專(zhuān)利名稱(chēng)：雙充電器系統(tǒng)的制作方法
雙充電器系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2011年I月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/432，876號(hào)的權(quán)益，并要求于2011年12月19日提交的美國(guó)申請(qǐng)第13/330，496號(hào)的優(yōu)先權(quán)，它們的公開(kāi)內(nèi)容據(jù)此通過(guò)引用全部并入。背景
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背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于便利對(duì)電池充電的充電器，例如但不限于車(chē)輛中存在的、用車(chē)輛外的源提供的能量對(duì)車(chē)輛電池充電的充電器類(lèi)型。2.
背景技術(shù)：
混合電動(dòng)車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)輛和以其他方式用電動(dòng)機(jī)提供某些水平的車(chē)輛推進(jìn)力的其他類(lèi)型的車(chē)輛或裝置可包括電池，以獲得給電動(dòng)機(jī)供電所需要的電能。在一些情況下， 電池可以用由車(chē)輛外的源提供的能量充電，如用通過(guò)墻上插座、充電站、電動(dòng)車(chē)輛供電設(shè)備 (EVSE)等提供的能量充電。因?yàn)殡姵匦枰獙⒂绍?chē)輛外的源提供的能量在它可用于對(duì)電池充電之前進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以需要一種充電器系統(tǒng)以準(zhǔn)備源能量用于對(duì)電池充電。概述在一種實(shí)施方式中，提供了用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)。所述充電器系統(tǒng)包括被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)的第一充電器，所述第一充電器具有第一主指示數(shù)字輸入，并且被配置成解碼所述第一主指示數(shù)字輸入以確定第一角色作為主充電器還是從充電器。當(dāng)確定第一角色為主充電器時(shí)，第一充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。當(dāng)確定第一角色為從充電器時(shí)，第一充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。所述充電器系統(tǒng)還包括被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)的第二充電器，所述第二充電器具有第二主指示數(shù)字輸入，并且被配置成解碼所述第二主指示數(shù)字輸入以確定第二角色作為主充電器還是從充電器。當(dāng)確定第二角色為主充電器時(shí)，第二充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。當(dāng)確定第二角色為從充電器時(shí)，第二充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。以更詳細(xì)的程度，本發(fā)明的實(shí)施方式可包括各種另外的特征。在一個(gè)特征中，充電器系統(tǒng)還包括連接到第一充電器并連接到第二充電器的車(chē)輛線(xiàn)束。所述車(chē)輛線(xiàn)束被配置成將第一充電器和第二充電器連接到車(chē)輛總線(xiàn)。在另一特征中，配置所述車(chē)輛線(xiàn)束使得一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)連接到所述第一主指示數(shù)字輸入。所述一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)還以相反的配置連接到所述第二主指示數(shù)字輸入。在另一特征中，使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集的主充電器從電池管理系統(tǒng)接收命令并將命令發(fā)送給從充電器。所述從充電器從所述主充電器接收命令。在另一實(shí)施方式中，一種用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)包括被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)的第一充電器，以及被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)的第二充電器。第一充電器和第二充電器被配置成互相通信并約定哪個(gè)充電器為主充電器，另一充電器為從充電器。當(dāng)特定的充電器為主充電器時(shí)，該特定的充電器配置其到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。當(dāng)特定的充電器為從充電器時(shí)，該特定的充電器配置其到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。