间切换,并且可以检测RD两端的电压以确定隔离状态。可以采用在非充电状态或EV2不耦接到第二装置的状态期间使用的故障触发点或故障阈值。在示例实施例中,当作出LDC18未通过接地连接耦接到第二检测电路的确定时,可以实施这个操作模式。
“监控”模式可以表征为一个,在“监控”模式下,ICDS12监控第二泄露检测电路的操作。在这种模式下,IDU14可以通过FDM24暂停故障检测并且依赖第二泄露检测电路以检测接地故障。开关SRP和SRN可以处于打开状态,因此防止LDC18混淆监控的第二检测电路的操作。然而,在这种模式期间,ICDS12可以配置成定期地确认第二泄露检测电路保持耦接。
本领域技术人员将想到监控第二泄露检测电路的各种方法。通过示例,当切换第二泄露检测电路耦接时,比如图4A所示的电路52,开关SW2的切换将影响VRD(参照图7的表3)。因此,在监控模式期间,LDC18的SRP和SRN可以定期地闭合,以允许IDC20随着预定的时间间隔的消逝提供一系列的隔离特性。CDCC30可以监控比如计算的泄露电阻这样的隔离特性,以确定它是波动的。隔离特性的波动指示在第二检测电路的开关正在切换,因此确认第二检测电路保持耦接和可操作。
相反,当不切换泄露检测电路耦接时,比如图4B中所描绘的,VRD预计保持相对恒定。VRD的变化,或基于VRD的其他隔离特性,可以指示第二检测电路不再耦接,或第二检测电路保持耦接,但是存在电流泄露状态。因此,CDRU16可以配置成检测隔离特性的变化,例如VRD的变化,或计算的电阻的变化,以检测泄露电流或第二泄露检测电路的接地连接的损失。CDRU16可以配置成区分隔离特性值的变化和隔离特性值的波动以便可以实施合适的响应。
例如,如表2所示,当不切换第二泄露检测电路耦接到LDC18时,VRD=6.25V;但是当没有第二检测电路耦接时,VRD=0。因此,RD两端的电压损失可以指示LDC18和第二泄露检测电路之间无耦接。响应于第二检测电路不再耦接的确定,CDRU16可以选择正常操作模式。当ICDS12从监控模式切换到正常模式时,IDU14再次成为负责隔离故障检测。当第二检测电路保持耦接但是泄露电流出现而不是波动时,VRD的大小可以改变为非零量值。在这种情况下,示例响应可以包括监控模式的继续实施并且允许第二检测电路确定故障状态是否由于检测的泄露电流而存在。
通过更多示例,CDRU16可以配置成使用由电压检测器V3和V4检测的电压以确定第二泄露检测电路是否保持耦接和可操作。表2表明关于耦接和未耦接状态两者的示例VPG和VNG值。本领域技术人员将想到第二泄露检测电路的监控操作的可选装置和方法。
“调整”操作可以表征为IDC20继续执行故障检测,但是调整它的操作和/或故障跳变点以补偿由第二泄露检测电路的耦接引起的混淆效应。例如,SRP和SRN开关周期可以改变,和/或可以基于第二泄露检测电路的电阻特性调整故障跳变点。在示例实施例中,LDC18的操作可以与第二泄露检测电路的操作协调。例如,不是如在“正常”模式下的连续操作,LDC18可以按照与电路62协调的时间表以预定的时间间隔操作以避免可以由LDC18和电路62两者的同时操作引起的混淆效应。最后,如图8所示,示例实施例可以进一步地包括“禁用”模式,在禁用模式下,通过将SRP和SRN处于打开位置禁用LDC18,并且IDC20不再提供隔离特性或故障检测。在示例实施例中,比如在表2中呈现的那些示例操作模式的表,可以储存在存储器38中。DRC34可以配置成响应于在CDCC30作出的确定选择可能模式中的一个。
