CN102216961A - 用于电气车辆的充电电缆和控制充电电缆的方法 - Google Patents

Abstract

充电电缆用于从外部电源对电气车辆中的蓄电装置充电，通过CCID控制充电电缆的使用历史，在外部监视器上显示警示，并在已经超过充电电缆的使用寿命限制时对充电进行管制。

Description

用于电气车辆的充电电缆和控制充电电缆的方法

技术领域

本发明涉及用于电气车辆的电缆。特别地，本发明涉及用于对电气车辆进行充电的充电电缆以及控制充电电缆的方法，该充电电缆允许用于驱动车辆的蓄电装置从外部电源充电。

背景技术

一般而言，电气车辆具有蓄电装置(例如二次电池或电容器)，并通过使用由存储在蓄电装置中的电力产生的驱动力来行驶。电气车辆包括例如电气车辆、混合动力车和燃料电池电气车辆。

近来，提出了这样的技术：设置在这些电气车辆中的蓄电装置用传送高发电效率的商用电源进行充电。这种技术有望改进例如混合动力车的燃料消耗效率。特别地，注意力集中在这样的技术上：设置在电气车辆中的蓄电装置通过为家用提供的商用电源(例如100V和200V的相对较低电压的电源)来充电。

日本特开No.7-29639(JP-A-7-29639)介绍了改进连接的可使用性的电气车辆充电连接器。

另外，2001年11月由SAE International在美国出版的SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler介绍了与电气车辆充电***中的连接器以及车辆入口有关的标准，并推荐在不同的机动车中使用通用的充电电缆和连接器。

如上面介绍的，当用于电气车辆的充电电缆和连接器被标准化时，通用电缆可以一般地用于几个车辆，同一电缆可继续用于新购买的车辆。

不幸的是，当充电电缆长时间频繁使用时，包含其连接器的充电电缆可能由于超过使用寿命限制的使用而劣化。如果使用劣化的电缆，电缆自身和车辆侧装置——例如蓄电装置——可被损坏。

发明内容

本发明提供了一种用于电气车辆的充电电缆，其能从外部电源对用于对车辆供电的电池蓄电装置进行充电，本发明还提供了防止使用充电电缆超出其使用寿命限制的方法。

根据本发明一实施形态，用于电气车辆的充电电缆包含：第一耦合器，其将充电电缆连接到车辆；第二耦合器，其将充电电缆连接到车辆的外部电源；控制装置，其控制充电电缆的使用历史；电气线路部分，其将第一与第二耦合器连接到控制装置，电力以及控制信号通过其传送。相应地，电力能通过充电电缆从外部电源供到车辆中的蓄电装置，以便对设置在车辆中的蓄电装置充电。

上面介绍的充电电缆的控制装置包含：存储部分，其存储充电电缆的使用历史；检测部分，其检测充电电缆的使用状态，并基于检测到的使用状态来更新充电电缆的使用历史；判断部分，其基于所存储的使用历史以及基准值来判断充电电缆的使用寿命限制是否已被超过。

采用上面的构造，充电电缆的使用历史可由充电电缆自身控制。因此，同一充电电缆可对于多个车辆通用。并且，当同一电缆在新购买车辆中继续使用时，充电电缆的使用历史可连续地受到控制。相应地，可防止充电电缆使用超出使用寿命限制。

充电电缆还可包含显示控制部分，其在控制装置的判断部分判断为已经超过充电电缆的使用寿命限制时指示已经超过使用寿命限制。

采用此构造，可向将要对车辆充电的用户通知关于充电电缆使用历史的信息，使得用户能采取适当的行动，例如电池更换、修理和移除。相应地，可防止充电电缆使用超出使用寿命限制。

充电电缆还可包含命令输出部分，其在控制装置的判断部分判断为已经超过充电电缆的使用寿命限制时发送命令，以限制车辆的充电。

采用此构造，当用户试图继续使用已经超过使用寿命限制的充电电缆时，通过充电电缆限制充电操作。相应地，可减小对车辆上的蓄电装置和充电电缆等装置的影响。

充电电缆的使用状态可包含第一耦合器的连接状态、第二耦合器的连接状态、车辆的充电状态中的至少一个。

采用此构造，充电电缆的充电历史和连接历史可被控制为使用历史。在这种情况下，“充电电缆的使用历史信息”可包含下列中的至少一个：充电电缆的耦合器与车辆以及外部电源之间的连接次数；充电电缆的耦合器和车辆以及外部电源之间的连接时间；通过使用该电缆的充电计数；通过使用该电缆的充电时间。另外，上面的判断中使用的“基准值”可以为关于连接次数、连接时间、充电计数、充电时间(下面也称为“连接计数”)来限定使用寿命限制的上限值。

这里，连接次数指示从充电电缆首次使用以来耦合器已经连接到车辆以及外部电源多少次。连接时间指示从充电电缆首次使用以来耦合器保持连接总共多长时间。充电计数指示从充电电缆首次使用以来车辆已经通过充电电缆从外部电源充电多少次。充电时间指示从充电电缆首次使用以来充电电缆已经经历过多长时间的实际充电。