在一種可能的實(shí)現(xiàn)中，第一充電器和第二充電器被配置成通信它們的序列號(hào)，并且基于所述序列號(hào)確定哪個(gè)充電器為主充電器。在另一種可能的實(shí)現(xiàn)中，第一充電器和第二充電器被配置成每個(gè)都通信一隨機(jī)數(shù)，并且基于所述隨機(jī)數(shù)確定哪個(gè)充電器為主充電器。在另一實(shí)施方式中，一種用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)包括第一充電器，第一充電器被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)，并被配置為主充電器以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。該充電器系統(tǒng)還包括第二充電器，第二充電器被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)，并被配置為從充電器以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集的主充電器從電池管理系統(tǒng)接收命令并將命令發(fā)送給從充電器。從充電器從主充電器接收命令。附圖
的簡(jiǎn)要描述然而，通過(guò)結(jié)合附圖并參考以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征可以變得更加明顯， 并且本發(fā)明可以被最好地理解，在附圖中圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的雙充電器系統(tǒng)；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的直接連接布置；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的級(jí)聯(lián)連接布置；圖4-7示出根據(jù)本發(fā)明的非限制性方面的車(chē)輛消息通信；圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的用于調(diào)節(jié)雙充電器系統(tǒng)的充電的方法的流程圖。圖9示出本發(fā)明的其他非限制性方面。詳細(xì)說(shuō)明圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的雙充電器系統(tǒng)10。系統(tǒng)10被示出包括并聯(lián)連接到車(chē)輛(未不出)內(nèi)所包括的電池16的第一充電器12和第二充電器14。第一和第二充電器12、14可包括正極和負(fù)極輸出，該正極和負(fù)極輸出共同經(jīng)由正極和負(fù)極連接電纜20、22連接到電池的正極和負(fù)極。第一和第二充電器12、14可包括到車(chē)輛中所包括的插座的輸入，用于連接到墻上插座或其他電動(dòng)車(chē)輛供電設(shè)備(EVSE)24的電纜線(xiàn)可連接到該輸入，以在給電池16充電之前，向第一和第二充電器12、14提供能量用于操作。雖然第一和第二充電器12、14被示出共同連接到連接電纜20、22，但是任何數(shù)量的其他配置可被用來(lái)將充電器12、14并聯(lián)連接到電池16。這個(gè)示例性的連接配置不意在不必要地限制本發(fā)明的范圍和意圖。本發(fā)明主要關(guān)于向第一和第二充電器12、14中的每個(gè)提供交流(AC)能量的EVSE24進(jìn)行了描述，交流能量然后通過(guò)第一和第二充電器12、14轉(zhuǎn)換為足以給電池16充電的直流(DC)能量。這樣做也是為了示例性目的，而沒(méi)有打算不必要地限制本發(fā)明的范圍和意圖，因?yàn)楸景l(fā)明充分考慮任何數(shù)量的用于為充電器12、14提供交流或直流能量以用于給電池16充電的配置。雙充電器系統(tǒng)10允許更短的充電時(shí)間，因?yàn)橐粋€(gè)充電器不負(fù)責(zé)滿(mǎn)足所有的電流需求，并且在電流需求較大的情況中，則使用兩個(gè)充電器12、14滿(mǎn)足相應(yīng)的需求可能比單個(gè)充電器布置快，因?yàn)殡娏餍枨蟮脑黾涌梢苑植荚趦蓚€(gè)充電器12、14上。如果未來(lái)的充電需求更大，則雙充電器系統(tǒng)10可被擴(kuò)容以包括額外的充電器(例如，并聯(lián)連接的三個(gè)、四個(gè)或更多充電器)。可選地，第一和第二充電器12、14可以是相同的(相同的硬件、軟件、零件編號(hào)、CAN數(shù)據(jù)庫(kù)等)，以簡(jiǎn)化制造以及最終客戶(hù)的裝配。第一和第二充電器12、14可以操作來(lái)直接地處理握手信號(hào)，如在SAE J1772中所定義的控制導(dǎo)向和接近檢測(cè)，如通過(guò)將一個(gè)充電器的指令集復(fù)制或傳遞到另一個(gè)充電器。可選地，從負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各種車(chē)輛系統(tǒng)和子系統(tǒng)的行動(dòng)的車(chē)輛控制模塊或其他基于車(chē)輛的控制器或模塊的視點(diǎn)來(lái)看，雙充電器系統(tǒng)10可表現(xiàn)為單個(gè)單元，即猶如第一和第二充電器12、14出現(xiàn)在一輛車(chē)輛(未示出)上并且對(duì)于其他車(chē)輛控制而言作為單個(gè)充電器。