图9表明可以在CDRU16实践的示例方法70。在框72,可以检测第二装置的耦接。在示例实施例中,第二装置的耦接包含在第二装置的电压链路与在第一装置的电压链路的耦接。通过示例,ICDS12可以设置在比如EV2这样的第一装置上。EV2操作者可以在充电输入10插入电缆5,将EVSE4与EV2耦接,并因此将PHVB44和在EVSE4的正极高电压总线耦接,以及将NHVB46与在EVSE4的负极高电压总线耦接。电缆5接合也可以通过接地触点51和59的闭合将底盘线48与接地线58耦接。电缆5、电缆5连接器(未示出)、EVSE4充电设备、以及充电输入10可以全部配置成按照关于充电操作的汽车工程师协会(SAE)J1772标准操作,其在此以引用其全部的方式合并于此。SAEJ1772标准提供用于将EV耦接到EVSE并且用于建立和确认在EV的高电压链路和在EVSE的高电压链路之间的连接的程序。在示例实施例中,ICDS12可以通过SAEJ1772协议和合作和/或与ECM7的通信,检测第二装置耦接。例如,ICDS12可以通过ECM7检测PHVB44和在EVSE4的正极高电压总线之间的触点,以及在NHVB46和在EVSE4的负极高电压总线之间的触点已经闭合。
在框74,可以作出关于第二泄露检测电路是否耦接的确定。例如,参考图1和2,ICDS12可以确定泄露检测电路是否存在于EVSE4上并且通过共同接地耦接到LDC18。在示例实施例中,检测隔离状态的变化可以用于作出这个确定。如表2所显示的,伴随无泄露,当没有第二检测电路耦接时,VRD将是零,但是当LDC18耦接到第二检测电路时将是非零值。ICDS12可以进行测试,在测试中在LDC18的开关可选地闭合,并且计算隔离特性。在示例实施例中,CDCC30可以将在测试期间计算的隔离特性值与在电缆5接合之前计算的那些值相比较以检测隔离状态是否变化,通过发生使后耦接和预耦接值不同来指示。隔离特性值或隔离状态的变化,可以用于确定第二检测电路耦接。在示例实施例中,将EVSE4和EV2耦接可以包括命令初始的零充电电流。优选地,由ICDS12进行的确定第二泄露检测电路是否耦接的测试,是在零充电电流的时间期间执行。如果作出第二泄露检测电路耦接的确定,那么在框76,可以表征第二检测电路。隔离特性、以及VPG和VNG值可以用于提供表征。
在框78,可以作出关于当第一和第二装置耦接时ICDS12将如何操作的确定。这个确定可以基于:1)在框74作出的关于第二电路是否耦接的确定;以及2)在框76执行的第二检测电路的表征。通过示例,可以指定描述和/或用参数表示当EV2耦接到EVSE4时IDC20的操作的操作模式。操作模式可以包括是否启用IDC20,开关SRP和SRN的时序和工作周期、故障跳变点、以及其他操作参数。在示例实施例中,DRC34可以配置成从图8的表3中列出的那些操作模式中选择操作模式。例如,如果在框74作出没有第二检测电路耦接的确定,那么DRC34可以配置成选择“正常”模式。可选地,如果在框74作出第二泄露检测电路耦接的确定,并且在框76提供的电路表征这样使得第二检测电路预计对LDC18施加混淆效应,DRC34可以选择“调整”、“监控”或“禁用”操作模式。除操作模式的选择之外,在框78可以确定关于操作模式的参数。例如,当选择“调整”操作模式时,MPM36可以基于第二检测电路的CDCC30表征提供调整的故障阈值。在框79,ICDS12可以以在框78确定的方式操作。例如,如果要实施“调整”操作模式,可以用调整的跳变点操作IDC20。
在下面的段落中,将更详细地描述本发明的方法。参考图10,描述可以在ICDS12实践的示例方法80的流程图。通过示例,方法80可以在框82用隔离确定的执行开始。在示例实施例中,隔离确定包含关于电压链路的隔离特性的计算。这个确定在第二装置的耦接之前执行,并且将通常在装置的ICDS12的正常操作期间发生。例如,这个确定可以作为在电气化车辆执行的连续泄露检测程序的一部分由在EV2的ICDS12进行。作为说明性示例,可以确定PHVB44和NHVB46的隔离状态。在示例实施例中,参考图3的LDC18,SW1可以闭合到RP,并且电压VRD提供给IDC20;并且SW1可以闭合到RN,而且检测的RD两端的电压提供给IDC20。参考图2,ICM22可以配置成使用接收到的VRD值以提供隔离特性。例如,ICM22可以计算关于PHVB44和底盘48之间的RLP的泄露电阻值RCLP以表征PHVB44的隔离,并且计算关于NHVB46和底盘48之间的电阻RLN的泄露电阻值RCLN。与两个SW1位置有关的隔离特性可以储存在存储器28中(参照图2)。