通过连接次数的控制，主要由于电缆的连接和断开引起的耦合器和电缆的机械劣化也可得到控制。通过连接时间、充电计数和充电时间的控制，由于通电引起的继电器触点电气劣化和电缆的热劣化可得到控制。

充电电缆的控制装置可基于通过电气线路部分在控制装置和车辆及外部电源之间交换的控制信号来检测第一耦合器和第二耦合器的连接状态和充电状态。

采用此构造，充电电缆到车辆以及外部电源的连接可被检测，因此，充电电缆的连接历史和充电历史可受到控制。

控制信号为在控制装置和车辆之间交换的标准化信号。标准化信号可在第二耦合器被连接到外部电源时产生，该信号可在第一耦合器被连接到车辆入口时设置到预定的电位。

当第一耦合器和第二耦合器分别被连接到车辆入口和外部电源时，控制装置可将控制信号设置在具有这样的占空比的振荡信号：其对应于充电电缆的电流承载能力。当振荡信号被产生时，车辆开始通过来自外部电源的电力对蓄电装置充电。

充电电缆还可包含继电器，继电器***在电气线路部分的电力路径之间。当标准化信号被设置为振荡信号时，其幅度可由车辆从第一幅度改变为第二幅度。一旦标准化信号的幅度已经改变为第二幅度，控制装置可闭合继电器。

采用此构造，可在充电电缆和车辆侧上的控制装置之间使用标准化信号。相应地，即使是在充电电缆在不同车辆型号和不同车辆制造商之间通用时，充电电缆和车辆之间的连接可被有把握地检测到，因此，充电电缆的连接历史和充电历史可受到控制。

根据本发明第二实施形态，控制充电电缆的方法包含：存储充电电缆的使用历史；检测充电电缆的使用状态；基于检测到的使用状态来更新充电电缆的使用历史；基于所存储的使用历史和基准值，判断是否已经超过充电电缆的使用寿命限制。

在第二实施形态中，当判断为使用寿命限制已经被超过时，可显示使用寿命限制被超过的指示。

在第二实施形态中，当判断为已经超过使用寿命限制时，可限制车辆的充电。

充电电缆的使用状态可包含第一耦合器的连接状态、第二耦合器的连接状态、车辆的充电状态中的至少一个。

在第二实施形态中，第一与第二耦合器的连接状态以及充电状态可基于在充电电缆和车辆之间交换的控制信号来检测。

控制信号为在充电电缆和车辆之间交换的标准化信号。标准化信号可在第二耦合器被连接到外部电源时产生，标准化信号可在第一耦合器被连接到车辆入口时被设置为预定的电位。

当第一耦合器和第二耦合器分别被连接到车辆入口和外部电源时，标准化信号可被设置为具有这样的占空比的振荡信号：其对应于充电电缆的电流承载能力。另外，当振荡信号产生时，振荡信号的幅度可从第一幅度变为第二幅度。通过使用来自外部电源的电力对蓄电装置的充电操作可在标准化信号的幅度变为第二幅度时开始。

通过用上面的方法对充电电缆的控制，也可防止充电电缆超出使用寿命限制使用。

根据本发明的实施形态，在能由外部电源对用于驱动车辆的蓄电装置进行充电的电气车辆用充电电缆中，充电电缆的使用历史可受到控制，充电电缆可被有把握地防止超出使用寿命限制使用。

附图说明

参照附图，由下面对示例性实施例的介绍，将会明了本发明的前述以及进一步的目的、特征和优点，在附图中，类似的标号用于表示类似的元件，其中：

图1为根据本发明一实施例的充电***的原理图；

图2为一示例图，其详细示出了图1的充电机构；

图3为一图表，其示出了图2的控制导频电路产生的导频信号的示例性波形；

图4为当充电开始时导频信号CPLT、开关SW1、开关S2的定时图；

图5为一功能框图，其示出了根据本发明一实施例的充电电缆使用历史控制的配置；

图6A和6B为流程图，其示出了根据本发明一实施例的充电电缆充电历史控制的控制过程；

图7为一电路图，其示出了图1所示的电动机驱动装置的典型构造；以及

图8为一电路图，其示出了使用图7的电动机驱动装置的示例性充电构造。

具体实施方式

下面将参照附图详细介绍本发明的实施例。附图中相同或等同的部件用同样的标号表示，不再重复对其进行介绍。

图1为根据本发明一实施例的电气车辆10的充电***的原理图。电气车辆10不限于特定的构造，只要车辆能由来自能由外部电源充电的蓄电装置的电力驱动。电气车辆10包括例如混合动力车、电气车辆、燃料电池车辆。

如图1所示，电气车辆10包含：蓄电装置150，其存储用于驱动车辆的电力；电动发电机(下面也称为“MG”)120，其产生驱动力；电动机驱动装置180，其通过使用存储在蓄电装置150中的电力来驱动MG 120；车轮130，MG 120产生的驱动力被传送于其上；电子控制装置(下面也称为“ECU”)170，其控制电气车辆10的整体运行。