在這種方式下，車(chē)輛可以發(fā)送單個(gè)命令到充電系統(tǒng)10，并期望返回單組狀態(tài)，這可以用來(lái)去除車(chē)輛控制兩個(gè)獨(dú)立的充電器12、14的負(fù)擔(dān)，并使系統(tǒng)從一個(gè)充電器到兩個(gè)充電器進(jìn)行擴(kuò)容的問(wèn)題變?yōu)楦淖兙€(xiàn)束的問(wèn)題。單個(gè)充電器的出現(xiàn)可有助于一個(gè)充電器12擔(dān)當(dāng)主要角色，并執(zhí)行充電系統(tǒng)10的負(fù)載平衡，而另一充電器14充當(dāng)從屬角色。這需要確定是需要一個(gè)還是兩個(gè)充電器12、14 來(lái)產(chǎn)生車(chē)輛所請(qǐng)求的輸出。如果只要求一個(gè)充電器12、14來(lái)滿(mǎn)足所請(qǐng)求的輸出，即給電池 16充電所需要的充電電壓和充電電流，則主充電器可以在其本身和第二充電器之間隨機(jī)地選擇以處理任務(wù)。通過(guò)使用單個(gè)充電器，它提高了系統(tǒng)10的效率，并且通過(guò)在兩個(gè)充電器 12、14之間隨機(jī)地選擇，可通過(guò)在兩個(gè)充電器上均等地分布使用來(lái)延長(zhǎng)系統(tǒng)10的使用壽命O如果要求兩個(gè)充電器12、14來(lái)滿(mǎn)足所請(qǐng)求的輸出需求，則主充電器12可執(zhí)行負(fù)載平衡以使負(fù)載分布在兩個(gè)充電器12、14之間。本質(zhì)上，可以將兩個(gè)充電器12、14的輸出電壓設(shè)置為所請(qǐng)求的值，并設(shè)置每個(gè)充電器12、14以提供所請(qǐng)求的電流的一半。一個(gè)充電器 12可被放置在限壓模式下，而另一充電器14可被放置在限流模式下，此后，來(lái)考慮另一充電器12的輸出變化。在這種方式下，可以不調(diào)節(jié)來(lái)自一個(gè)充電器14的電壓而調(diào)節(jié)來(lái)自充電器12的電壓，以補(bǔ)償未被調(diào)節(jié)電壓中的變化。可以采用類(lèi)似的電流控制策略，以便可以不調(diào)節(jié)來(lái)自一個(gè)充電器12的電流輸出而根據(jù)該電流的變化來(lái)調(diào)節(jié)來(lái)自另一充電器14的電流。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的第一和第二充電器12、14的直接連接布置30。系統(tǒng)30被示出具有直接地連接到車(chē)輛總線(xiàn)32的第一和第二充電器12、14。車(chē)輛總線(xiàn)32中出現(xiàn)的硬件輸入和輸出(I/O)提供哪個(gè)充電器12、14可能是主充電器以及哪個(gè)充電器可能是從充電器的指示。這些輸入可在加電時(shí)檢查，并且它們的狀態(tài)可被用來(lái)配置充電器12、14可基于其定義的角色發(fā)送和接收的CAN消息集。同樣，在這種類(lèi)型的系統(tǒng)30 中，來(lái)自電纜線(xiàn)的控制導(dǎo)向和接近信號(hào)34可由車(chē)輛中的一些其他模塊處理。在多個(gè)充電器E⑶控制系統(tǒng)中，即，其中每個(gè)充電器12、14包括ECU，兩個(gè)充電器 12、14的角色可通過(guò)線(xiàn)束中的硬件信號(hào)(如所示的主信號(hào)和從信號(hào))確定。這可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)數(shù)字輸入(例如，高=主，低=從)完成。一個(gè)輸入值可以被定義為用于主，而所有其他的輸入值組合可被定義為用于從。主充電器12可負(fù)責(zé)處理來(lái)自車(chē)輛的輸出請(qǐng)求并發(fā)送專(zhuān)門(mén)的從充電器命令消息到第二從充電器14以便對(duì)其進(jìn)行控制。然后，它可能需要接收從充電器的狀態(tài)，并將其與自己的狀態(tài)結(jié)合，并將單個(gè)充電系統(tǒng)狀態(tài)消息發(fā)送回車(chē)輛。雖然從充電器命令和狀態(tài)消息可出現(xiàn)在車(chē)輛總線(xiàn)30上，但它們可用于充電器之間的通信并被車(chē)輛的其余部分忽略。與許多車(chē)輛電子控制模塊一樣，通過(guò)車(chē)輛總線(xiàn)30重新編程該單元以及診斷這些單元中的問(wèn)題的能力對(duì)服務(wù)而言是非常重要的。每個(gè)充電器12、14可被定義具有唯一的一組診斷ID，允許將每個(gè)充電器12、14單獨(dú)作為故障排除和重新編程的對(duì)象。高壓互鎖 (HVIL)信號(hào)38被示出在車(chē)輛總線(xiàn)30、第一充電器12和第二充電器14之間傳播。HVIL信號(hào)38可以是在每個(gè)裝置之間不斷傳播的脈沖序列，并用于檢測(cè)導(dǎo)致脈沖序列中斷的錯(cuò)誤或其他毀壞。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的第一和第二充電器12、14的級(jí)聯(lián)連接布置44。在這種布置44中，只有第一充電器(主充電器)12直接連接到車(chē)輛總線(xiàn)30，而第二充電器(從充電器)14通過(guò)第二 CAN通道46“菊鏈(daisy chained) ”到第一充電器12。 