CN107215218B - 用于经由多个充电器对电动车辆充电的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制在车辆中配备的多个充电器的方法,包括：识别多个充电器，每一个配置成经由车载网络对供应电力给所述车辆的至少一个电池充电；从每一个识别的充电器接收经由车载网络传递的标识和至少一个参数；响应于接收标识和至少一个参数，生成多个指令，每一个指令用于每一个识别的充电器；以及经由车载网络向多个识别充电器传递多个指令。

Description

用于经由多个充电器对电动车辆充电的设备和方法
技术领域
本发明总体涉及用于经由多个充电器对电动车辆充电的设备和方法，并且更特别地涉及用于在电动车辆或包括多个充电器的车辆充电设备之间的充电操作的控制设备和控制方法。
背景技术
环境友好型汽车(也称为绿色汽车或环保汽车)，包括混合动力车辆(HEV)和电动车辆(EV)两者在内，是众所周知的。通常情况下， HEV使用两个或更多个不同类型的动力，诸如内燃机和电动机，而EV 由一个或多个电动机使用存储在可再充电电池或其它能量储存装置中的电能来推进。在操作期间，HEV可以使用发电机对电池自供电，以使得电池可以为车辆操作供电。HEV可以包括再生制动***，该再生制动***在车辆的制动期间将由反向旋转的电动机产生的其动能转换成立即使用或存储在电池中以备后用的电形式，以提高能效。
像许多电子装置，EV设计成在充电后操作。用于对配备在EV中的电池充电的充电设备可以以各种类型或结构实现。例如，一种类型的充电设备是配备在EV中的车载充电器(OBC)，用于将交流(AC) 电转换成直流(DC)电以对电池充电。因为它安装在EV中，所以OBC应该经由内部通信与在EV中包括的其它装置或设备而可控制。此外，需要作为车辆部件中的一个部件的OBC的操作可靠性，并且OBC的小型化或减轻对于其设计是临界问题。
为了设计配置成对EV充电的充电装置，可能存在一些重要的问题，以使得包括在EV中的一个电池或多个电池的总容量继续增加，并且尽管电池的容量增大，但对于车辆的移动性还需要减少充电时间。然而，为了减少在EV中配备的多个电池的充电时间，大量的成本和时间可以花费在设计和安装多个不同的充电器上，每一个对应于不同的充电容量。此外，为了与包括在EV中的多个电池的不同充电容量对应，在EV中配备的充电装置可需要具有用于电力转换的附加装置。
为了克服上述问题，用于对在EV中配备的每一个并联耦合的多个可充电单元充电的设备或方法可以适用。然而，在控制多个可充电单元整体上存在困难，因为多个可充电单元可单独操作。
发明内容
在此描述了一种设备和方法，用于并联耦合在电动车辆中配备的多个充电器，以便减少花费在大规模电池上的充电时间。此外，在此描述了一种设备和方法，用于控制在电动车辆中配备的并联连接的多个充电器，可以经由在车辆通信中使用的预定电阻或脉冲宽度调制 (PWM)信号来识别多个充电器，以便简化用于控制或执行车辆充电操作的操作或程序。
根据本公开的实施例，用于控制在车辆中配备的多个充电器的方法包括：识别多个充电器，每一个配置成经由车载网络对供应电力给车辆的至少一个电池充电；从每一个识别的充电器接收经由车载网络传递的标识和至少一个参数；响应于接收标识和至少一个参数，生成多个指令，每一个指令用于每一个识别的充电器；以及经由车载网络向多个识别充电器传递多个指令。
来自每一个充电器的标识和至少一个参数可对应于具有不同值的电阻。
来自每一个充电器的标识和至少一个参数可对应于具有不同脉冲宽度的脉冲宽度调制信号。
多个充电器可配备在车辆中以将外部电源与至少一个电池连接，并且彼此并联耦合。
多个指令的传递步骤包括：监视多个充电器中的每一个充电器的状态，以确定每一个充电器的可用性；监视由外部电源提供的电力信号；以及根据所确定的每一个充电器的可用性分配电力信号。
电力信号可包括交流(AC)电力信号和直流(DC)电力信号中的至少一个，并且接收电力信号的给定充电器可将电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号。
车载网络可包括控制器局域网(CAN)。
此外，根据本公开的实施例，具有用于控制车辆充电操作的多个充电器的设备包括：标识信号发生器，其生成用于识别配置成对供应电力给车辆的至少一个电池的多个充电器的标识信号；电力收发器，其向外部电源传送至少一个充电控制信号，或从外部电源接收至少一个充电控制信号；以及充电器控制器，其控制每一个识别的充电器，以便基于标识信号来执行与至少一个充电控制信号对应的充电操作。
标识信号发生器可包括具有不同值的多个上拉或多个下拉电阻。
标识信号可包括具有用于多个充电器中的每一个充电器的不同脉冲宽度的脉冲宽度调制信号。