另外，电气车辆10包含：车辆入口270，其被设置在电气车辆10的车体上，以便由外部电源对蓄电装置150充电；继电器190；电力转换器160，其用于由外部电源对蓄电装置150充电。电力转换器160由电力线ACL1和ACL2通过继电器190连接到车辆入口270。电力转换器160也被连接到蓄电装置150。电压传感器182被设置在电力线ACL1和电力线ACL2之间。由电压传感器182检测的电压(来自外部电源的电压)被输入到ECU 170。从充电电缆300侧输出的电缆连接信号PISW和导频信号CPLT通过车辆入口270输入到ECU 170。

蓄电装置150为蓄电元件，其能充电和放电。蓄电装置150由二次电池构成，例如锂离子电池和镍氢电池，或由电容器构成，例如电气双层电容器。蓄电装置150还包含：电压传感器(未示出)，其被设置在连接到蓄电装置150的电力线上；电流传感器(未示出)，其在正端子或负端子上被设置在电力线上。由电压传感器和电流传感器检测到的输出电压和电流信号被输入到ECU 170。

电力转换器160由ECU 170控制，将从外部电源402经由充电电缆300、车辆入口270、电力线ACL1与ACL2、继电器190传送的电力转换为对蓄电装置150充电的DC电力。蓄电装置150可通过使用来自外部电源402的馈送电力直接充电。在这种情况下，电力转换器160不是必需的。

电力驱动装置180由ECU 170控制，并将蓄电装置150存储的电力转换为对MG 120进行驱动的电力。典型地，MG 120由永磁体型的三相同步电动机构成，电动机驱动装置180由三相变换器构成。MG 120的输出转矩通过动力分割机构和减速齿轮(未示出)传送到车轮130，以便推进电气车辆10。

MG 120可通过车轮130的旋转力在电气车辆10的再生制动过程中产生电力。所产生的电力可借助电动机驱动装置180对蓄电装置150充电。

除MG 120外，在设置了发动机(未示出)的混合动力车中，发动机和MG 120协作以产生用于驱动车辆的必需的力。蓄电装置150可通过使用由发动机旋转产生的电力充电。

充电电缆300包含：车辆侧的充电连接器310；外部电源侧的插头320；充电电路中断装置(下面也称为“CCID“)330；电气线路部分340，其对装置进行连接以传送电力和控制信号。电气线路部分340包含：电气线路部分340a，其连接插头320和CCID 330；电气线路部分340b，其连接充电连接器310和CCID 330。充电连接器310作为“第一耦合器”，插头320作为“第二耦合器”。CCID 330作为“控制装置”。

在外部电源侧，充电电缆300通过充电电缆300的插头320连接到外部电源402(例如***电源)的电力插座400。设置在电气车辆10的车体上的车辆入口270与车辆侧上的充电电缆300的充电连接器310连接，电气车辆10由外部电源402充电。

充电连接器310具有限制开关312，其检测充电连接器310的连接。当车辆入口270和充电连接器310连接时，限制开关312闭合。限制开关312的一端连接到在车辆侧和外部电源侧接地的充电电缆300中的控制线路，另一端通过充电连接器310连接到车辆侧上的ECU 170。当限制开关312闭合时，电缆连接信号PISW被输入到ECU 170。。

CCID 330包含CCID继电器332和控制导频电路334。CCID继电器332设置在充电电缆的电力线对上。控制导频电路334控制CCID继电器332的开通/关断操作。当CCID继电器332被关断时，电路在充电电缆中中断。另一方面，当CCID继电器332被开通时，电力可从外部电源402供到电气车辆10。

控制导频电路334通过充电连接器310和车辆入口270向车辆的ECU170输出导频信号CPLT。导频信号CPLT为这样的信号：其从控制导频电路334向车辆的ECU 170通知充电电缆的额定电流。另外，导频信号CPLT被用作用于ECU 170的信号，以便基于由ECU 170操作的导频信号CPLT的电位远程操作CCID继电器332。基于导频信号CPLT的电位变化，控制导频电路334控制CCID继电器332的开通/关断操作。也就是说，导频信号CPLT在ECU 170和CCID 330之间被传送和接收。

图2详细示出了图1的充电机构。参照图2，除了CCID继电器332和控制导频电路334之外，CCID 330包含：磁体线圈606；漏电检测器608；CCID控制部分610；电压传感器650；电流传感器660。控制导频电路334包含振荡器602、电阻元件R1、电压传感器604。

尽管未示出，CCID控制部分610包含中央处理单元(CPU)、存储装置、输入-输出缓冲器、显示器。CCID控制部分610在多个传感器和控制导频电路334之间输入和输出信号，并控制充电电缆300的充电操作。

