CN110034593B - 充电管理装置 - Google Patents

Abstract

一种充电管理装置，包括：车辆侧地线，其与外部电源单元的外侧地线连接；车辆侧信号线，其与外部电源单元的外侧信号线连接；以及检测信号线，其被配置成连接车辆侧信号线与车辆侧地线。在外部电源单元处于连接状态的情况下，基于检测信号线的电流值或者电压值来确定外侧地线和车辆侧地线存在或不存在断开。因此，车载充电管理装置可以在对车载储电设备进行充电时检测地线的断开。

Description

充电管理装置

技术领域

本发明涉及充电管理装置，并且更具体地涉及利用来自外部电源单元的电力对车载储电设备进行充电的车载充电管理装置。

背景技术

已经提出了作为这种类型的充电管理装置的装置(例如，参见日本专利申请公布第2017-15635号)。该装置包括检测外部电池充电器中的地线的断开的断开检测电路，该外部电池充电器使用外部电源的电力对安装在电动车辆上的电池充电，该外部电池充电器连接到与电池相连的连接器。该装置在外部电池充电器的地线与控制导频(pilot)线之间形成桥式电路，并且检测在桥式电路的状态从平衡状态变为不平衡状态时所产生的电位差以检测地线或控制导频线的断开，其中该控制导频线被配置成发送用于控制电池的充电的导频信号。

发明内容

然而，在上面提到的充电管理装置中，用于检测地线的断开的断开检测电路包含在外部电池充电器中，因此无法在车辆侧检测地线的断开。在利用来自外部电源的电力对车载电池进行充电的情况下，可以由车载管理装置执行充电管理。在该情况下，优选的是，通过车载管理装置来检测在充电时地线的断开。

因此，本发明提供了一种充电管理装置，该充电管理装置在利用外部电源的电力对车载储电设备进行充电时利用车载装置来检测地线的断开。

根据本发明的一方面，提供了一种车载充电管理装置，该车载充电管理装置利用来自外部电源单元的电力对车载储电设备进行充电。充电管理装置包括车辆侧地线、车辆侧信号线、检测信号线以及断开确定设备。车辆侧地线与外部电源单元的外侧地线连接。车辆侧信号线与外部电源单元的外侧信号线连接。检测信号线连接车辆侧信号线与车辆侧地线。断开确定设备被配置成在外部电源单元处于连接状态的情况下，基于检测信号线的电流值或者检测信号线的电压值来确定外侧地线或者车辆侧地线中的至少一个存在或不存在断开。

本发明的充电管理装置包括：车辆侧地线，其与外部电源单元的外侧地线连接；车辆侧信号线，其与外部电源单元的外侧信号线连接；以及检测信号线，其被配置成连接车辆侧信号线与车辆侧地线。在外部电源单元处于连接状态的情况下，即，在外侧地线与车辆侧地线处于连接状态，并且外侧信号线与车辆侧信号线处于连接状态的情况下，基于检测信号线的电流值或电压值来确定外侧地线或者车辆侧地线存在或不存在断开。可以基于外侧地线与车辆侧地线处于连接状态时的检测信号线的电流值或者电压值和检测信号线与车辆侧地线处于断开状态时的检测信号线的电流值或者电压值之间的差来作出确定。因此，车载充电管理装置可以在利用来自外部电源单元的电力对车载储电设备进行充电时检测地线的断开。因此，可以在车辆侧管理对储电设备的充电。可被确定的车辆侧地线的断开是在车辆侧地线与检测信号线之间的连接点以外发生的断开。

在充电管理装置中，断开确定设备可以包括电流检测器或者电压检测器，其检测流过检测信号线的电流或者电流的电压。在电流检测器未检测到电流的情况下，或者在电压检测器未检测到电压的情况下，断开确定设备可以确定外侧地线和车辆侧地线中的至少一个断开。此时，光电耦合器或者电流表可以用作电流检测器。电压传感器可以用作电压检测器。

在充电管理装置中，外侧信号线可以通过外侧电阻连接至参考电位。断开确定设备可以在检测信号线中具有电流检测器或者与电流检测器串联连接的车辆侧电阻。

根据如前所述的充电管理装置，在外侧地线与车辆侧地线连接的情况下，由于以下电压作用在外侧信号线和车辆侧信号线上，因此电流流过检测信号线：所述电压是通过由外侧电阻和车辆侧电阻对参考电位进行分压而获得的。同时，在外侧地线或者车辆侧地线断开的情况下，由于外侧信号线、车辆侧信号线、检测信号线、外侧地线以及车辆侧地线保持为参考电位，因此电流不流过检测信号线。因此，在电流流过检测信号线的情况下，断开确定设备可以确定外侧地线与车辆侧地线连接，在电流不流过检测信号线的情况下，断开确定设备可以确定外侧地线或者车辆侧地线断开。

