DE102020214346A1 - System und verfahren zum erkennen eines fehlers eines schnellladerelais - Google Patents

System und verfahren zum erkennen eines fehlers eines schnellladerelais Download PDF

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Abstract

Ein Ladesystem enthält ein Ladegerät, eine Batterie, die durch Empfangen einer Leistung einer ersten Spannung von dem Ladegerät geladen wird, eine Mehrfach-Ladung, die konfiguriert ist, um eine Leistung einer zweiten Spannung, die niedriger als die erste Spannung ist, auf die erste Spannung zu verstärken und die verstärkte Leistung an die Batterie zu liefern, ein Laderelais, das an einer Position zwischen der Batterie und dem Ladegerät verbunden ist und konfiguriert ist, um in einem EIN-Zustand zu sein, wenn die Leistung der ersten Spannung von dem Ladegerät geliefert wird, und um in einem AUS-Zustand zu sein, wenn die Leistung der zweiten Spannung von dem Ladegerät geliefert wird, und einen Lade-Controller, der konfiguriert ist, um auf der Basis davon, ob ein Schmelzfehler des Laderelais auftritt, zu steuern, ob die Leistung der ersten Spannung über das Laderelais an die Batterie geliefert wird oder ob die Batterie über die Mehrfach-Ladevorrichtung mit der Leistung versorgt wird.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais, und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais, das in der Lage ist, eine Neutralleiteranschluss-Kondensatorspannung, eine Wechselrichter-Kondensatorspannung, und eine Batteriespannung miteinander zu vergleichen, um zu diagnostizieren, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, und einen Mehrfach-Lade-Sequenz-Betrieb auf der Basis davon, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, zu steuern.
  • HINTERGRUND
  • Im Allgemeinen ist ein umweltfreundliches Fahrzeug wie ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einer Hochspannungsbatterie zur Versorgung eines Elektromotors mit Antriebsenergie ausgestattet. Ein Relais (ein Hauptrelais) zum Regeln eines Stroms, der an die Hochspannungsbatterie angelegt wird, ist zusammen angeordnet, um die Hochspannungsbatterie zu schützen.
  • Darüber hinaus kann zusätzlich ein Schnellladerelais zum Regeln eines Stroms zwischen einem Ladegerät und der Hochspannungsbatterie während des Schnellladens angeordnet werden.
  • Bei einer Struktur, bei der das Hauptrelais und das Schnellladerelais in Reihe geschaltet sind, werden das Schnellladegerät und die Hochspannungsbatterie miteinander verbunden, um das Laden einzuleiten, wenn sowohl das Hauptrelais als auch das Schnellladerelais eingeschaltet sind, so dass der Schnellladeanschluss nicht einer Hochspannung ausgesetzt wird, wenn das Hauptrelais verschmilzt.
  • Darüber hinaus ist ein Mehrfach-Ladesystem in der Lage, ein Fahrzeug, an das eine 800-V-Batterie angeschlossen ist, unter Verwendung eines Ladegeräts der 400-V-Klasse zu laden. Wenn das Fahrzeug mit einem Ladegerät der 800-V-Klasse oder der 400-V-Klasse geladen wird, arbeiten das Hauptrelais und ein Mehrfach-Laderelais, um das Laden durchzuführen.
  • Bei einem herkömmlichen Hochspannungs-/Leistungsrelais ist die Fehlerhäufigkeitsrate jedoch höher als die anderer elektrischer Teile, und das Verschmelzen oder Schmelzen erfolgt aufgrund von Vibrationen, Feuchtigkeit, Umgebung oder EIN-AUS-Zuständen.
  • In einem Beispiel kann das Schnellladerelais auch dann aufgeladen werden, wenn ein Verschmelzungsfehler auftritt, kann aber nicht aufgeladen werden, wenn ein Schmelzfehler auftritt. Da es derzeit keine Diagnoselogik für den Schmelzfehler gibt, kann ein Benutzer nicht wissen, warum das Laden nicht durchgeführt wird, wenn der Schmelzfehler auftritt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung ist gemacht worden, um die voranstehend genannten Probleme zu lösen, die bei dem Stand der Technik auftreten, während die durch den Stand der Technik erzielten Vorteile erhalten bleiben.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt Mittel bereit, die in der Lage sind, das Auftreten eines Schmelzfehlers (oder eines Relaisbetriebs-Schaltungsfehlers oder eines Relaisausfalls) eines Schnellladerelais zu erkennen, sowie Mittel, die in der Lage sind, eine Batterie auch dann zu laden, wenn der Schmelzfehler aufgetreten ist, wenn die Batterie unter Verwendung eines Ladegeräts der 800-V-Klasse in einem Fahrzeug geladen wird, an dem ein Mehrfach-Ladesystem verwendet wird, und stellt ein System und ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais bereit, das in der Lage ist, zu diagnostizieren, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, indem es eine Neutralleiteranschluss-Kondensatorspannung, eine Wechselrichter-Kondensatorspannung, und eine Batteriespannung miteinander vergleicht und einen Mehrfach-Lade-Sequenz-Betrieb auf der Basis davon, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, steuert, damit die Batterie geladen werden kann.