当由电压传感器604检测到的导频信号CPLT的电位接近规定的电位V1(例如12V)时，振荡器602输出非振荡信号。当导频信号CPLT的电位从V1下降时，振荡器602输出振荡信号，其以规定的频率(例如1kHz)和规定的占空比振荡。

导频信号CPLT的电位可由车辆侧的ECU 170如下所述地控制。占空比根据可从外部电源402通过充电电缆供到车辆的额定电流设置。

图3示出了由图2的控制导频电路334产生的导频信号CPLT的示例性波形。

参照图3，当导频信号CPLT的电位如上所述从V1下降时，导频信号CPLT以规定的频率T振荡。导频信号CPLT的脉冲宽度Ton基于能从外部电源402经由充电电缆300供到电气车辆10的额定电流来设置。也就是说，根据由脉冲宽度Ton与频率T之比指示的占空比，从控制导频电路334通过使用导频信号CPLT向电气车辆10的ECU 170通知额定电流。

额定电流对于各个充电电缆是特有的。不同类型的充电电缆对于不同的电流是额定的。相应的，各个充电电缆具有导频信号CPLT的不同的占空比。

基于通过控制导频信号L1接收的导频信号CPLT的占空比，车辆ECU检测可通过充电电缆300供给的额定电流。

再次参照图2，在导频信号CPLT的电位由ECU 170减小到近似为规定的电位V3(例如6V)时，控制导频电路334将电流供到磁体线圈606。如果电流从控制导频电路334被供给，磁体线圈606产生电磁力，并致动CCID继电器332。

漏电检测器608检测漏电，并在CCID 330中被设置在充电电缆的电力线对中。具体而言，漏电检测器608检测在电力线对的各个方向流动的电力的平衡。当电流之间的平衡丧失时，漏电检测器608检测到漏电发生。尽管图中未示出，当漏电检测器608检测到漏电时，到磁体线圈606的电力供给中断，CCID继电器332关断，

电压传感器650检测到充电电缆300的插头***电力插座400并因此连接到外部电源402，并将该状态通知CCID控制部分。电流传感器660检测流经电力线的充电电流，因此检测到从外部电源402到电气车辆10的充电实际开始。于是，电流传感器将该状态通知CCID控制部分610。CCID控制部分610的细节将在后面介绍。

车辆ECU 170包含电阻电路502、输入缓冲器504、输入缓冲器506、CPU 508。电阻电路502包含下拉电阻器R2、下拉电阻器R3、开关SW1、开关SW2。下拉电阻器R2和开关SW1串联连接在导频信号CPLT通过其传送的控制导频线L1和车辆地512之间。下拉电阻器R3和开关SW2也串联连接在控制导频线L1和车辆地512之间。开关SW1和SW2各自根据来自CPU 508的控制信号S1和S2开通或关断。

电阻电路502用于控制来自车辆的导频信号CPLT的电位。也就是说，当连接器310连接到车辆入口270时，开关SW2根据控制信号S2致动，电阻电路502使用下拉电阻器R3将导频信号CPLT的电位降低到电位V2(例如9V)。当关于继电器熔接的检查和其他过程在电气车辆10上结束时，开关SW1根据控制信号S1致动，电阻电路502的下拉电阻器R2和R3将导频信号CPLT的电位降低到规定的电位V3(例如6V)。通过这种方式，当电阻电路502控制导频信号CPLT的电位时，ECU 170远程控制CCID继电器332。

如果导频信号CPLT的电位从0V变为规定电位V1，CCID控制部分610检测到充电电缆300的插头320连接到电力插座400。如果导频信号CPLT的电位从规定电位V1变为规定电位V2，CCID控制部分610检测到充电电缆300的充电连接器310连接到电气车辆10的车辆入口270。

输入缓冲器504接收控制导频线L1的导频信号CPLT，并将接收到的导频信号CPLT输出到CPU 508。输入缓冲器506接收来自连接到充电连接起310的限制开关312的信号线L3的电缆连接信号PISW，并将接收到的电缆连接信号PISW输出到CPU 508。电压由ECU 170施加到信号线L3，使得当连接器310连接到车辆270且限制开关312开通时，信号线L3的电位达到接地电平。也就是说，当连接器310被连接到车辆入口270时，电缆连接信号PISW被设置在逻辑低电平，当连接器310不连接到车辆入口270时，被设置为逻辑高电平。

基于电缆连接信号PISW和导频信号CPLT，CPU 508判断外部电源402是否连接到电气车辆10。具体而言，基于从输入缓冲器506接收的电缆连接信号PISW，CPU 508检测车辆入口270和连接器310之间的连接，基于从输入缓冲器504接收的导频信号CPLT存在或不存在，检测插头320和电力插座400之间的连接。

如果基于电缆连接信号PISW判断为连接器310连接到车辆入口270，CPU 508致动控制信号S2。相应地，导频信号CPLT的电位从V1降低，因此，导频信号CPLT振荡。于是，基于导频信号CPLT的占空比，CPU508检测能从外部电源402供到电气车辆10的额定电流。