這種連接方案導(dǎo)致第一充電器12作為第二充電器14的入口，而第二充電器14不需要意識(shí)到第一充電器12的存在。第二充電器14可作為獨(dú)立的充電器，只不過(guò)其控制導(dǎo)向和接近檢測(cè)信號(hào)34可被CAN信號(hào)覆蓋，因?yàn)檫@些信號(hào)可能物理上不連接到多個(gè)充電器。在級(jí)聯(lián)控制系統(tǒng)44中，主充電器12可作為獨(dú)立的充電器12，直到它在其CAN B總線(xiàn)上檢測(cè)到來(lái)自第二充電器14的通信。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，第一充電器可變?yōu)橹鳌５诙潆娖?4可以變?yōu)閺模⑶耶?dāng)直接連接到車(chē)輛時(shí)本質(zhì)上與單個(gè)充電器極為相同地操作。對(duì)于充電控制，可假定，車(chē)輛可發(fā)送單個(gè)命令($50)到被認(rèn)為是單個(gè)充電器的器件，并期待單個(gè)狀態(tài)響應(yīng)($51)返回，全部通過(guò)CAN A，如圖4所示。默認(rèn)情況下，所有充電器都可在“從” 模式下操作，僅接收命令($50)并返回狀態(tài)($51)。每個(gè)充電器可以總是使其CAN B設(shè)置成接收相同的狀態(tài)消息($51)，以便檢測(cè)第二充電器14是否存在。如果充電器12、14在其CAN B上接收到狀態(tài)消息($51)，那么可確定第二“從”充電器14存在，并且它應(yīng)作為“主”的角色并根據(jù)需要開(kāi)始進(jìn)行負(fù)載平衡。要做到這一點(diǎn)，它可在CAN A上接收來(lái)自車(chē)輛的命令($51)并確定它可處理請(qǐng)求的哪一部分， 并通過(guò)CAN B使用“克隆的”命令消息($50)發(fā)送其他部分，從充電器可將該消息僅解釋為來(lái)自車(chē)輛的命令，而甚至沒(méi)有意識(shí)到在該系統(tǒng)中有主充電器。因而主充電器也可獲取其在CAN B上接收的從充電器的狀態(tài)響應(yīng)($51)并且將其中的信息與其自身的狀態(tài)響應(yīng)相結(jié)合，并通過(guò)CAN A將累積狀態(tài)消息($51)發(fā)送給車(chē)輛。如果主充電器12在任意點(diǎn)處在CAN B上未接收到從充電器的狀態(tài)消息($51) —段定義的超時(shí)期間，則它可以?xún)H默認(rèn)地回到正常模式，猶如它是存在的唯一充電器。因?yàn)榭刂茖?dǎo)向和接近檢測(cè)信號(hào)34由于設(shè)計(jì)不能被簡(jiǎn)單地分到兩個(gè)充電器，主充電器12可能需要封裝這兩個(gè)信號(hào)狀態(tài)并在CAN B上通過(guò)專(zhuān)門(mén)的消息(例如，ID $40)發(fā)送它們，該消息告訴從充電器14 忽略實(shí)際的物理信號(hào)(其不會(huì)被連接)，而相反使用所提供的值。一旦接收到此消息，從充電器14可以用來(lái)自CAN消息的所提供的狀態(tài)值替代真實(shí)的物理信號(hào)值，并可使用所提供的交流電流限制取代從控制導(dǎo)向信號(hào)34解碼的實(shí)際的交流電流限制。兩個(gè)充電器12、14可被配置成接收兩個(gè)物理診斷ID。一個(gè)可用于向主充電器請(qǐng)求信息，而第二個(gè)可用于通過(guò)主充電器12發(fā)送請(qǐng)求并到從充電器14。例如，假設(shè)對(duì)于主充電器，診斷ID是$601用于請(qǐng)求而$641用于響應(yīng)，而對(duì)于從充電器，它們分別是$602/$642，如果技術(shù)人員向主充電器請(qǐng)求診斷信息，則他們會(huì)使用ID$601發(fā)送診斷請(qǐng)求，并使用ID$641查找響應(yīng)，如圖5所示。在這種情況下，主充電器會(huì)處理執(zhí)行所請(qǐng)求的行為。如果技術(shù)人員向一具有兩個(gè)充電器的系統(tǒng)中的從充電器14請(qǐng)求診斷信息，則他們可以使用ID$602發(fā)送診斷請(qǐng)求，并使用ID$642查找響應(yīng)。在這種情況下，主充電器12會(huì)經(jīng)由CAN B，通過(guò)發(fā)送“克隆的”$601請(qǐng)求，僅將診斷請(qǐng)求傳遞到從充電器14，如圖6所示。 從充電器14然后將執(zhí)行該行為，并返回響應(yīng)$641，主充電器12然后使用ID$642經(jīng)由CAN A將該響應(yīng)傳回系統(tǒng)。對(duì)于全局診斷請(qǐng)求(例如ID $101)的情況，主充電器可首先通過(guò)CANB將請(qǐng)求傳遞到從充電器，然后執(zhí)行所請(qǐng)求的行為，以及然后發(fā)送它自己的響應(yīng)($641)，以及然后傳遞來(lái)自從充電器的響應(yīng)($642)，如圖7所示。這種設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到兩個(gè)充電器12、14的簡(jiǎn)單重新刷新，這通過(guò)允許技術(shù)人員使用主充電器的物理ID($601)僅執(zhí)行與主充電器的一個(gè)重新編程會(huì)話(huà)，以及然后一旦完成，對(duì)于從充電器，使用從充電器的物理ID($602)重復(fù)該過(guò)程。 對(duì)于從充電器重新編程，主節(jié)點(diǎn)可簡(jiǎn)單地從CAN A獲取診斷請(qǐng)求($602)，并使它們改變路徑到CAN B，使用ID$601發(fā)送到從充電器。然后，可獲取在CAN B上接收的來(lái)自從充電器的響應(yīng)($641)，并使用ID $642將它們改道發(fā)送到CAN A上。下面是表示CAN消息的表，其可能需要基于有關(guān)圖3中所示的級(jí)聯(lián)連接布置所列的簡(jiǎn)化的示例消息來(lái)配置。