  • Die technischen Probleme, die durch das vorliegende erfinderische Konzept gelöst werden sollen, sind nicht auf die voranstehend genannten Probleme beschränkt, und alle anderen hier nicht erwähnten technischen Probleme werden von den Durchschnittsfachleuten, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, anhand der folgenden Beschreibung klar verstanden.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält ein System zum Erkennen eines Fehlers eines Laderelais eine Batterie, die durch Empfangen einer Leistung einer ersten Spannung von einem Ladegerät geladen wird, eine Mehrfach-Ladevorrichtung, die einen Wechselrichter und einen Antriebsmotor enthält, wobei, wenn eine Leistung einer zweiten Spannung, die niedriger als die erste Spannung ist, durch das Ladegerät geliefert wird, die Mehrfach-Ladevorrichtung die Leistung der zweiten Spannung unter Verwendung des Wechselrichters und des Antriebsmotors auf die erste Spannung verstärkt d.h. hochfährt („boosted“) und die verstärkte Leistung der Batterie zuführt, wobei das Laderelais an einer Position zwischen der Batterie und dem Ladegerät verbunden ist, wobei das Laderelais in einen EIN-Zustand geschaltet wird, wenn die Leistung der ersten Spannung von dem Ladegerät zugeführt wird, und in einen AUS-Zustand geschaltet wird, wenn die Leistung der zweiten Spannung von dem Ladegerät zugeführt wird, und einen Lade-Controller, der einen Schmelzfehler des Laderelais diagnostiziert, die Leistung der ersten Spannung, die von der Ladevorrichtung zugeführt wird, steuert, um der Batterie über das Laderelais zugeführt zu werden, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet, und die Leistung steuert, um der Batterie über die Mehrfach-Ladevorrichtung zugeführt zu werden, , wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler am Laderelais aufgetreten ist.
  • In einer Ausführung kann ein Ende des Laderelais mit einem positiven Anschluss der Batterie verbunden sein und das andere Ende des Laderelais kann mit einem positiven Anschluss des Ladegeräts verbunden sein.
  • In einer Ausführung kann die Mehrfach-Ladevorrichtung eine Verstärkerschaltung (auch als „Booster-Schaltung“ bezeichnet), die den Wechselrichter und den Antriebsmotor enthält, einen Wechselrichter-Kondensator, der mit einem Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung verbunden ist, ein Mehrfach-Laderelais, das an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung verbunden wird, und einen Neutralleiteranschluss-Kondensator, der an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, enthalten.
  • In einer Ausführung kann der Lade-Controller bestimmen, dass das Laderelais normal arbeitet, wenn die Spannungen des Wechselrichter-Kondensators, der Batterie und des Neutralleiteranschluss-Kondensators gleich sind.
  • In einer Ausführung kann der Lade-Controller das Mehrfach-Laderelais steuern, um ausgeschaltet zu werden, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet.
  • In einer Ausführung kann der Lade-Controller bestimmen, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist, wenn eine Spannung des Neutralleiteranschluss-Kondensators nicht die gleiche wie eine Spannung des Wechselrichter-Kondensators oder der Batterie ist.
  • In einer Ausführung kann der Lade-Controller das Mehrfach-Laderelais steuern, um eingeschaltet zu werden, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist.
  • Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthält ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Laderelais einen Diagnosebetrieb, bei dem durch einen Lade-Controller ein Schmelzfehler des Laderelais, das an einer Position zwischen einer Batterie, die durch Empfangen einer Leistung einer ersten Spannung von einem Ladegerät geladen wird, und dem Ladegerät verbunden wird, diagnostiziert wird, einen ersten Versorgungsbetrieb des Steuerns, durch den Lade-Controller, der Leistung der ersten Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, um der Batterie über das Laderelais zugeführt zu werden, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet, und einen zweiten Versorgungsbetrieb der Verstärkung, durch den Lade-Controller, einer Leistung einer zweiten Spannung, die niedriger ist als die erste Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, ist, auf die erste Spannung und dann Liefern der verstärkten Leistung der Batterie über eine Mehrfach-Ladevorrichtung, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist.
  • In einer Ausführung kann der Diagnosebetrieb ein Bestimmen, durch den Lade-Controller, dass das Laderelais normal arbeitet, wenn Spannungen eines Wechselrichter-Kondensators, der mit einem Ausgangsanschluss einer Verstärkerschaltung, die einen Wechselrichter und einen Antriebsmotor enthält, der Batterie, und einem Neutralleiteranschluss-Kondensator, der an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, gleich sind, enthalten.
  • In einer Ausführung kann der erste Versorgungsbetrieb ein Steuern eines Mehrfach-Laderelais, um ausgeschaltet zu werden, wenn die Leistung der ersten Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, gesteuert wird, um durch das Laderelais zu der Batterie geliefert zu werden, um die Batterie zu laden, enthalten.