当额定电流被检测到时，CPU 508致动控制信号S1。相应地，导频信号CPLT的电位降低到V3，CCID继电器332在CCID 330中致动。于是，CPU 508致动继电器190(图1)。AC电流被外部电源402给与用于充电的电力转换器160(图1)。通过这种方式，完成从外部电源402对蓄电装置150(图1)充电的准备。当CPU 508将控制信号输出到电力转换器160(图1)以便对电力进行转换时，蓄电装置150(图1)被充电。

参照图4介绍导频信号CPLT的电位变化。图4为当充电开始时导频信号CPLT、开关SW1、开关SW2的定时图。

参照图4和2，当充电电缆300的插头320在时刻t1连接到外部电源402的电力插座400时，通过接收来自外部电源402的电力，控制导频电路334产生导频信号CPLT。

在时刻t1，充电电缆300的连接器310不连接到车辆入口270。导频信号CPLT的电位为V1(例如12V)，导频信号CPLT不振荡。通过检测到导频信号CPLT的电位变为V1，CCID控制部分610可检测到插头320连接到电力插座400。

当连接器310在时刻t2连接到车辆入口270时，基于电缆连接信号PISW检测到连接器310和车辆入口270之间的连接。相应地，CPU 508致动开关SW2。于是，导频信号CPLT的电位通过电阻电路502的下拉电阻器R3下降到V2(例如9V)

当导频信号CPLT的电位已经下降到V2时，CCID控制部分610检测到连接器310连接到车辆入口270。在时刻t3，控制导频电路334振荡导频信号CPLT。

当导频信号CPLT振荡时，CPU 508基于导频信号CPLT的占空比来检测额定电流。当充电控制的车辆侧准备完成时，CPU 508在时刻t4致动开关SW1。于是，导频信号CPLT的电位进一步被电阻电路502的下拉电阻器R2和R3下降到V3(例如6V)。

当导频信号CPLT的电位已经下降到V3时，电流从控制导频电路334供到磁体线圈696，CCID 330的继电器332被致动。于是，通过如上面所介绍的CPU 508的控制，蓄电装置150从外部电源402充电。

图4所示导频信号CPLT的电位变化是由SAE标准化的。因此，即使汽车的制造商和型号不同，充电保持在同样的电位变化。因此，同样的电缆可在不同的车辆型号和不同的车辆制造商之间通用。

上面的介绍显示出这样的实例：外部电源侧的插头320在车辆侧充电连接器310之前被连接。然而，如果车辆侧的充电连接器310在外部电源侧的插头320之前被连接，在确定由CCID 330传送的导频信号CPLT的接收后，电气车辆10侧的CPU 508致动开关SW2，因此，导频信号CPLT的电位以与上面关于图4介绍的相同的方式变化。

如下面所介绍的，当充电电缆的使用寿命限制被超过时，充电受到限制。如果导频信号CPLT的电位在图4的时刻t3下降到V2，控制导频电路334根据限制充电的命令不振荡导频信号CPLT。于是，CPU 508不基于导频信号CPLT的占空比检测额定电流，相应地，不致动开关SW1。结果，蓄电装置150不从外部电源402充电。

参照图5的功能框图来介绍根据本发明一实施例由充电电缆300的CCID控制部分610执行的使用历史控制。

参照图5，CCID控制部分610包含检测部分611、判断部分612、存储部分613、显示控制部分614、命令输出部分615。各个功能块通过执行存储在CCID控制部分610的CPU(未示出)中的程序来进行。这些功能块中的各个可通过为实现与各个块对应的功能安装的对应的电子电路(硬件)来进行。

检测部分611接收来自电压传感器604的导频信号CPLT的电位的检测信号和来自电压传感器605的外部电源402的电压检测信号。

检测部分611基于输入信号来检测充电连接器310和插头320的连接状态，基于检测结果更新连接历史信息和充电历史信息。具体而言，检测部分611更新计数值，其为作为连接历史信息的连接次数和连接时间以及作为充电历史信息的充电计数和充电持续时间。也就是说，在存储在存储部分613中的先前连接计数、连接持续时间、充电计数、充电持续时间的相应的计数值中，检测部分611累积计数值，并将这些值作为累积值重新存储在存储部分613中。

对于连接计数、连接持续时间、充电计数、充电累积时间中的每一个，判断部分612将累积历史信息与使用寿命限制的上限值进行比较。于是，判断部分612判断连接计数的累积值是否超过使用寿命限制。

当检测部分611检测到导频信号CPLT的电位从0V到V1的变化时(换句话说，当检测部分611检测到CCID 330被供以电力时)，CCID控制部分610检测到外部电源402和插头320连接。当检测部分611检测到电位从V1变到V2时，CCID控制611部分检测到充电连接器310连接到电气车辆10。通过使用电压传感器650的电源电压检测信号，CCID控制部分可检测外部电源402上的连接。另外，与电气车辆10的连接可通过检测CCID继电器332的开关信号(未示出)或限制开关312的开关信号(未示出)来检测。