标识信号发生器可包括多个模块，每一个对应于多个充电器中的每一个。
多个充电器可配备在车辆中以将外部电源与至少一个电池连接，并且彼此并联耦合。
输入到多个充电器中的电力信号可包括交流(AC)电力信号和直流(DC)电力信号中的至少一个，并且接收电力信号的给定充电器可将电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号。
给定充电器可包括：电压转换器，其将DC电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号；以及开关，其控制电压转换器的输出，其中开关由充电器控制器控制。
给定的充电器也可包括：电磁干扰(EMI)滤波器，其从AC电力信号去除噪声；整流器，其将EMI滤波器的输出转换成DC信号；电压转换器，其将从整流器输出的DC信号转换成具有预定范围的DC电压信号；以及开关，其控制电压转换器的输出，其中开关由充电器控制器控制。
此外，根据本公开的实施例，配备有配置成从电能获得动力的设备的车辆包括：电池单元，其包括配置成供应电能的至少一个电池；充电器单元，其包括彼此并联连接的多个充电器，每一个配置成使用用于对至少一个电池充电的电力信号，其中电力信号由外部电源提供；以及充电控制器，其至少基于由外部电源提供的充电控制信号来控制多个充电器。
充电控制器可包括：标识信号发生器，其生成用于识别多个充电器中的每一个充电器的标识信号；以及电力收发器，其向外部电源传送电力信号和充电控制信号中的至少一个，或从外部电源接收电力信号和充电控制信号中的至少一个，其中充电器控制器控制每一个充电器，以便基于标识信号来执行与充电控制信号对应的充电操作。
标识信号可基于与每一个充电器对应的电阻来确定，每一个电阻具有彼此不同的值；或基于与每一个充电器对应的脉冲宽度调制信号来确定，每一个脉冲宽度调制信号具有彼此不同的脉冲宽度。
电池单元可包括向充电控制器指示电池单元状态的电池管理***，以便实现包括在至少一个电池中的多个电池单元之间的充电平衡。
电池管理***可实时监视输出电流水平、输出电压水平和温度中的至少一个，测量至少一个电池的充电状态，以及估计至少一个电池的更换时间。
此外，根据本公开的实施例，用于控制配备在车辆中的多个充电器的设备可包括处理器***，该处理器***包括至少一个数据处理器和存储计算机程序的至少一个计算机可读存储器。在此，处理***配置成使设备如上所述操作。
附图说明
被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入并构成本申请的一部分的附图示出了本公开的实施例，并与具体实施方式一起用于解释本公开的原理。在附图中：
图1示出用于经由充电设备对车辆充电的方法；
图2描述了用于控制配备在车辆中的多个充电器的方法；
图3示出车载充电设备；
图4A和4B描述了包括在车辆中的充电器和电池；
图5示出了第一充电控制设备；
图6描述了第一充电控制设备的操作；
图7示出第二充电控制设备；以及
图8描述了第二充电控制设备的操作。
应当理解的是，上面提及的附图不一定按比例绘制，呈现了本公开的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。本公开的特定设计特征，包括例如具体的尺寸、取向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
具体实施方式
现在将详细地参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施例可以以各种不同的方式来修改，所有这些都不脱离本公开的精神或范围。在附图中，相同的元件用相同的标号表示，并且其重复的解释将不给出。为便于描述，使用在此的后缀“模块”和“单元”，并且从而可以互换使用，并且没有任何可区别的含义或功能。
如本文所用，“一”或“一个”定义为一个或一个以上。如本文所用，术语“另一个”定义为至少第二个或更多。如本文所用，术语“包括”和/或“具有”定义为包括(即开放的过渡)。如本文所用，术语“耦合”或“操作性地耦合”定义为连接，尽管不一定是直接且不一定是机械连接。
应该理解，如这里使用的术语“车辆”(vehicle)或“车辆的 (vehicular)”或其它类似术语，通常包括机动车辆，诸如包括运动功能车(SUV)在内的乘用车、公交车、卡车、各种商用车、包括各种小船和轮船的船舶、飞机等，并包括混合动力车辆、电动车辆、***式混合动力车辆、氢能源车辆和其它替换燃料车辆(例如源自非石油资源的燃料)。如这里所指，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动车辆两者。