ID
描述
配置 CANA CANB
功能$50車(chē)輛命令RxTx$51充電器狀態(tài)TxRx$40旁路模式RxTx診斷$101全局診斷請(qǐng)求Rx(D)Tx$601主物理請(qǐng)求Rx(D)Tx$602從物理請(qǐng)求Rx-NA-$641主診斷響應(yīng)Tx(D)Rx$642從診斷響應(yīng)Tx-NA-
Tx = Rx = (D)
=發(fā)送消息 :接收消息
=配置為通過(guò)診斷來(lái)處理
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面的用于調(diào)節(jié)雙充電器系統(tǒng)的充電的方法的流程圖78。該方法可以在駐留在一個(gè)或多個(gè)充電器12、14和/或車(chē)輛控制器中的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或其他邏輯執(zhí)行元件的協(xié)助下實(shí)現(xiàn)。為了示例性目的，該方法主要關(guān)于雙充電器配置進(jìn)行描述，其中第一充電器12與第二充電器14并聯(lián)連接，并且兩個(gè)充電器12、14通過(guò)足以提供來(lái)自車(chē)輛外的源的能量的EVSE 24或其他接口接收公共交流電。當(dāng)然，本發(fā)明不意在被如此限制，而是充分地考慮源在車(chē)輛內(nèi)并具有關(guān)于充電器12、14的其他配置。塊80涉及確定對(duì)電池16充電所需要的充電電壓和充電電流。充電電壓和電流可由電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(BMS)、一個(gè)或多個(gè)第一和第二充電器12、14或車(chē)輛內(nèi)的一些其他裝置確定。充電電壓和電流可基于電池目前的電壓水平和電流水平、電池的運(yùn)行/設(shè)計(jì)特征、車(chē)輛的運(yùn)行特征和能力以及足以確定便于將電池16充電至期望的水平所需的充電電壓和電流的量的其他參數(shù)。充電電壓和電流可在充電過(guò)程中和隨車(chē)輛的操作動(dòng)態(tài)地改變,并且在整個(gè)充電過(guò)程中可以被相應(yīng)地調(diào)整，以便第一和/或第二充電器12、14的輸出可以隨之相應(yīng)地調(diào)整。塊82涉及確定是否需要第一或第二充電器12、14 二者或更多充電器(如果更多充電器可用的話(huà))來(lái)提供充電電壓和電流。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面考慮在正常充電活動(dòng)期間配置需要雙充電器12、14，使得對(duì)每個(gè)充電器12、14的供電需求可以小于如果使用單個(gè)充電器所需要的供電需求。因此，僅從第一和第二充電器12、14的一個(gè)提供充電電壓和電流的需要可被限制到其中需要較低電壓和電流用于充電的情況。塊84涉及只需要一個(gè)充電器而為了在第一和第二充電器12、14之間均等地分布重復(fù)的、單充電器充電事件的目的時(shí)，隨機(jī)地選擇充電器12、14中的一個(gè)以提供充電電壓和電流。塊86涉及用由第一和第二充電器12、14中的每個(gè)提供的電壓和電流給電池16充電。由第一和第二充電器12、14提供的電壓和電流分別地且相應(yīng)地稱(chēng)為第一和第二電壓與第一和第二電流。如果第一和第二充電器12、14可操作來(lái)將交流能量轉(zhuǎn)換成直流能量，則第一和第二電壓與第一和第二電流可以是直流的。當(dāng)然，本發(fā)明不意在被如此限制，而是充分地考慮充電器12、14可操作來(lái)將交流能量調(diào)節(jié)為交流能量、將直流能量調(diào)節(jié)為直流能量和/或?qū)⒅绷髂芰空{(diào)節(jié)為交流能量。可以操作第一和第二充電器12、14，同時(shí)通過(guò)選擇一個(gè)充電器12 (示出為第一充電器)實(shí)施電壓控制(塊88)，以及選擇另一個(gè)充電器14 (示出為第二充電器)實(shí)施電流控制(塊90)，來(lái)調(diào)節(jié)電池的充電。電壓和電流控制模式可以由第一和第二充電器12、14中的不同充電器實(shí)施，以便防止每個(gè)充電器12、14都負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電流和電壓控制時(shí)可能產(chǎn)生的不穩(wěn)定性、連續(xù)調(diào)整和其他不必要的控制。本發(fā)明的一個(gè)非限制性方面考慮命令一個(gè)充電器14提供比另一充電器 12更多的電壓，而另一個(gè)充電器12提供比充電器14更多的電流，并且然后指示充電器12、 14中的每個(gè)具有較低電壓和較低電流限制的充電器分別負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電壓和電流。