在框84,可以执行检查以确定在框82确定的隔离状态是否符合要求。例如,IDC20可以确定隔离特性是否落在可接受范围内以确定隔离状态是符合要求或是否在电压链路8存在故障状态。通过示例,FDM24可以将由ICM22提供的RCLP和RCLN值与预定的故障阈值相比较。如果存在故障,在框86可以触发故障标记。在示例实施例中,ECM7可以配置成响应在ICDS12设置的故障标记。例如,ECM7可以通过使ESD6从电压链路8分离、和/或将电压链路8从充电输入10分离而响应。
在框82和84执行的预耦接隔离检查使操作者能够避免将装置与现有的接地故障耦接,并且可以提供随后可以用于检测第二检测电路的存在的基准无泄露VRD值。如果没有检测到故障,方法80可以进行到框88,在框88,可以作出关于第二装置是否已经耦接到装置的确定,本发明的系统设置在装置上。
通过示例,在ICDS设置在电气化车辆并且第二装置是以EVSE充电设备形式的情况下,在EV充电输入的EVSE电缆的接合可以耦接两个装置。在示例实施例中,在EV2的ECM7可以配置成按照SAEJ1772标准协调充电过程,其可以用于检测电缆5接合在充电输入10、和/或控制或检测触点45、47与在EVSE4的高电压总线的触点55、57的闭合。在示例实施例中,可以在ICDS12检测指示电缆接合和/或触点闭合的信号,或指示电缆接合和/或触点闭合的信号可以提供给ICDS12。在示例实施例中,充电过程的协调和实施可以包括向EVSE4发送命令信号以最初设置充电电流为零,并且检测充电装置已经打开。在示例实施例中,ECM7可以配置成为ICDS12提供关于装置耦接和耦接的装置是否打开或闭合的必要信号。在示例实施例中,判定框88可以进一步地包括确定耦接的充电装置是否已经打开。如果在框88作出肯定确定,方法80可以在框90继续。否则,方法80可以回到框82。
在框90,可以执行测试序列。通过示例,响应于在框88的肯定确定,CDCC30可以与IDC20和LDC18合作以执行测试序列,测试序列可以包括闭合和打开开关SRP和SRN,并且检测和储存RD两端的电压和/或由IDC20计算的关于各种开关位置的隔离特性。可以预期的是,测试序列可以包括多于一个的开关周期,并且可以用改变的工作周期执行开关周期。在示例实施例中,测试序列可以包括保持SRP和SRN在一个位置预定的时间期间同时ICM22使用LDC18输出以随着时间期间的消逝提供一系列的隔离特性。例如,LDC18的开关SRP可以闭合,同时开关SRN打开,以便RD连接到PHVB64。当开关闭合时,关于电压总线PHVB54、PHVB44、或由PHVB64代表的两个的一系列隔离特性,可以随着预定的时间间隔的消逝而确定,并且可以储存在存储器28中。SRP和SR的位置然后可以翻转并且可以随着预定的时间间隔的消逝确定关于NHVB66——包含NHVB46和NHVB66两者——的一系列隔离特性,并且储存在存储器28中。如在此先前所讨论的,可以在电压、计算的泄露电阻、计算的泄露电流或其他单位方面表达隔离特性。在示例实施例中,预定的时间间隔配置成具有足够的持续时间以允许在可能的第二检测电路的几个开关周期期间的隔离特性的确定。在示例实施例中,时间间隔可以是大约3秒。可以预期的是,测试序列可能需要ICDS12和EVSE4之间的握手过程。
在框92,可以作出关于第一检测电路是否耦接到第二泄露检测电路的确定。在示例实施例中,CDM31可以使用在框90在测试序列期间由ICM22提供的隔离特性以确定第二泄露检测电路是否耦接到LDC18。应该注意的是,第二检测电路耦接到LDC18的确定可以充当第二泄露检测电路耦接到与LDC18耦接到的例如图1的电压链路8或图5的链路67这样的电压链路相同的电压链路的确定。
图11表明可以在框92实施的示例方法110以使用在测试序列期间提供的隔离特性来确定第二检测电路是否耦接。在框112,可以作出关于在特定开关位置期间计算的隔离特性的值是否随着时间期间的消逝而波动。