此外，应当理解，一个或多个的以下方法或其方面可以由至少一个控制器执行。术语“控制器”可以指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为存储程序指令，并且处理器被专门编程以执行程序指令来执行将在下面进一步描述的一个或多个进程。此外，可以理解的是，下面的方法可以通过包括与一个或多个部件结合的控制器的设备来执行，如由本领域中的普通技术人员将理解的。
此外，本公开的控制器可以实现为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非临时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以在整个计算机网络上分布，以使得程序指令以分布方式存储和执行，例如通过远程信息服务器或控制器局域网(CAN)。
在本公开的描述中，当认为它们可能不必要地模糊本公开的本质时，省略相关技术的某些详细说明。本公开的特征将结合附图更清楚地理解，且不应由附图限制。但是应当理解，不脱离本公开的精神和技术范围的所有变化、等价物和替代物包括在本公开中。
在环境友好型车辆(也称为绿色汽车或环保汽车)中，当经由电池获得诸如用于驱动车辆的动力的能量时，或当需要提高的驱动性能时，配备在车辆中的电池的电能容量，即电池的容量，可能增加。通常，如果车载电池的容量增加，则用于对车载电池完全充电所需的时间将增加。由于扩展的充电时间可恶化车辆的移动性，所以将需要减少充电时间，以使得大容量电池可快速充电。然而，可能需要过多的成本以使用用于对在车辆中或车辆充电设备中配备的电池充电器提高充电的常规装置作为供应电能到车辆中的基础设施。因此，诸如车载充电器(OBC)的充电器通常配备在车辆上，以使得甚至家庭电力可用于车载电池充电。
作为例子但不限于，当OBC配备在车辆中时，可能需要高功率密度和低噪声。为了改进这些特性，OBC的开关频率可能增加。此外，为了提高用于车辆的能量效率，OBC需要更高的效率。此外，OBC需要具有宽输入或输出操作范围，诸如通用输入电压范围(例如，100Vac至240Vac)或车载电池电压范围(例如，220Vdc至420Vdc)，以便与充电基础设施或车载电池可兼容地工作。近来，随着配备在车辆中的电池容量增加，已经需要可适用于用于对电池充电的充电器或充电设备的充电平台，以供应或处理3.3kW至6.6kW的电力信号。此外，为了减少充电时间，充电平台应设计为随后处理更大的电力信号。
至少基于电池或充电设备的能力变化，鉴于设计、成本等，使用彼此并联的多个充电器开发适于新的标准或需求的新充电器可更加有效。为使用多个充电器，需要用于处理每一个充电器的控制程序、方法或设备。
每一个充电器可经由诸如控制器局域网(CAN)的车载网络通信。对于具有多个充电器的内部通信，各个或单独的标识符(例如，CAN ID)需要识别每一个充电器。此外，可能需要协议使车载控制器控制多个充电器。
为了有效地使用多个充电器，必要的是，至少基于充电状态，多个充电器中的每一个单独由控制器控制。例如，在充电操作期间，第一充电器可以停止，同时第二充电器连续工作。或者，第一和第二充电器可能基于特定的条件来停止。可能需要的是，在充电操作期间，多个充电器基于各种条件或情况(诸如对充电器的保护处理、用于通过减轻在充电器上的负载(或操作应力)低于阈值来提高可靠性的降级处理)等来控制。
现在参考当前公开的实施例，图1示出用于经由充电设备对车辆充电的方法。
如在图1中所示，当对车载电池60充电时，车辆4可以耦合到电动车辆供应设备(EVSE)2，以使得车载电池60可存储电能量。车辆 4和EVSE 2可以经由电力线通信(PLC)方法、有线或无线(数据) 通信方法等彼此耦合。用于对车辆4充电所配备的EVSE 2可以位于家里、充电站、诸如公寓的多单元住宅等。
车辆4可包括配置成对车载电池60充电的多个充电器22、24。多个充电器22、24可鉴于电子电路在EVSE 2和车载电池60之间彼此并联耦合。作为例子但不限于，如果单个充电器22(或24)可以基于3.3KW 的电力信号来执行充电操作，则两个充电器22、24可以使用用于对车载电池60充电的6.6kW的电力信号。
车辆4可包括配置成控制多个充电器22、24的充电控制器40。在当车辆4包括多个充电器22、24的情况下，很可能的是，充电控制器 40需要至少单独基于充电状态来控制多个充电器22、24。
如果与充电控制器40对应的部件或元件没有包括在车辆4中，则每一个充电器22、24可至少包括处理额外软件、各种参数等的控制程序，用于与另一个充电器或车载电池通信和合作。此外，每一个充电器22、24可以分别至少基于控制信号和来自诸如EVSE 2的外部电源的电力信号来操作。如果多个充电器22、24分别执行充电操作，则充电操作效率可能降低。此外，根据配备在车辆4中的EVSE 2和/或车载电池60的规格，可需要各种类型或版本的充电器22、24。