通过检测导频信号CPLT的电位从V2变为V3，CCID控制部分610可检测到充电实际开始。充电次数的累积和充电时间的计算和累积可基于这种检测进行。

尽管图5未示出，CCID控制部分610可被配置为，CCID控制部分610检测由电流传感器660检测的实际充电电流，于是，判断为充电实际开始。如果充电操作的开始使用导频信号CPLT的电位变化检测，电流传感器660不是必需的。

如上面所介绍，导频信号CPLT为标准化信号。也就是说，通过基于导频信号CPLT的电位变化检测连接，即使同一充电电缆用于来自不同制造商的不同汽车，连接可被检测到。

如上面所介绍，通过控制连接计数，可控制主要由于连接和断开电缆造成的耦合器和电缆的机械劣化。通过控制连接时间、充电计数、充电时间，由于通电引起的电缆的热劣化和继电器触点的电气劣化可受到控制。

当判断部分612判断为连接次数超过使用寿命限制时，显示控制部分614通过显示器(未示出)——例如附着到CCID 330体的LCD显示器——通知用户充电电缆300已经达到使用寿命限制。发光二极管(LED)或灯可被设置在屏幕显示器的旁边，以便作为静态光、闪光、或熄灭地指示该状态。另外，其可通过使用无线电或其它通信在外部终端上显示。不仅限于上面介绍的可视通知方法，可听通知方法——例如蜂鸣器和钟声——也可同时使用。如果使用屏幕显示，屏幕上所显示的内容不仅是使用寿命限制。例如，累积连接计数、剩余连接次数以及多种警示和状态可总是在显示器上显示。

命令输出部分615向控制导频电路334输出管制充电的信号。具体而言，当连接计数超过使用寿命限制时，命令输出部分615可输出停止导频信号CPLT的振荡的信号或关断CCID继电器332的信号。如果导频信号CPLT不振荡，电气车辆10的CPU 508不识别出额定电流。相应地，开关SW1不致动，结果，CCID继电器332不致动。CCID继电器332还根据强制解除致动CCID继电器332的信号来中断电力线，使得充电不开始。因此，充电以这种方式受到管制。

如上所述，CCID控制部分610控制充电电缆300的使用历史，在超过使用寿命限制时通知用户，并进行充电的管制。

图6A、6B为流程图，其示出了图5的使用历史控制的控制过程。图6A、6B所示流程图通过以预定间隔(例如100ms)执行存储在CCID控制部分610中的程序来进行，CCID控制部分610为根据当前实施例的控制装置。

参照图6A与6B，介绍示出了通过存储在CCID控制部分610中的程序执行的控制过程的流程图。

如上所述，基于由车辆侧的电阻电路502控制的导频信号CPLT的电位，可以判断充电电缆是否连接以及充电是否开始。在步骤700(下面，步骤表示为“S”)中，CCID控制部分610基于来自控制导频电路334的信号检测导频信号CPLT的电位。

在S710中，CCID控制部分610判断导频信号CPLT的电位是否等于V3，换句话说，充电是否已经开始。如果充电已经开始(S710中的是)，过程进行到S820、S830、S770、S840、S780，于是，CCID继电器332被致动为继续充电。于是，充电计数和充电持续时间被累积。另一方面，如果充电尚未开始(S710中的否)，过程进行到S720，于是，充电电缆的连接状态被如下所述地检测。

在S720中，CCID控制部分610判断连接历史信息(连接次数和时间)和充电历史信息(充电次数和时间)是否超过特定的上限值。如果任何计数超过上限值(S720中的否)，过程进行到S800，使用寿命限制的超过被显示在显示器上，以便通知用户，因为充电电缆超过其寿命限制，故不能使用。于是，过程进行到S810，CCID控制部分610向控制导频电路334输出信号，该信号禁止导频信号CPLT振荡，禁止CCID继电器332开通，以便对充电进行管制。在S840中，CCID控制部分610累积连接时间，在S780中，CCID控制部分610显示各个计数的当前值以及指示使用寿命接近限制的警示。于是，过程返回到主程序。步骤780可被省略。

在S720中，如果所有计数为上限值以下(S720中的是)，CCID控制部分610判断为充电电缆300在使用寿命限制范围内并因此可用，于是，过程进行到S730。

在S730中，CCID控制部分610判断导频信号CPLT的电位是否已经变为V1。如果电位已经变为V1(S730中的是)，这表示插头320已经连接到外部电源。相应地，在S790中，一数量被加到电源侧连接次数的计数，连接时间在S840中累积，结果在S780中显示。

在S730中，如果导频信号CPLT的电位保持在V1或不是V1(S730中的否)，过程进行到S740，以便判断导频信号CPLT的电位是否已经变到V2。

如果导频信号CPLT的电位变到V2(S740中的否)，指示充电连接器340在充电时连接到车辆入口270。相应地，车辆侧连接计数在S750中增加1。

充电电缆300连接到外部电源和车辆二者。在S760中，CCID控制部分610输出信号334，以通知控制导频电路导频信号CPLT可振荡。这里，当完成车辆侧充电准备时，电气车辆10的ECU 170将导频信号CPLT的电位变为V3。此后，连接时间在S840中累积，结果在S780中显示在显示器上，过程返回到主程序。