例如,可以比较关于在测试序列期间计算的关于PHVB64的比如泄露电阻这样的特定类型的隔离特性的多个值。可以作出关于NHVB66的隔离特性的值的相同比较。例如,CDRU16可以比较关于随着测试间隔期间的消逝由IDU14提供的特定隔离特性的值。如先前所描述的,如果LDC18的SW1保持闭合,RD两端的电压和基于其的任何隔离特性,可以反映在第二泄露检测电路的开关的切换。如可以从图5的表2所看到的,在不存在第二检测电路并且不存在泄露电流的情况下,RD两端的电压大小保持为零或可以忽略而不管开关位置。如果第二、非切换泄露检测电路耦接,将出现RD两端的恒定的不可忽略的电压大小,并且如果存在第二切换泄露检测电路,RD两端的电压将在零/可忽略值和不可忽视值之间波动。RD两端的电压的波动将导致隔离特性的波动。
如果由CDRU16检测到隔离特性的波动,那么在框114,CDRU16可以确定转换或切换泄露检测电路耦接。如果没有检测到波动,那么方法110可以进行到判定框116,在判定框116可以作出关于在测试序列期间计算的隔离特性的值是否与在两个装置耦接之前计算的隔离特性的值不同。因为在耦接之前执行隔离检查以确认足够的隔离,在耦接之后检测的隔离的差异可以归因于第二泄露检测电路的耦接而不是隔离故障。例如,如在此先前所讨论的,并且如图5的表2所示,在不存在第二检测电路的情况下,随着开关SRP闭合、开关SRN打开,VRD的大小是零/可忽略的。然而,当第二检测电路耦接时,VRD的大小将增加。因此,在框116,CDM28可以配置成将在测试序列期间计算的隔离特性值与在第二装置耦接的检测之前计算的隔离特性值相比较,以确定是否发生隔离特性值的变化。例如,在第二装置耦接的检测之前,CDCC30可以将在图10的框90进行的测试序列期间由IDC20计算的关于PHVB64的一系列泄露电阻值与在图10的框82计算的关于PHVB44的最新泄露电阻值相比较。可以实践各种方法以确定关于隔离特性的测试序列值是否与预测试(在耦接第二装置之前)值不同,包括确定预测试值是否与平均测试序列值不同、是否与任何测试序列值不同、差异是否满足最小阈值等。如果检测到变化,那么在框118,CDM31可以确定不切换泄露检测电路耦接。如果没有检测到变化,那么在框120,可以作出没有第二泄露检测电路耦接的确定。
现在返回到图10,可以预期的是,安全法规可以要求或建议所有车辆和充电设备装备有泄露检测电路。为了适应任何这样的要求,方法可以包括如果作出没有检测到第二检测电路的确定则在框94提供警报。通过示例,警报信号可以提供给ECD7。作为响应,ECD7可以自动地打开触点45、47和51以分离第二装置,中止充电过程。可选地,警报可以提供给操作者,并且可以向操作者给出选项以终止或继续充电过程。当没有检测到第二泄露检测电路时,在框104可以实施正常操作模式。
如果作出存在第二泄露检测电路的确定,那么在框96,ICDS12可以表征第二泄露检测电路。例如,CCM32可以配置成通过使用基尔霍夫定律(Kirchoff’slaws)确定关于电路62的电阻特性,因为当SRP和SRN中的至少一个闭合并且SRP2和SRN2中的至少一个闭合时,通过耦接的第二泄露检测电路的电流将流过检测电阻器RD和第二检测电路。在示例实施例中,CCM32可以配置成使用来自电压检测器V1-V4中的一个或多个的电压读数,和关于RP和RN的已知的电阻以确定关于耦接电路62的电阻特性。
方法80可以在框98继续,伴随当第一和第二装置耦接时,例如当在充电过程中EV2和EVSE4耦接时,要实施的操作模式的确定。通过示例,DRC34可以从图8的表3中描绘的那些模式中指定一模式。在示例实施例中,操作模式的确定可以基于耦接的第二泄露检测电路的电阻特性。例如,MDM35可以配置成将关于电路62的电阻特性与LDC18的电阻相比较以估计可以由两个电路的同时操作预计的混淆程度。如果预计很少或没有混淆,例如电阻RP和RN比电阻RP2和RN2大的多,那么MDM35可以配置成选择“正常”模式,在“正常”模式下,电路时序、切换速率和故障触发在充电过程中保持与在第二装置的耦接之前的他们相同。相反,如果两个电路的电阻相似,可以预计更大程度的混淆。结果,MDM35可以配置成选择除“正常”以外的模式;例如,可以选择“调整”、“监控”或“禁用”模式。