此外，当用于控制多个充电器22、24的功能适于在包括在车辆4 中的中央处理单元(CPU)或传统电池管理***(BMS)时，更大量的负载可分配给CPU或BMS，以及在车辆4内部的内部通信可变得更加复杂。此外，在这种情况下，可能不允许另一个充电器至少基于在已经制造或销售的车辆4内的客户需求而额外配备。
充电控制器40可支持用于使用在车辆4中的多个充电器22、24 的方法。充电控制器40可以使用诸如激活/停用(ON/OFF)的多个充电器22、24来控制充电操作，监视充电电流水平、平衡负载等，以及用作针对诸如EVSE 2的外部电源的车辆4的网关。作为例子但不限于，充电控制器40可接收外部通信信号(例如，CAN信号)、充电器连接信号(例如，CAN信号、协议数据单元(PDU)信号)、外部车辆信号等，并经由与车辆充电操作相关联的电路或可编程逻辑中的至少一个将充电状态和控制相关的信息提供给多个充电器22、24。
充电控制器40可致力于控制车辆4内发生的总体充电操作，并且控制单个车载充电器(OBC)以及n元组OBC(n是大于1的整数)。作为例子但不限于，为执行与多个充电器22、24的通信，充电控制器 40可将充电器中的每一个充电器与每一个电阻匹配，以便识别每一个充电器的识别符ID。这种方法可以实现经由车载网络在充电控制器40 和多个充电器22、24之间的示例性通信。
充电控制器40可接收外部信号和CAN消息，以确定与诸如机制、控制步骤等的充电操作相关的整体程序(流程)或逻辑。与充电控制器40接合的每一个充电器22、24可包括相同的程序(或部件，或具有不同的通信标识(CAN ID)和不同的优先级。由于配备在车辆中的充电控制器40，可能没有必要基于多个充电器22、24的数量而执行用于阻抗匹配的至少一个过程。此外，充电控制器40可以至少基于在临界或阈值定时(例如终止充电操作的决定定时、限制/约束电流流动等) 处的充电状态来处理每一个充电器22、24的充电操作状态，以使得整体充电操作可以更安全地执行。
在充电控制器40控制多个充电器22、24的情况下，即使规格可以被改变，设计或开发车载充电装置也可以足以管理或更新多个程序，其中每一个程序安装在多个充电器22、24中。此外，可以在车辆4已被制造之后添加新的充电器或移除安装的充电器。在充电操作期间，对多个充电器22、24分配或平衡负载可以是更有效的。
图2描述了用于控制配备在车辆中的多个充电器的方法。
如图2所示，该方法可以包括：识别多个充电器，每一个配置成经由车载网络对供应电力给车辆的至少一个电池充电(步骤82)；从每一个识别的充电器接收经由车载网络传递的标识和至少一个参数(步骤84)；并且响应于标识和至少一个参数，生成多个指令，每一个指令用于每一个识别的充电器，以经由车载网络向多个识别充电器传递多个指令(步骤86)。
另外，生成和传递多个指令的步骤(步骤86)可以包括如下中的至少一个：监视多个充电器中的每一个充电器的状态，以确定每一个充电器的可用性(步骤88)；监视从外部电源输入的电力信号的步骤(步骤88)；以及响应于每一个充电器的可用性来分配电力信号(步骤88)。
与多个充电器接合的充电控制器可生成与多个充电器中的每一个充电器对应的标识信号。作为例子但不限于，分配给每一个充电器的标识信号和参数可以至少基于具有不同值的多个电阻中的每一个来进行，每一个电阻与每一个充电器对应。此外，用于每一个充电器的标识信号和参数可以与具有不同脉冲宽度的脉冲宽度调制信号对应。每一个充电器可以传递包括标识、参数等的信号到充电控制器中，同时充电控制器可传递包括标识、参数等的指令到与充电操作相关的每一个充电器中。此外，充电控制器可经由诸如控制器局域网络(CAN) 的车载网络与每一个充电器通信，以便发送和接收关于充电状态的信息。
配备在车辆内以将外部电源与至少一个电池连接的多个充电器可彼此并联耦合。从外部电源传递的电力信号可以包括交流(AC)电力信号和直流(DC)电力信号中的至少一个。此外，充电器可以将电力信号转换成具有预定范围的直流(DC)电压信号，以将转换后的DC 电压信号供应到电池中。
图3示出车载充电设备。
如图3所示，与诸如EVSE 2的外部电源接合的车载充电设备可包括：电池单元60，其包括被配置以存储和供应电能到车辆中的至少一个电池；充电器单元20，其包括彼此并联连接的多个充电器22、24、 26、28，每一个配置成使用用于对至少一个电池充电的电力信号；以及充电控制器40，其配置成至少基于从外部电源传递来的充电控制信号，控制多个充电器22、24、26、28。在此，电力信号可从外部电源输入。