在S740中，如果导频信号CPLT的电位不在充电时从V1变到V2(在否的情况下)，指示充电连接器301未连接到车辆，或充电连接器310连接但充电未开始。因此，过程进行到S840，在那里，累积连接时间，在S780中，结果在显示器上显示，于是，过程返回到主程序。

在S710中，如果导频信号CPLT的电位为V3(在是的情况下)，CCID控制部分610判断为充电已经开始或正在进行。相应地，过程进行到S820。

在S820中，CCID控制部分判断导频信号CPLT的电位是否在充电时从V2变为V3，也就是说，充电是否开始或正在进行。如果这是开始充电时(S820中的是)，CCID控制部分610在S830中增大充电计数，于是，在S770中，CCID控制部分610将命令信号输出到控制导频电路334，以便开启CCID继电器332。相应地，充电开始。

如果充电继续(S820中的否)，过程跳过S830并进行到S770。在S770中，CCID控制部分610继续输出命令信号，以便开通CCID继电器332。此后，过程进行到S840，以便累积充电时间，最终，在S780中，计数值在显示器上显示，过程返回到主程序。

如上所述，根据本发明一实施例的使用历史控制——其类似于图5的控制——也可由执行图6A和6B的流程图的控制的CCID控制部分610执行。

如上所述，根据当前实施例的用于电气车辆的充电电缆和控制充电电缆的方法使得车辆充电历史(充电次数和时间)控制成为可能，并使连接历史(连接次数和时间)控制成为可能，其为充电电缆的使用历史。相应地，可防止使用充电电缆超过其使用寿命限制。

在当前实施例中，连接次数、连接时间、充电计数、充电时间的历史作为使用历史信息受到控制。然而，不是在所有这些项目上的控制都是本质的。这些项目可对于历史部分地受到控制。

(电动机驱动装置和用于充电的电力转换器的结构的变型)

基于上述介绍，在本发明的实施例中，图1所示电动机驱动装置180和电力转换器160不限于本发明应用的任何特定电路构造。下面，将介绍电动机驱动装置180的典型构造。

参照图7，电动机驱动装置180包含：转换器CNV，其对输出电压(直流电压)进行升压；平滑电容器C0，其对由转换器CNV输出的直流电压进行平滑；变换器INV1和INV2，其将平滑电容器C0保持的直流电压转换为交流电压。两个电动发电机MG1和MG2分别与变换器INV1和INV2对应地设置。

转换器CNV包含：电抗器L10；半导体开关元件Q1与Q2；反并联二极管D1与D2，其与半导体开关元件Q1、Q2并联连接。通过半导体开关元件Q1与Q2的开关操作，转换器CNV可被运行为升压斩波器。也就是说，施加到平滑电容器C0的电压或转换器的输出电压可通过半导体开关元件Q1与Q2的占空比控制来改变。

变换器INV1为传统的三相变换器，其包含半导体开关元件Q11-Q16以及反并联二极管D11-D16。类似地，变换器INV2为传统的三相变换器，其包含半导体开关元件Q21-Q26以及反并联二极管D21-D26。

电动发电机MG1与MG2各自连接到发动机(未示出)和动力分割机构(未示出)。以与图1所示MG120相同的方式，电动发电机MG2产生用于车轮130的驱动力。

也就是说，在图7所示的构造中，车轮130的驱动力可由发动机和电动发电机MG2产生。另外，当电气车辆10处于再生制动时，电动发电机MG2产生电力。通过再生制动产生的电力被变换器INV2转换为直流电压。转换得到的直流电压被施加到平滑电容器C0，并通过转换器CNV对蓄电装置150充电。

电动发电机MG1由发动机的旋转力驱动并运行为发电机。当电动机起动时，电动发电机MG1也可运行为发动机起动器的电动机。如果动力分割机构还包含行星齿轮机构，连续变速机构也可得到配置，使得电动发电机MG1与MG2的旋转数和发动机速度之间的比可以可变地受到控制。因此，可适当地设置发动机的运行点。

蓄电装置150可通过使用图8所示配置来充电，其中，电动机驱动装置180以与图7相同的方式构造。在图8的配置中，不像图1，电动发电机MG1的中性点NP1和电动发电机MG2的中性点NP2与外部电源402连接，外部电源402具有单相电流，没有电力转换器160。

在这种情况下，将来自外部电源402的交流电压转换为直流电压的电力转换器由电动发电机MG1与MG2的电抗器部件(线圈)以及变换器NV1与INV2构成。如上所述，电力转换器160可由电动机驱动装置180构造。

具体而言，图1中的电力线ACL1与ACL2可通过继电器190分别连接到中性点NP1与NP2。

根据当前实施例的充电电缆以及控制充电电缆的方法可应用于图8所示的构造。因此，由于充电电缆的使用历史可受到控制，可以以与上面介绍的相同的方式防止充电电缆的使用超过使用寿命限制。