随着“调整”模式的选择,操作参数可以提供作为操作模式确定的一部分。例如,MPM36可以配置成调整IDC20操作参数以避免假警报同时仍然确保将检测到在任何一个装置的电流泄露。例如,MPM36可以配置成基于耦接的第二检测电路62的表征为FDM24提供改变的跳变点。此外,MPM36可以配置成为LDC18提供调整的切换周期。通过示例,如果耦接的电路62操作为切换电路,MPM36可以配置成使SRP和SRN的操作与开关SRP2和SRN2的操作同步。通过更多示例,MPM36可以配置成使LDC18操作与第二泄露检测电路62的操作协调,以便一个电路与另一个交替以避免由同时操作引起的混淆效应。随着这种类型的调整操作,故障或未调整的故障跳变点可以在IDU14使用。也可以选择“禁用”模式,例如,LDC18操作在该模式下暂停,并且负责存在于电路62的故障检测。
在框100,可以实施选择的操作模式。例如,如果选择“调整”模式,可以用调整的跳变点和/或时序操作IDU14。可以进一步预期的是,在调整模式操作期间,调整的跳变点在调整模式中用于故障检测,ICDS12可以配置成定期地检查耦接的第二检测电路保持耦接到它。例如,调整模式操作可以包括定期地重复框90的测试序列和框92的确定以确定电路62是否保持通过共同接地连接耦接到LDC18。在示例实施例中,可以通过重复框90和92的行动执行这种检查。如果作出第二检测电路不再的确定,例如LDC18和检测电路62之间的接地连接失败,ICDS可以配置成恢复正常操作。如果选择“监控”模式,可以暂停FDM24故障检测,并且IDU14和CDRU16可以代替比如电路62这样的第二检测电路的监控操作。如果选择“禁用”模式,可以暂停ICDS12隔离确定同时两个装置耦接。例如,开关SRP和SRN可以处于打开位置。
在判定框102,可以作出关于是否检测到第二装置的分离的确定。在示例实施例中,可以以与装置耦接的检测相似的方式执行装置分离的检测。例如,一俟触点45和47的打开,或一俟电缆5从充电输入10的移除,ICDS12可以从ECM7接收指示PHVB44和NHVB46不再耦接到PHVB54和NHVB56的信号。如果没有接收这样的信号,方法可以在框100用选择的操作模式的继续实施继续。响应于第二装置不再耦接到第一装置的检测,方法80可以继续到框104,在框104中,在ICDS12实施“正常”操作模式。如在此先前所描述的,在“正常”操作模式下,使用用于独立或非耦接操作的未调整的“默认”阈值,执行隔离确定和故障检测。在示例实施例中,当ICDS12关机时,方法80可以结束。
因此,本发明的系统可以检测第二泄露检测电路的存在、表征检测的第二检测电路、以及响应于关于第二电路的存在的确定和第二电路的特性确定系统操作模式。虽然ICDS系统可以使用检测的隔离状态的变化以表征耦接的电路,可以预期的是,ICDS也可以配置成接收而不是提供第二电路表征。例如,比如但不限于EV或EVSE这样的设置第二泄露检测电路的装置,可以配置成通信其泄露检测电路的表征。通过示例,EVSE可以配置成通过无线信号传输其泄露检测电路的电阻特性,无线信号可以由在EV的无线接收器检测并且提供给ICDS。可选地,可以预期的是,有线通信可以用于提供电路表征和/或操作参数。例如,关于泄露检测电路的表征信息可以通过充电电缆和电缆连接器传递,电缆连接器将EVSE与EV在EV充电输入耦接。通过示例,表征信息可以作为握手过程的一部分传递,握手过程可以作为充电过程的一部分发生在EVSE和ECM7之间。本领域技术人员将想到通信泄露检测电路特性的其他方法,比如配置在ICDS12的CM26或CM38接收包括电路表征的无线通信信号。在示例实施例中,ICDS可以配置成响应于第二泄露检测电路耦接的确定而关于电路表征查询第二装置。可以开发各种协议以在耦接的装置之间交换检测电路表征。示例ICDS可以配置成使用接收到的泄露检测电路表征以确定操作模式。