特别地，充电控制器40可以包括：标识信号发生器52、54、56、 58，其配置成生成用于识别多个充电器22、24、26、28中的每一个充电器的标识信号；功率收发器42，其配置成向诸如EVSE 2的外部电源发送至少一个控制信号，或从诸如EVSE 2的外部电源接收至少一个充电控制信号；以及充电器控制器44，其配置成基于标识信号来对每一个充电器设置与至少一个充电控制信号对应的充电操作。在此，标识信号发生器52、54、56、58可以在单个单元、部件或电路中实现。或者，标识信号发生器52、54、56、58可包括每一个与多个充电器22、24、26、28中的每一个充电器对应的多个模块。
从EVSE 2传递并且输入到多个充电器22、24、26、28中的电力信号可包括交流(AC)电力信号和直流(DC)电力信号中的至少一个。包括在充电器单元20中的多个充电器22、24、26、28可将电力信号转换成具有预定范围的直流(DC)电压信号，以将DC电压信号供应到电池单元60中。在此，DC电压信号的预定范围可至少基于性能、规格或操作条件来确定。
图4A和图4B描述了包括在车辆中的充电器和电池。具体地，图 4A示出了包括被配置成接收包括DC信号的电力信号的充电器22的车载装置，而图4B描述了包括被配置成接收包括AC信号的电力信号的充电器22'的另一个车载装置。
首先参考图4A，充电器22可包括配置成将具有DC电力信号的电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号的电压转换器22A，以及配置成控制电压转换器的输出的开关22A。
由外部电源提供的控制信号可以传递到充电控制器40中，同时从外部电源输入的电力信号可传递到充电器22中。充电控制器40可确定充电器22的连接状态，并至少基于控制信号来处理充电器22。充电控制器40可控制包括在充电器22中的开关22A，以便确定转换器22A 的输出是否传送到电池单元60。从充电器22输出的直流电压信号可传递到电池单元60中。
电池单元60可包括存储供应到充电器22中的DC电力的至少一个电池64。此外，电池单元60可以包括配置成向充电控制器40指示至少一个电池64的电池状态的电池管理***62，以便实现包括在至少一个电池64中的多个电池单元之间的充电平衡，以使得多个电池单元可以完全充电。电池管理***62进一步被配置成实时监视输出电流水平、输出电压水平和温度中的至少一个，以测量至少一个电池64的充电状态，并估计至少一个电池64的更换时间。为了有效地执行充电操作，电池管理***62可以向充电控制器40指示关于至少一个电池64 的多个信息。
现在参考图4B，充电器22'可以包括：电磁干扰(EMI)滤波器 22C，其配置成从具有AC电力信号的电力信号去除噪声；整流器22D，其配置成将EMI滤波器22C的输出转换成DC信号；电压转换器22E，其配置成将从整流器22D输出的DC信号转换成具有预定范围的DC 电压信号；以及开关22A'，其配置成控制电压转换器22E的输出。在此，开关22A'可以由充电器控制器40控制。
在图4A和4B中示出的充电器22、22'可以在用于接收从外部电源传递的DC电力信号或AC电力信号并且向电池单元60输出具有预定范围的DC电压信号所需的电路或部件方面具有一些差异。然而，在充电操作期间，充电控制器40可以处理至少一个充电器22以及通过至少一个充电器22充电的电池单元60。如果存在多个充电器22，则多个充电器22可以并联耦合。
图5示出第一充电控制设备。
如图5所示，充电单元20包括多个充电器22、28。第一充电控制设备40可以包括配置成识别多个充电器22、28的标识信号发生器52、 58。作为例子但不限于，标识信号发生器52可包括具有与多个充电器 22、28中的每一个充电器对应的不同电阻的上拉电阻器R1。多个充电器22、28中的每一个充电器可以包括具有与包括在标识信号发生器52 (未示出)中的上拉电阻器R1对应的预定电阻的下拉电阻器。这里，在每一个充电器22、28中的下拉电阻器可以具有相同的电阻。
在另一个示例中，标识信号发生器52可包括具有不同电阻的下拉电阻器。在这种情况下，每一个充电器22、28可包括具有相同电阻的上拉电阻器。