应当明了，这里介绍的实施例在所有方面仅仅是说明性的，不应被看作限制。本发明的范围不由上面的说明限制，而是由所附权利要求限制，本发明旨在覆盖落入权利要求范围的所有变型和修改。

Claims (15)

1.一种用于电气车辆的充电电缆，设置在车辆中并用于驱动车辆的蓄电装置通过该充电电缆从外部电源充电，该充电电缆包含：

第一耦合器，其将充电电缆连接到设置在车辆中的车辆入口；

第二耦合器，其将充电电缆连接到外部电源；

控制装置，其控制充电电缆的使用历史，其中，控制装置包含：存储部分，其存储充电电缆的使用历史；检测部分，其检测充电电缆的使用状态，并基于所检测到的使用状态来更新使用历史；判断部分，其基于所存储的使用历史以及基准值来判断是否已超过充电电缆的使用寿命限制；以及

电气线路部分，其被设置在第一耦合器与控制装置之间以及第二耦合器与控制装置之间，电力以及控制信号通过所述电气线路部分传送。

2.根据权利要求1的充电电缆，其中，控制装置还包含显示控制部分，其在判断部分判断为已超过充电电缆的使用寿命限制时，指示已超过使用寿命限制。

3.根据权利要求1或权利要求2的充电电缆，其中，控制装置还包含命令输出部分，其在判断部分判断为已超过充电电缆的使用寿命限制时发送命令以限制车辆的充电。

4.根据权利要求1-3中任意一项的充电电缆，其中，充电电缆的使用状态包含第一耦合器的连接状态、第二耦合器的连接状态、车辆的充电状态中的至少一个。

5.根据权利要求4的充电电缆，其中，基于通过电气线路部分在控制装置和车辆之间交换的控制信号，检测部分检测充电状态以及第一耦合器和第二耦合器的连接状态。

6.根据权利要求1-5中任意一项的充电电缆，其中，控制信号为通过电气线路部分在控制装置和车辆之间交换的标准化信号，该标准化信号在第二耦合器被连接到外部电源时产生，并且，该标准化信号在第一耦合器被连接到车辆入口时设置到预定的电位。

7.根据权利要求1-5中任意一项的充电电缆，其中，

控制信号为通过电气线路部分在控制装置和车辆之间交换的标准化信号，

当第一耦合器和第二耦合器分别被连接到车辆入口和外部电源时，控制装置将控制信号设置为具有与充电电缆的电流承载能力对应的占空比的振荡信号，且

当振荡信号被产生时，车辆开始由来自外部电源的电力对蓄电装置充电。

8.根据权利要求7的充电电缆，还包含：

继电器，其被设置在电气线路部分的电力路径中，

其中，当标准化信号被设置为振荡信号时，标准化信号的幅度由车辆从第一幅度改变为第二幅度，一旦标准化信号的幅度已经改变为第二幅度时，相应地，控制装置闭合继电器。

9.一种控制用于电气车辆的充电电缆的方法，设置在车辆中并对车辆进行驱动的蓄电装置通过该充电电缆由外部电源充电，其中，充电电缆包含第一耦合器和第二耦合器，第一耦合器将充电电缆连接到车辆中的车辆入口，第二耦合器将充电电缆连接到外部电源，该方法包含：

存储充电电缆的使用历史；

检测充电电缆的使用状态；

基于所检测到的使用状态来更新使用历史；以及

基于所存储的使用历史以及基准值，判断是否已超过充电电缆的使用寿命限制。

10.根据权利要求9的方法，其还包含：

当判断为已超过使用寿命限制时，显示使用寿命限制被超过的指示。

11.根据权利要求9或权利要求10的方法，其还包含：

当判断为已超过使用寿命限制时，限制车辆的充电。

12.根据权利要求9-11的方法，其中，充电电缆的使用状态包含第一耦合器的连接状态、第二耦合器的连接状态、车辆的充电状态中的至少一个。

13.根据权利要求12的方法，其还包含：

基于在充电电缆和车辆之间交换的控制信号，检测第一耦合器的连接状态、第二耦合器的连接状态以及车辆的充电状态。

14.根据权利要求13的方法，其中，控制信号为在充电电缆和车辆之间交换的标准化信号，标准化信号在第二耦合器被连接到外部电源时产生，并在第一耦合器被连接到车辆入口时被设置在预定的电位。

15.根据权利要求13或权利要求14的方法，其中，

控制信号为在充电电缆和车辆之间交换的标准化信号，

当第一耦合器和第二耦合器分别被连接到车辆入口和外部电源时，标准化信号被设置为具有与充电电缆的电流承载能力对应的占空比的振荡信号，

当振荡信号被产生时，振荡信号的幅度从第一幅度变为第二幅度，在标准化信号的幅度已变为第二幅度时，开始由来自外部电源的电力对蓄电装置的充电。

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