图12表明可以包括判定框75的方法130,在判定框75,可以作出关于是否已经接收到第二泄露检测电路的表征的确定。在示例实施例中,ECM7可以配置成或者直接从比如EVSE4这样的第二装置、或者从在EV2的单独模块接收包含一个或多个电路特性的信号,单独模块配置成通过在EV2的通信网络向ECM7提供信息。ECM7可以配置成向CM38提供关于第二泄露检测电路的特征信息。如果已经在ICDS12接收关于第二泄露检测电路的特性信息,那么方法130可以继续到框78,在框78信息可以用于确定ICDS将如何操作。例如,可以实施“调整”模式,在“调整”模式下,接收的电路表征用于调整在LDC18的故障阈值或时序。“禁用”模式的选择也是可能的,在“禁用”模式下,当两个装置耦接时禁用LDC18。可以预期的是,可以建立协议以防止LDC18和第二检测电路两者的禁用,每个耦接的装置应该装备有ICDS并且配置成使用第二电路的表征以确定操作模式。如果没有收到表征,那么方法130可以继续到框76,在框76,ICDS可以在框78确定操作模式之前表征电路。
图13描绘包括接收关于第二泄露检测电路的信息的能力的示例方法132。在框92的第二泄露检测电路耦接的确定之后,可以在框95作出关于是否已经接收关于第二泄露检测电路的特性的确定。例如,CM38可以确定它是否接收来自EVSE4、来自ECM7或来自在EV2的另一模块的通信,另一模块提供第二泄露检测电路的表征。如果是,方法132可以继续到框98,在框98可以基于接收的表征确定操作模式。如果否,方法132可以继续到框96,在框96可以表征第二检测电路,然后继续到框98,在框98可以确定用于ICDS的操作模式。
在示例方法130和132中,接收的第二电路的表征可以用于确定操作模式。应该注意的是,使用接收的信息作出第二电路耦接的确定也是可能的。例如,方法可以包括确定是否已经接收泄露检测电路表征,如果是,使用信息的接收作为确定第二检测电路耦接的基础。这将消除ICDS12使用隔离状态数据作出这个确定的需要。然而,应该注意的是,第二检测电路存在于第二装置是可能的,并且在ICDS接收它的表征数据,但是它实际上不与第一检测电路共享接地连接。这可能是由第二泄露检测电路在第二装置配置的方式、在耦接装置——比如在用于耦接第二装置的EVSE电缆或连接器——的故障、在第二装置的切断的接地线、或其他原因造成的。假定第二泄露检测电路耦接,在没有确认它这样的情况下,可以导致在ICDS的不良故障检测。
除接收耦接电路的表征之外,在示例实施例中,ICDS、或设置ICDS的平台/装置,可以配置成通信ICDS泄露检测电路的表征。例如,ICDS12可以配置成通信基于LDC18的RN和RP的欧姆值的一个或多个电阻特性。ICDS或ICDS平台,也可以配置成提供比如用于切换泄露检测电路的时序这样的附加信息。在示例实施例中,控制模块38可以配备有配置成传输LDC18表征的无线发射器。可选地,特性的通信可以由ECM7执行或由在EV2的配置成用于通信的单独模块执行。可以无线地执行或通过有线连接执行泄露检测表征的传输。例如,设置在EV2的ICDS可以配置成通过由在充电输入10的电缆5的接合提供的有线连接将LDC18的表征通信到在EVSE4的ICDS。第一ICDS和第二ICDS之间的电阻特性的交换使每个ICDS能够减轻由将第一泄露检测电路耦接到第二泄露检测电路所引起的混淆效应。在示例实施例中,电阻特性的交换可以执行为充电过程的一部分。在示例实施例中,握手过程可以建立在第一装置的第一ICDS和在第二装置的第二ICDS之间的通信,并且各自ICDS可以配置成传输关于它的泄露检测电路的电阻特性,并且接收关于其耦接到的泄露检测电路的电阻特性。在示例实施例中,在作出第二检测电路耦接的确定之后,执行特性的传输。然而,可以预期的是,电阻特性的传输可以执行为独立于关于第二泄露检测电路是否耦接的确定的标准程序的一部分。