如图5所示，第一充电控制设备40包括多个标识信号发生器52、 58，每一个包含具有与多个充电器22、28中的每一个充电器对应的不同电阻R1的上拉电阻器。由于具有包括在标识信号发生器52、58中的不同电阻的上拉电阻器，具有不同值或不同变量的信号可以传递到多个充电器22、28中的每一个充电器中。至少基于感测值(即，从标识信号发生器52、58中的每一个发生器传递的不同变量)，多个充电器22、28中的每一个可确定用于车载内部通信(诸如经由控制器局域网(CAN)的通信)的标识符(例如标识、参数等)。作为例子但不限于，如果1伏(1V)的信号输入到第一充电器22中，则第一充电器 22可以使用具有一百多的标识符，例如范围从100至199的字段值，用于车载内部通信。如果2V的信号输入到第二充电器中，则第二充电器可以使用具有二百多的标识符，例如范围从200至299的字段值。接收3V的信号的第三充电器可以使用具有三百多的标识符，例如，范围从300至399的字段值。在图5中示出的上拉电阻器R1是用于生成标识信号的示例，并且可以通过各种电路***来生成标识信号。
充电器控制器44可以测量在上拉电阻器R1(未示出)两侧处的电压电平，以便了解多少充电器22、28在与第一充电控制设备40接合的充电单元20中彼此有源连接。在另一个示例中，在充电器控制器 44至少基于上拉电阻器R1(例如，不同的电阻R1至Rn)来识别接合充电器的数量之后，与接合的充电器对应的一些标识信号发生器52、 58可被激活或启用，用于使用经由收发器42传递的电力信号的来执行充电操作。当充电器控制器44识别接合的充电器22、28的数量时，可调节或控制在充电操作期间用于每一个充电器的充电负载。
图6描述第一充电控制设备40的操作。
如图6所示，第一充电控制设备40可以与充电器28通信，以便处理或控制充电操作。
首先，第一充电控制设备40可确定耦合到第一充电控制设备40 的充电器的数量。第一充电控制设备40可以向充电器28广播连接广播消息。
充电器28可以接收或者检测与在包括在第一充电控制设备40中的标识信号发生器中包括的电阻对应的值，以准备标识符、标识和参数中的至少一个，其用于诸如控制器局域网(CAN)的车载网络。
至少基于从第一充电控制设备40发送的连接广播消息，充电器28 向第一充电控制设备40发送包括其标识符、其标识和其参数中的至少一个的响应信号。
第一充电控制设备40可确定每一个充电器的状态，以确定充电容量、可使用/可用的电力等中的至少一个。此外，第一充电控制设备40 可至少基于经由收发器输入的控制信号，确定或处理充电操作。
第一充电控制设备40可以至少基于充电操作的步骤或处理，传递用于每一个充电器28的控制指令，并且充电器28至少基于控制指令来执行充电操作。
如上所述，可能不需要分配不同的标识符给每一个充电器，以生成包括在用于车载网络的控制信号中的附加字段或值，或设计用于车载通信的附加或新的协议。
图7示出了第二充电控制设备。
如图7所示，充电单元20包括多个充电器22、28。第二充电控制设备40'可包括标识信号发生器52'、58'(其包括PWM信号发生器)，以便识别多个充电器22、28中的每一个充电器。作为例子但不限于，标识信号发生器52'可以生成与多个充电器22、28中的每一个充电器对应的不同的脉冲宽度调制(PWM)信号。
第二充电控制设备40'包括多个标识信号发生器52'、58'，每一个对应于多个充电器22、28中的每一个。由于由标识信号发生器52'、 58'生成的具有不同脉冲宽度的脉冲宽度调制(PWM)信号，多个充电器22、28中的每一个充电器可以识别不同的值或不同的变量。至少基于感测的值，即从标识信号发生器52'、58'中的每一个发生器传递的不同变量，多个充电器22、28中的每一个充电器可确定用于车载内部通信(诸如经由控制器局域网(CAN)的通信)的标识符(例如，标识、参数等)。
作为例子但不限于，如果具有10％(例如，每一个周期的10％的高或低的电平)脉冲宽度的信号输入到第一充电器22中，则第一充电器22可以使用具有一百多的标识符，例如，范围从100至199的字段值，用于车载内部通信。如果具有20％脉冲宽度的信号输入到第二充电器中，则第一充电器可以使用具有二百多的标识符，例如，范围从 200至299的字段值。接收30％脉冲宽度的信号的第三充电器可使用具有三百多的标识符，例如范围从300至399的字段值。
充电器控制器44可以对多个充电器22、28使用用于车载通信的标识符(未示出)的数量计数，以便了解多少充电器22、28在与第二充电控制设备40'接合的充电单元20中彼此有源连接。当充电器控制器44识别为了通过使用经由收发器42传递的电力信号来执行充电操作而激活或接合的充电器22、28的数量时，可调节或控制在充电操作期间用于每一个充电器的充电负载。
图8描述了第二充电控制设备40'的操作。
如图8所示，第一、第二充电控制设备40'可以传递脉冲宽度调制 (PWM)信号到与第二充电控制设备40'接合的充电器28中，其中 PWM每一个具有不同的脉冲宽度。
充电器28可以接收或检测从第二充电控制设备40'发送的脉冲宽度调制信号，以准备标识符、标识和参数中的至少一个，其用于车载网络，诸如控制器局域网(CAN)。