示出為第一充電器12的、負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電壓的充電器將監(jiān)測(cè)電池16的凈電壓，該凈電壓是來(lái)自第一和第二充電器12、14的實(shí)際電壓輸出的組合。如果凈電壓大于充電電壓，則第一充電器12將第一電壓減少相應(yīng)的量，以及如果凈電壓小于充電電壓，則第一充電器12 將第一電壓增加相應(yīng)的、成比例的量。第二充電器14將不需要任何相應(yīng)的調(diào)整，S卩，它將不需要增加/減少電壓的相應(yīng)指令，因?yàn)樗鼘⒈蛔詣?dòng)地拉到與第一充電器12相同的電壓，這是由于第二充電器14具有比第一充電器12更大的電壓限制。示出為第二充電器14的負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電流的充電器將監(jiān)測(cè)電池16的凈電流，該凈電流是來(lái)自第一和第二充電器12、14的實(shí)際電流輸出的組合。如果凈電流大于充電電流，則第二充電器14將第二電流減少相應(yīng)的量，以及如果凈電流小于充電電流，則第二充電器14 將第二電流增加相應(yīng)的、成比例的量。為了平分電流需求，并從而平分每個(gè)充電器12、14的電力要求，所需要的充電電流可在每個(gè)充電器12、14之間均分，以便第一充電器12提供一半的充電電流而第二充電器14提供另一半的充電電流。此后的任何調(diào)整可由第二充電器 14進(jìn)行，而無(wú)需對(duì)第一充電器12發(fā)出相應(yīng)指令，因?yàn)榈谝怀潆娖?2具有比第二充電器14 更大的電流限制。本發(fā)明的實(shí)施方式涉及多個(gè)車(chē)載高壓(HV)充電器控制策略的開(kāi)發(fā)。可以在車(chē)
9輛中安裝相同的充電器并且充電器包含軟件控制，軟件控制依據(jù)HV電池的供電功率和需求允許一個(gè)充電器作為主充電器而一個(gè)充電器作為從充電器，使得兩個(gè)充電器都以最有效的、均衡的且最佳的方式運(yùn)行。示例的新特征包括并聯(lián)操作兩個(gè)相同的車(chē)載充電器同時(shí)優(yōu)化在主/從角色中的輸出、均衡和效率。本發(fā)明的實(shí)施方式能夠以相同的額定輸出比單個(gè)充電器減少一半的車(chē)輛充電時(shí)間。更詳細(xì)地，充電時(shí)間取決于電池容量、電池充電狀態(tài)、可用的電網(wǎng)電源以及車(chē)載充電器輸出。關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，具有在車(chē)輛中安裝一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)相同的充電器的靈活性，以減少充電時(shí)間，所使用的車(chē)載充電器都相同。有多種方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式。在一個(gè)具有兩個(gè)充電器(充電器I和充電器2)的不例中，充電器I和充電器2被連接到CAN總線(xiàn)并被并聯(lián)操作。在這種情況下，電池管理系統(tǒng)(BMS)執(zhí)行負(fù)載分配邏輯以均衡兩個(gè)充電器之間的負(fù)載，并與這兩個(gè)充電器通信。在另一具有兩個(gè)充電器(充電器I和充電器2)的不例中，充電器I和充電器2被再次并聯(lián)連接到CAN總線(xiàn)。在這種情況下，充電器I進(jìn)行負(fù)載分配并與充電器2通信。BMS 只與充電器I對(duì)話(huà)，并且如果充電器I不可用，則BMS可以切換到充電器2。意識(shí)到，CAN總線(xiàn)是示例的通信總線(xiàn)。本發(fā)明的各種實(shí)現(xiàn)包括上面所討論的那些、 下面所討論的那些以及其他的，其可以用任何合適的通信總線(xiàn)、多條通信總線(xiàn)或其他通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)。關(guān)于通信總線(xiàn)，示例包括CAN、LIN、SPI、FlexRay、MOST。在具有兩個(gè)充電器(充電器I和充電器2)的另一不例中，充電器I和充電器2被并聯(lián)連接到CAN總線(xiàn)CAN I。BMS也連接到CAN I。充電器I和充電器2還連接到第二 CAN 總線(xiàn)CAN 2。在這種情況下，充電器I或充電器2可以是主充電器。BMS與主充電器對(duì)話(huà)， 并且另一個(gè)充電器忽略BMS。主充電器轉(zhuǎn)而告訴從充電器在CAN 2上做什么。在一些實(shí)現(xiàn)中，如果主充電器不可用，則從充電器切換到主角色。在另一情況下，充電器I和充電器2都連接到CAN總線(xiàn)CAN I。獨(dú)立的網(wǎng)關(guān)/控制器也連接到CAN I。BMS連接到網(wǎng)關(guān)/控制器。在這種情況下，網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換CAN消息并將任務(wù)分配在充電器I和充電器2之間。換句話(huà)說(shuō)，充電器I和充電器2都作為從裝置運(yùn)作，用網(wǎng)關(guān)/控制器執(zhí)行主角色以響應(yīng)BMS。