在充电管理装置中，断开确定设备可以被配置成在确定外侧地线或者车辆侧地线中的至少一个断开的情况下禁止充电。如前所述的充电管理装置可以抑制由于外侧地线或者车辆侧地线断开而导致的不便。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的元件，并且在附图中：

图1是示出以下充电系统的概要配置的框图：该充电系统着重于作为本发明的一个实施方式的充电管理装置以及外部电源单元；

图2是示出由电子控制单元执行的充电许可或拒绝例程的一个示例的流程图；以及

图3是示出连接信号、监测信号、充电许可或拒绝以及充电开关的时间变化的一个示例的说明性视图；

图4是示出以下充电系统的概要配置的框图：该充电系统着重于作为本实施方式的第一修改的充电管理装置以及外部电源单元；

图5是示出以下充电系统的概要配置的框图：该充电系统着重于作为本实施方式的第二修改的充电管理装置以及外部电源单元。

具体实施方式

现在，将基于实施方式详细描述用于执行本发明的方式。

图1是示出着重于作为本发明一个实施方式的充电管理装置20和外部电源单元120的充电系统的概要配置的框图。所示的充电系统包括用于对车载电池10充电的充电管理装置20、从外部电源110向充电管理装置20供应电力以对电池10充电的外部电源单元120、连接至充电管理装置20的车辆侧连接器12、以及连接至车辆侧连接器12的外侧连接器112。

外部电源单元120包括电池充电器124和充电控制器160。电池充电器124连接至例如三相交流外部电源110，并且充电控制器160控制电池充电器124。电池充电器124包括AC至DC转换器、变压器、DC至DC转换器和继电器。电池充电器124向外侧充电电力线122供应充电电力。尽管未示出，但是例如，AC至DC转换器将三相交流电力转换成直流电力，变压器对来自AC至DC转换器的直流电力的电压进行转换，以及DC至DC转换器根据电池10的充电状态调节充电电力的电压。例如，充电控制器160由微型计算机(主要由CPU构成)形成，以执行对组成构件的驱动控制，该组成构件例如是电池充电器124的AC至DC转换器、DC至DC转换器和继电器。外部电源单元120还包括接地的外侧地线132、通过电阻142连接至参考电位144的外侧信号线134、以及通过电阻152连接至外侧地线132的外侧连接信号线150。

充电管理装置20包括连接至外侧充电电力线122并且还通过充电开关24连接至电池10的车辆侧充电电力线22。充电管理装置20还包括电子控制单元60。充电管理装置20包括连接至外侧地线132的车辆侧地线32和连接至外侧信号线134的车辆侧信号线34。车辆侧地线32和车辆侧信号线34通过包括有串联连接的电阻42和光电耦合器44的检测信号线40而连接。光电耦合器44由发光二极管44a和光电晶体管44b构成，其中，电阻42串联连接至光电耦合器的发光二极管44a。光电晶体管44b连接至参考电位46，并且通过电阻48接地。光电晶体管44b与电阻48之间的连接点处的电压被作为监测信号MNT输入至电子控制单元60。充电管理装置20包括连接至外侧连接信号线150的车辆侧连接信号线50。车辆侧连接信号线50通过电阻52连接至参考电位54，并且车辆侧连接信号线50与电阻52之间的连接点处的电压被作为连接信号DP输入至电子控制单元60。

电子控制单元60被配置为主要由CPU构成的微型计算机。除了CPU以外，电子控制单元60包括ROM、RAM、非易失性RAM以及未示出的输入输出端口。电子控制单元60的输入端口的示例包括端口MNT和端口DP，监测信号MNT和连接信号DP被输入至端口MNT和端口DP。驱动控制信号被从电子控制单元60的输出端口输出至充电开关24。

电子控制单元60基于连接信号DP来确定车辆侧连接器12和外侧连接器112是否连接。在连接信号DP的电位等于参考电位的情况下，电子控制单元60确定车辆侧连接器12与外侧连接器112未连接。在连接信号DP具有通过由电阻52和电阻152对参考电位54进行分压而获得的电位的情况下，电子控制单元60确定车辆侧连接器12与外侧连接器112连接。

电子控制单元60基于监测信号MNT来确定在车辆侧地线32的以下部分中或者在外侧地线132(在下文中简称为“地线”)中是否发生断开：比连接点更靠近车辆侧连接器12的部分。在地线中未发生断开的情况下，电流流过检测信号线40。因此，光电耦合器44的发光二极管44a发光，并且光电晶体管44b接通。因此，监测信号MNT的电压变得与参考电位46相同。在地线中发生断开的情况下，电流不流过检测信号线40。因此，光电耦合器44的发光二极管44a不发光，并且光电晶体管44b关断。因此，监测信号MNT具有与地电位(值)相同的电压。因而，在监测信号MNT具有与参考电位46相同的电压的情况下，电子控制单元60确定未发生断开，而在监测信号MNT具有与地电位(值为零)相同的电压的情况下，电子控制单元60确定发生断开。