至少基于从第二充电控制设备40'发送的连接广播消息，充电器28 向第二充电控制设备40'发送包括其标识符、其标识和其参数中的至少一个的响应信号。第二充电控制设备40'可确定每一个充电器的状态，以确定充电容量或可使用/可用的电力。此外，第二充电控制设备40' 可至少基于经由收发器输入的控制信号，确定或处理充电操作。第二充电控制设备40'可以至少基于充电操作的步骤或处理，传递用于每一个充电器28的控制指令，并且充电器28至少基于控制指令来执行充电操作。
参考上述的示例，可能不必分配用于每一个充电器的附加标识符，或创建或***新信息或新字段到经由车载网络传递的控制信号中。因为单个充电控制器可控制或处理配备在车辆中的多个充电器，所以用于车载充电设备的制造成本可以减小。此外，由于用于多个充电器的管理或控制由单个充电控制器统一，所以优化充电效率和处理负载平衡更容易。此外，由于单个大充电器可以用多个小的充电器来代替，所以在车辆中的安装可以更加灵活。例如，一个充电器可位于靠近发动机或电动机处，而其它两个充电器被布置靠近行李箱。
在上述实施例中，配备在车辆中的多个充电器可以由单个集成控制器控制，以便用于设计和制造车载充电装置的成本可以节省。此外，单个控制器可控制多个充电器的操作，以使得车辆充电操作更加有效地进行。甚至进一步，用于至少一个大规模电池的大容量电池充电器可用用于多个更低容量电池的多个小容量电池来代替，以使得用于设计车辆约束或限制可以减少。
上述实施例通过本公开的结构元件和特征的组合以预定方式来实现。结构元件或特征中的每一个应该选择性地考虑，除非另行指定。结构元件或特征中的每一个可以在不与其它结构元件或特征组合的情况下执行。此外，一些结构元件和/或特征可以彼此组合以构成本公开的实施例。在本公开的实施例中描述的操作顺序可以改变。一个实施例的一些结构元件或特征可以包括在另一个实施例中，或者可以用另一个实施例的结构元件或特征来代替。
对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，对本公开可进行各种修改和变化。因此，其意图是本公开涵盖该公开的修改和变型，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (20)

1.一种用于控制在车辆中配备的多个充电器的方法，包括以下步骤：
识别多个充电器，每一个配置成经由车载网络对供应电力给所述车辆的至少一个电池充电；
从每一个识别的充电器接收经由车载网络传递的标识和至少一个参数；
通过充电控制器和每一个识别的充电器之间的通信，识别每一个识别的充电器的标识；
响应于接收所述标识和所述至少一个参数，生成多个指令，每一个指令用于每一个识别的充电器；以及
经由所述车载网络向多个识别的充电器传递所述多个指令，
其中，当所述多个充电器被识别时，向每一个识别的充电器传送连接广播消息，
所述标识和所述至少一个参数是从接收到所述连接广播消息的充电器接收的，并且
其中，识别每一个识别的充电器的标识包括：
测量所述充电控制器的标识信号发生器的电阻两侧处的电压电平，以计算与每一个识别的充电器对应的电阻；以及
将每一个识别的充电器与每一个识别的充电器对应的电阻匹配，以识别每一个识别的充电器的标识。
2.根据权利要求1所述的方法，其中来自每一个充电器的所述标识和所述至少一个参数对应于具有不同值的电阻。
3.根据权利要求1所述的方法，其中来自每一个充电器的所述标识和所述至少一个参数对应于具有不同脉冲宽度的脉冲宽度调制信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个充电器配备在所述车辆中以将外部电源与所述至少一个电池连接，并且彼此并联耦合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中传递所述多个指令的步骤包括：
监视所述多个充电器中的每一个充电器的状态，以确定每一个充电器的可用性；
监视由外部电源提供的电力信号；以及
根据所确定的每一个充电器的可用性，分配所述电力信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电力信号包括交流AC电力信号和直流DC电力信号中的至少一个，并且接收所述电力信号的给定充电器将所述电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述车载网络包括控制器局域网CAN。
8.一种具有用于控制车辆充电操作的多个充电器的设备，包括：
标识信号发生器，其生成用于识别配置成对供应电力给所述车辆的至少一个电池充电的多个充电器的标识信号；