意識(shí)到，有許多方式實(shí)現(xiàn)考慮的主/從策略。實(shí)現(xiàn)的一個(gè)特定方面是確定哪個(gè)充電器是主充電器的技術(shù)。在一種可行的方法中，充電器本身是相同的，并且它們的線(xiàn)束連接是唯一的。在這種方法中，每個(gè)充電器將具有“主指示”數(shù)字輸入，在重新設(shè)定之后它將去抖動(dòng)和解碼以確定它應(yīng)該是系統(tǒng)中的主充電器還是從充電器。線(xiàn)束連接中的一個(gè)將是“主連接”并包含具有“高”電平的數(shù)字信號(hào)，而另一個(gè)將是“從連接”并包含具有“低”電平的數(shù)字信號(hào)。連接至IJ“主連接”、其“主指示”設(shè)為高的充電器將承擔(dān)主充電器的角色并配置其CAN驅(qū)動(dòng)器以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。連接到“從連接”、其“主指示”設(shè)為低的充電器將承擔(dān)從充電器的角色并配置其CAN驅(qū)動(dòng)器以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。當(dāng)然，在上面的方式中使用線(xiàn)束連接來(lái)確定主和從角色是示例性的。其他技術(shù)是可能的。例如，一些實(shí)現(xiàn)可以包含將充電器本身配置為主或從。例如，跳線(xiàn)設(shè)置或固件設(shè)置可以用于該目的。在另一示例中，連接到公共總線(xiàn)的充電器可以互相通信并約定哪個(gè)充電器是主充電器，而剩余的一個(gè)或多個(gè)充電器為從充電器。用這種方式進(jìn)行的選擇可以涉及在充電器之間的任何合適的“投票”。例如，充電器可以交流它們的序列號(hào)，并且具有最低 (或最高)序列號(hào)的充電器可以承擔(dān)主充電器的角色。在另一選擇中，充電器每一個(gè)可產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，并且具有最低(或最高)隨機(jī)數(shù)的充電器可以變成主充電器。換句話(huà)說(shuō)，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以意識(shí)到，可以采用選擇主充電器的任何合適的方法。如圖9所示，布置了主充電器100、從充電器130、HV電池106和BMS 140。如所示，主充電器100具有連接到HV電池106的HV輸出102、104。主充電器100 還具有到12伏電池系統(tǒng)112的可選連接110。主充電器100還通過(guò)主充電器車(chē)輛線(xiàn)束連接 120接收若干信號(hào)。更詳細(xì)地，這些信號(hào)包括CAN低和CAN高通信信號(hào)、充電器使能信號(hào)和主指示數(shù)字輸入信號(hào)對(duì)。從充電器130基本上與主充電器100相同，并且接收從充電器車(chē)輛線(xiàn)束信號(hào)連接 132。然而，在從充電器130處，從充電器130接收從指示數(shù)字輸入(注意，通過(guò)反轉(zhuǎn)電線(xiàn)連接到主充電器的方式獲得從指示)。在示出的示例中，即主線(xiàn)I是綠色電線(xiàn)而主線(xiàn)2是黑色電線(xiàn)；并且從線(xiàn)I是黑色電線(xiàn)而從線(xiàn)2是綠色電線(xiàn)。在圖9中也示出了從充電器的HV輸出142、144以及連接146。意識(shí)到，圖9只示出關(guān)于本發(fā)明的其他方面的實(shí)例。各種實(shí)現(xiàn)是可能的。根據(jù)需要，本文公開(kāi)了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方式；然而，應(yīng)理解，所公開(kāi)的實(shí)施方式僅是本發(fā)明的示例，本發(fā)明可以包含在各種和可選的形式中。附圖不一定按比例繪制，一些特征可被放大或縮小以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的，而是僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域中的技術(shù)人員以各種方式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。各種實(shí)現(xiàn)的實(shí)施方式的特征可以組合以形成本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)，所述充電器系統(tǒng)包括第一充電器，其被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)，所述第一充電器具有第一主指示數(shù)字輸入， 并且被配置成解碼所述第一主指示數(shù)字輸入以確定第一角色為主充電器還是從充電器，其中當(dāng)確定所述第一角色為所述主充電器時(shí)，所述第一充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集，并且當(dāng)確定所述第一角色為所述從充電器時(shí)，所述第一充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集；以及第二充電器，其被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)，所述第二充電器具有第二主指示數(shù)字輸入，并且被配置成解碼所述第二主指示數(shù)字輸入以確定第二角色為主充電器還是從充電器，其中當(dāng)確定所述第二角色為所述主充電器時(shí)，所述第二充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集，并且當(dāng)確定所述第二角色為所述從充電器時(shí)，所述第二充電器配置到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用所述從節(jié)點(diǎn)消息集。