现在给出对实施方式的充电管理装置20的操作的描述，特别是基于地线中是否发生断开而允许或拒绝对电池10进行充电时的操作。图2是示出由电子控制单元60执行的充电许可或拒绝例程的一个示例的流程图。该例程在车辆侧连接器12与外侧连接器112连接的情况下执行。

在执行充电许可或拒绝例程时，电子控制单元60确定连接信号DP是否与电压Vref1一致，该电压Vref1是通过由电阻52和电阻152对参考电位54进行分压而获得的电位(步骤S100)。在确定连接信号DP与电压Vref1不一致的情况下，电子控制单元60确定车辆侧连接器12与外侧连接器112尚未连接，并且等待连接信号DP与电压Vref1一致。在确定连接信号DP与电压Vref1一致的情况下，电子控制单元60确定车辆侧连接器12与外侧连接器112连接，并且确定监测信号MNT是否等于或大于电压Vref2，该电压Vref2低于参考电位46的电压(步骤S110)。在确定监测信号MNT等于或大于电压Vref2的情况下，电子控制单元60确定地线中未发生断开。因此，电子控制单元60允许对电池10进行充电(步骤S120)，并且结束本例程。在允许对电池10进行充电的情况下，电子控制单元60确认不存在其他异常，并且接通充电开关24以开始对电池10进行充电。同时，在确定监测信号MNT小于电压Vref2的情况下，电子控制单元60确定地线中发生断开。因此，电子控制单元60禁止对电池10进行充电(步骤S130)，并且结束本例程。在这种情况下，由于充电开关24未接通，因此不执行对电池10的充电。

图3是示出连接信号DP、监测信号MNT、充电许可或拒绝、以及充电开关24的时间变化的一个示例的说明性视图。在图3中，实线表示未发生断开时的时间变化，虚线表示地线中发生断开时的时间变化。在地线中未发生断开的情况下，在连接信号DP被确认为与电压Vref1一致的时间T1处，监测信号MNT变得等于或大于电压Vref2。因此，充电许可或拒绝例程在时间T2处允许充电，并且在随后的时间T3处接通充电开关24以开始对电池10进行充电。一旦电池10的充电结束(时间T4处)，则断开充电开关24。在地线中发生断开的情况下，即使在连接信号DP被确认为与电压Vref1一致的时间T1处，监测信号MNT也保持着小于电压Vref2的电压(具体来说，值为零)。因此，充电许可或拒绝例程禁止充电，并且不接通充电开关24。

前面描述的实施方式的充电管理装置20包括连接至外侧地线132的车辆侧地线32、连接至外侧信号线134(该外侧信号线134通过电阻142连接至参考电位144)的车辆侧信号线34、以及连接车辆侧地线32与车辆侧信号线34的检测信号线40，检测信号线40包括串联连接的电阻42和光电耦合器44。指示电流是否流过检测信号线40的信号被光电耦合器44作为监测信号MNT而输入。在电流流过检测信号线40的情况下，基于监测信号MNT确定地线中未发生断开。在电流未流过检测信号线40的情况下，确定地线中发生断开。因此，车载充电管理装置20可以在利用来自外部电源单元120的电力对电池10充电时检测地线的断开。在确定地线中未发生断开的情况下，实施方式的充电管理装置20允许对电池10进行充电。在确定地线中发生断开的情况下，充电管理装置20禁止对电池10进行充电。因此，可以抑制由于地线断开而导致的不便，例如对组成构件的损坏。

实施方式的充电管理装置20通过利用光电耦合器44检测电流是否流过检测信号线40来确定地线中是否发生断开。但是，在作为实施方式的第一修改的、图4所示的充电管理装置20’中，使用电流表70来代替光电耦合器44。在第一修改中，替代于光电耦合器44，电流表70被布置在电阻42与车辆侧信号线34之间。电流表70与车辆侧信号线34之间的连接点72连接至参考电位46与电阻48之间的连接点74。此外，连接点74连接至端口MNT。在第一修改中，在由电流表70检测的电流值基本上为零的情况下，确定地线中发生断开，在由电流表70检测的电流值不是基本上为零的情况下，确定地线中未发生断开。