电力收发器，其向外部电源传送至少一个充电控制信号，或从所述外部电源接收所述至少一个充电控制信号；以及
充电控制器，其通过充电器控制器和每一个识别的充电器之间的通信识别每一个识别的充电器的标识，并且控制每一个识别的充电器，以便基于所述标识信号来执行与所述至少一个充电控制信号对应的充电操作，
其中，当所述多个充电器被识别时，所述充电控制器向每一个识别的充电器传送连接广播消息，
所述充电控制器从接收到所述连接广播消息的充电器接收所述标识和至少一个参数，并且
其中，由所述充电控制器识别每一个识别的充电器的标识包括：
测量所述充电控制器的标识信号发生器的电阻两侧处的电压电平，以计算与每一个识别的充电器对应的电阻；以及
将每一个识别的充电器与每一个识别的充电器对应的电阻匹配，以识别每一个识别的充电器的标识。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述标识信号发生器包括具有不同值的多个上拉或多个下拉电阻。
10.根据权利要求8所述的设备，其中所述标识信号包括用于所述多个充电器中的每一个充电器的具有不同脉冲宽度的脉冲宽度调制信号。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述标识信号发生器包括多个模块，每一个模块对应于所述多个充电器中的每一个。
12.根据权利要求8所述的设备，其中所述多个充电器配备在所述车辆中以将所述外部电源与所述至少一个电池连接，并且彼此并联耦合。
13.根据权利要求12所述的设备，其中输入到所述多个充电器中的电力信号包括交流AC电力信号和直流DC电力信号中的至少一个，并且接收所述电力信号的给定充电器将所述电力信号转换成具有预定范围的DC电压信号。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述给定充电器包括：
电压转换器，其将所述DC电力信号转换成具有所述预定范围的所述DC电压信号；以及
开关，其控制所述电压转换器的输出，其中所述开关由所述充电器控制器控制。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述给定充电器包括：
电磁干扰EMI滤波器，其从所述AC电力信号去除噪声；
整流器，其将所述EMI滤波器的输出转换成DC信号；
电压转换器，其将从所述整流器输出的DC信号转换成具有所述预定范围的DC电压信号；以及
开关，其控制所述电压转换器的输出，其中所述开关由所述充电器控制器控制。
16.一种车辆，其配备有配置成从电能获得动力的设备，所述设备包括：
电池单元，其包括配置成供应所述电能的至少一个电池；
充电器单元，其包括彼此并联连接的多个充电器，每一个充电器配置成使用用于对所述至少一个电池充电的电力信号，其中所述电力信号由外部电源提供；以及
充电控制器，其通过充电器控制器和每一个充电器之间的通信识别每一个充电器的标识，并且至少基于由所述外部电源提供的充电控制信号来控制所述多个充电器，
其中，所述充电控制器识别所述多个充电器，并向每一个识别的充电器传送连接广播消息，
所述充电控制器从接收到所述连接广播消息的充电器接收所述标识和至少一个参数，并且
其中，识别每一个充电器的标识包括：
测量所述充电控制器的标识信号发生器的电阻两侧处的电压电平，以计算与每一个充电器对应的电阻；以及
将每一个充电器与每一个充电器对应的电阻匹配，以识别每一个充电器的标识。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中所述充电控制器包括：
标识信号发生器，其生成用于识别多个充电器中的每一个充电器的标识信号；以及
电力收发器，其向所述外部电源传送所述电力信号和所述充电控制信号中的至少一个，或从所述外部电源接收所述电力信号和所述充电控制信号中的至少一个，
其中所述充电控制器控制每一个充电器，以便基于所述标识信号来执行与所述充电控制信号对应的充电操作。
18.根据权利要求17所述的车辆，其中所述标识信号基于与每一个充电器对应的电阻来确定，每一个电阻具有彼此不同的值；或基于与每一个充电器对应的脉冲宽度调制信号来确定，每一个脉冲宽度调制信号具有彼此不同的脉冲宽度。
19.根据权利要求16所述的车辆，其中所述电池单元包括向所述充电控制器指示电池单元状态的电池管理***，以便实现包括在所述至少一个电池中的多个电池单元之间的充电平衡。
20.根据权利要求19所述的车辆，其中所述电池管理***实时监视输出电流水平、输出电压水平和温度中的至少一个，测量所述至少一个电池的充电状态，并且估计所述至少一个电池的更换时间。
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