2.如權(quán)利要求I所述的充電器系統(tǒng)，還包括車(chē)輛線(xiàn)束，其連接到所述第一充電器且連接到所述第二充電器，所述車(chē)輛線(xiàn)束被配置成將所述第一充電器和所述第二充電器連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的充電器系統(tǒng)，其中所述車(chē)輛線(xiàn)束被配置成使得一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)連接到所述第一主指示數(shù)字輸入，并且所述一對(duì)導(dǎo)線(xiàn)還以相反的配置連接到所述第二主指示數(shù)字輸入。
4.如權(quán)利要求I所述的充電器系統(tǒng)，其中使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集的主充電器從電池管理系統(tǒng)接收命令并將命令發(fā)送給從充電器，并且其中所述從充電器從所述主充電器接收命令。
5.一種用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)，所述充電器系統(tǒng)包括第一充電器，其被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)；第二充電器，其被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)；其中所述第一充電器和所述第二充電器被配置成互相通信并約定哪個(gè)充電器為主充電器，而另一充電器為從充電器，其中當(dāng)一特定的充電器為所述主充電器時(shí)，所述特定的充電器配置其到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集，以及當(dāng)所述特定的充電器為所述從充電器時(shí)，所述特定的充電器配置其到所述車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。
6.如權(quán)利要求5所述的充電器系統(tǒng)，其中所述第一充電器和所述第二充電器被配置成通信它們的序列號(hào)，并且基于所述序列號(hào)確定哪個(gè)充電器為所述主充電器。
7.如權(quán)利要求5所述的充電器系統(tǒng)，其中所述第一充電器和所述第二充電器被配置成每個(gè)都通信一隨機(jī)數(shù)，并且基于所述隨機(jī)數(shù)確定哪個(gè)充電器為所述主充電器。
8.如權(quán)利要求5所述的充電器系統(tǒng)，其中使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集的主充電器從電池管理系統(tǒng)接收命令并將命令發(fā)送給從充電器，并且其中所述從充電器從所述主充電器接收命令。
9.一種用于車(chē)輛中給車(chē)輛電池充電的充電器系統(tǒng)，所述充電器系統(tǒng)包括第一充電器，其被配置成連接到車(chē)輛總線(xiàn)，并被配置為主充電器以使用主節(jié)點(diǎn)消息集;第二充電器，其被配置成連接到所述車(chē)輛總線(xiàn)，并被配置為從充電器以使用從節(jié)點(diǎn)消息集；以及其中使用所述主節(jié)點(diǎn)消息集的所述主充電器從電池管理系統(tǒng)接收命令并將命令發(fā)送給所述從充電器，并且其中所述從充電器從所述主充電器接收命令。
10.如權(quán)利要求9所述的充電器系統(tǒng)，還包括車(chē)輛線(xiàn)束，其連接到所述第一充電器并連接到所述第二充電器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙充電器系統(tǒng)，其用于車(chē)輛中對(duì)車(chē)輛電池進(jìn)行充電，所述系統(tǒng)包括第一充電器和第二充電器。充電器連接到車(chē)輛總線(xiàn)。每一充電器具有主指示數(shù)字輸入，并且解碼該輸入以確定其角色是作為主充電器還是作為從充電器。主充電器配置其到車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用主節(jié)點(diǎn)消息集。從充電器配置其到車(chē)輛總線(xiàn)的連接以使用從節(jié)點(diǎn)消息集。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102593887SQ20121000988
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者斯蒂芬·漢弗萊, 邁克爾·哈代, 阿夫塔卜·阿里·汗 申請(qǐng)人:李爾公司