由于可以基于检测信号线40中的电阻42与车辆侧信号线34之间的电位来确定地线中是否发生断开。因此，在作为实施方式的第二修改的、图5所示的充电管理装置20”中，可以基于用于检测电阻42与车辆侧信号线34之间电位的电压传感器80的检测值来确定地线中是否发生断开。在第二修改中，替代于光电耦合器44，电压传感器80被布置在车辆侧信号线34与连接点86之间，连接点86被布置在电阻42与车辆侧地线32之间的检测信号线40上。电压传感器80与车辆侧信号线34之间的连接点82连接至参考电位46与电阻48之间的连接点84。此外，连接点84连接至端口MNT。在第二修改中，在由电压传感器80检测的电压值基本上为零的情况下，确定地线中发生断开，在由电压传感器80检测的电压值不是基本上为零的情况下，确定地线中未发生断开。

尽管在实施方式、第一修改和第二修改的充电系统中，外部电源单元120包括电池充电器124，但是车载充电管理装置20可以包括电池充电器。

将给出实施方式、第一修改和第二修改的主要元件与“发明内容”中所描述的本发明的主要元件之间的对应关系的描述。在实施方式、第一修改和第二修改中，电池10是“储电设备”的一个示例。车辆侧地线32是“车辆侧地线”的一个示例。车辆侧信号线34是“车辆侧信号线”的一个示例。检测信号线40是“检测信号线”的一个示例。电阻42、光电耦合器44或电流表70或电压传感器80、参考电位46、电阻48以及电子控制单元60是“断开确定设备”的示例。外部电源单元120是“外部电源单元”的一个示例。外侧地线132是“外侧地线”的一个示例。外侧信号线134是“外侧信号线”的一个示例。

由于实施方式、第一修改和第二修改的主要元件与“发明内容”中所描述的本发明的主要元件之间的对应关系是提供了用于执行“发明内容”中所描述的本发明的方式的具体描述的一个示例，因此，该对应关系不旨在限制“发明内容”中所描述的本发明的元件。更具体地，应当基于其中的描述来解释“发明内容”中所描述的本发明，并且实施方式、第一修改和第二修改仅是在“发明内容”中公开的本发明的具体示例。

尽管已经使用实施方式、第一修改和第二修改描述了用于执行本发明的方式，但是本发明不以任何方式受限于所公开的实施方式、第一修改和第二修改。自然应当理解，可以在不脱离本发明的范围的情况下以各种方式来执行本发明。

本发明可应用于诸如充电管理装置的制造的领域。

Claims (9)

1.一种车载充电管理装置，其利用来自外部电源单元的电力对车载储电设备进行充电，所述充电管理装置的特征在于包括：

车辆侧地线，其与所述外部电源单元的外侧地线连接；

车辆侧信号线，其与所述外部电源单元的外侧信号线连接；

检测信号线，其被配置成连接所述车辆侧信号线与所述车辆侧地线；以及

断开确定设备，其被配置成在所述外部电源单元处于连接状态的情况下，基于所述检测信号线的电流值来确定所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个的存在或不存在，

其中，所述断开确定设备包括电流检测器，所述电流检测器被配置成检测流过所述检测信号线的电流，并且所述断开确定设备被配置成在所述电流检测器未检测到所述电流的情况下，确定所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的充电管理装置，其特征在于，所述电流检测器是光电耦合器。

3.根据权利要求1所述的充电管理装置，其特征在于，所述电流检测器是电流表。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电管理装置，其特征在于，所述外侧信号线通过外侧电阻连接至参考电位，并且所述断开确定设备包括与所述电流检测器串联地连接至所述检测信号线的车辆侧电阻。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的充电管理装置，其特征在于，所述断开确定设备被配置成在所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个被确定的情况下禁止充电。

6.一种车载充电管理装置，其利用来自外部电源单元的电力对车载储电设备进行充电，所述充电管理装置的特征在于包括：

车辆侧地线，其与所述外部电源单元的外侧地线连接；

车辆侧信号线，其与所述外部电源单元的外侧信号线连接；

检测信号线，其被配置成连接所述车辆侧信号线与所述车辆侧地线；以及

断开确定设备，其被配置成在所述外部电源单元处于连接状态的情况下，基于所述检测信号线的电压值来确定所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个的存在或不存在，

其中，所述断开确定设备包括电压检测器，所述电压检测器被配置成检测所述检测信号线的电压值，并且所述断开确定设备被配置成在所述电压检测器未检测到所述电压值的情况下，确定所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的充电管理装置，其特征在于，所述电压检测器是电压传感器。

8.根据权利要求6或7所述的充电管理装置，其特征在于，所述外侧信号线通过外侧电阻连接至参考电位，并且所述断开确定设备包括与所述电压检测器并联地连接至所述检测信号线的车辆侧电阻。

9.根据权利要求6或7所述的充电管理装置，其特征在于，所述断开确定设备被配置成在所述外侧地线的断开和所述车辆侧地线的断开中的至少一个被确定的情况下禁止充电。