因此,本发明提供用于确定耦接到电压链路的第一泄露检测电路是否通过共同接地耦接到一个或多个附加泄露检测电路的系统、装置和方法。本发明的系统也可以确定耦接到第一泄露检测电路的电压总线是否耦接到一个或多个附加泄露检测电路。通过示例,ICDS系统可以设置在电气化车辆并且配置成检测耦接到在车辆的电压链路的泄露检测电路是否耦接到设置在充电装置上的第二泄露检测。通过更多示例,ICDS可以设置在EVSE上并且配置成确定耦接到在EVSE的电压线的泄露检测电路是否耦接到设置在电气化车辆上的第二泄露检测电路。可以实施确定第二泄露检测电路耦接的各种方法。例如,ICDS可以使用电压总线的隔离状态的变化以确定第二泄露检测电路耦接。可选地,ICDS可以配置成接收关于第二泄露检测电路的特性或参数,并且使用信息的接收作为第二泄露检测电路存在并且耦接的指示。
当作出关于耦接的第二泄露检测电路的存在或不存在的确定时,可以作出关于当ICDS耦接到第二装置时ICDS如何操作的确定。当确定了第二检测电路耦接时,系统可以配置成使用一个或多个电路特性或参数以帮助确定用于ICDS的操作模式。电路特性可以通过电子通信在ICDS接收,或可以在ICDS计算。在ICDS执行的故障检测程序可以修改以减轻可以由第二检测电路引起的干扰混淆效应。
虽然描绘并且讨论了示例实施例,然而应该理解的是,本领域技术人员将想到实践本发明的可选方法。为了教导的目的,可以由本发明执行的各种功能在上下文中描述为在特定ICDS模块执行。然而,应该理解的是,模块可以结合或可变地配置,以便ICDS的隔离检测、电路检测和响应能力可以由与在此描绘的那些不同的方式布置的组件提供。此外,虽然ICDS12描绘为具有两个控制模块,各自具有数字处理器,应该理解的是,可以使用单个数字处理器或多于2个数字处理器。ICDS可以包含直接耦接到CDRU的IDU,然而,也可以预期可选实施例。通过示例,但不限制,IDU可以耦接到处理器模块,处理器模块转而耦接到CDRU。本领域技术人员将想到其他可选布置。可以进一步理解的是,可以在电池控制模块或在装置的其他控制模块的数字处理器中,而不是专用的ICDS处理器,执行ICDS的功能。此外,方法不限于在此描述的特定序列,并且可以添加、删除或合并各个步骤或操作。本发明包含所附权利要求的范围内的所有系统、装置和方法。

Claims (11)

1.一种系统,包含:
配置成确定电压总线的隔离的隔离确定单元(IDU),所述IDU包含耦接到所述电压总线的第一泄露检测电路;以及配置成确定所述第一泄露检测电路是否通过接地连接耦接到第二泄露检测电路的电路检测和响应单元(CDRU)。
2.如权利要求1所述的系统,其中,响应于所述第一泄露检测电路耦接到所述第二泄露检测电路的确定,所述CDRU配置成确定用于所述系统的操作模式。
3.如权利要求1所述的系统,其中所述第一泄露检测电路是否耦接到第二泄露检测电路的所述CDRU确定是基于所述IDU隔离确定。
4.如权利要求1所述的系统,其中响应于所述第二泄露检测电路耦接到所述第一泄露检测电路的确定,所述CDRU配置成表征所述第二泄露检测电路。
5.如权利要求1所述的系统,其中所述CDRU配置成基于所述第二电路的表征为所述IDU提供调整的故障跳变点。
6.如权利要求1所述的系统,其中所述CDRU和所述IDU设置在第一装置上,并且所述CDRU配置成响应于所述第一装置耦接第二装置的检测执行所述第一泄露检测电路是否耦接到第二泄露检测电路的所述确定。
7.如权利要求6所述的系统,其中所述CDRU配置成在所述第二装置的所述耦接之后检测所述电压总线的隔离状态的变化,并且使用所述隔离状态变化以确定所述第二泄露检测电路耦接到所述第一泄露检测电路。
8.如权利要求6所述的系统,其中所述第一装置包含电动车辆。
9.如权利要求6所述的系统,其中所述第一装置包含配置成传递能量到在电气化车辆的储能装置的充电装置。
10.如权利要求1所述的系统,其中所述系统配置成接收所述第二泄露检测电路的表征。
11.如权利要求1所述的系统,其中所述系统配置成传输所述第一检测电路的表征。
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