  • In einer Ausführung kann der Diagnosebetrieb ein Bestimmen, durch den Lade-Controller, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist, wenn die Spannung des Neutralleiteranschluss-Kondensators nicht die gleiche wie die Spannung des Wechselrichter-Kondensators oder der Batterie ist, enthalten.
  • In einer Ausführung kann der zweite Versorgungsbetrieb ein Steuern eines Mehrfach-Laderelais, um eingeschaltet zu werden, wenn die zweite Spannung von dem Ladegerät geliefert wird, enthalten.
  • Figurenliste
  • Die voranstehend genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher hervorgehen:
    • 1 ist ein Diagramm, das ein System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
    • 2 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Ladevorgangs mit 800 V in einem System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Ladevorgangs unter Verwendung einer Mehrfach-Ladevorrichtung in einem System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
    • 4 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen ausführlich beschrieben. Beim Hinzufügen der Bezugszeichen zu den Bestandteilen jeder Zeichnung ist zu beachten, dass die identische oder äquivalente Komponente durch die identische Ziffer bezeichnet wird, auch wenn sie auf anderen Zeichnungen dargestellt sind. Ferner wird bei der Beschreibung der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung der zugehörigen bekannten Konfiguration oder Funktion weggelassen, wenn bestimmt wird, dass sie das Verständnis der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigt.
  • Bei der Beschreibung der Bestandteile der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung können Begriffe wie erste, zweite, A, B, (a), (b) und dergleichen verwendet werden. Diese Begriffe dienen lediglich dazu, die Bestandteile von anderen Bestandteilen zu unterscheiden, und die Begriffe schränken die Art, Reihenfolge oder Sequenz der Bestandteile nicht ein. Sofern nicht anders definiert, haben alle Begriffe, einschließlich der hier verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die gleiche Bedeutung, wie sie üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann, auf den diese Offenbarung abzielt, verstanden wird. Es wird ferner davon ausgegangen, dass Begriffe, wie sie in allgemein gebräuchlichen Wörterbüchern definiert sind, so zu interpretieren sind, dass sie eine Bedeutung haben, die mit ihrer Bedeutung im Zusammenhang mit dem relevanten Fachbereich übereinstimmt, und dass sie nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, es sei denn, dies wird hier ausdrücklich so definiert.
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ausführlich beschrieben.
  • 1 ist ein Diagramm, das ein System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 2 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Ladevorgangs mit 800 V in einem System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Darüber hinaus ist 3 ein Diagramm zum Veranschaulichen eines Ladevorgangs unter Verwendung einer Mehrfach-Ladevorrichtung in einem System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Zuerst kann ein Ladesystem, das ein Schnellladerelais gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält, das eine Technologie über Mehrfacheingang-Laden ist, eine Batterie direkt laden, wenn ein Ladegerät der 800-V-Klasse verbunden wird, und kann eine Spannung auf 800 V verstärken und dann die Batterie über eine Mehrfach-Ladevorrichtung, das einen Antriebsmotor und einen Wechselrichter enthält, eines Elektrofahrzeugs laden, wenn ein Ladegerät der 400-V-Klasse verbunden wird. Die Spannung von 800 V und die Spannung von 400 V werden als Beispiel beschrieben, und die vorliegende Offenbarung sollte nicht darauf beschränkt werden.
  • In diesem Zusammenhang kann das Schnellladerelais, das an einer Position zwischen dem Ladegerät und der Batterie verbunden ist, einen Ladepfad ändern, indem es auf Basis der Spannung des zu verwendenden Ladegeräts eingeschaltet oder ausgeschaltet wird.
  • Das heißt, wenn das Ladegerät der 800-V-Klasse verbunden wird, kann das Schnellladerelais in den EIN-Zustand geschaltet werden, um der Spannung des Ladegeräts zu ermöglichen, direkt zu der Batterie geliefert zu werden. Wenn das Ladegerät der 400-V-Klasse verbunden wird, kann das Schnellladerelais in den AUS-Zustand geschaltet werden, um der Spannung des Ladegeräts zu ermöglichen, nicht direkt an die Batterie geliefert zu werden, sondern auf 800 V verstärkt und über die Mehrfach-Ladevorrichtung geliefert zu werden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 kann ein System zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das in der Lage ist, einen Schmelzfehler (einschließlich eines Relaisbetriebs-Schaltungsfehlers oder eines Relaisausfalls) zu erkennen, bei dem eine Schaltung eines Schnellladerelais 330 durch Wärme abgeschaltet wird, eine Batterie 100, ein Hauptrelais 310, das Schnellladerelais 330, ein Q(-)-Relais 710, eine Mehrfach-Ladevorrichtung 500 und einen Lade-Controller enthalten.
  • In 1 kann ein Ladegerät 700 außerhalb des Fahrzeugs angeordnet werden, und kann elektrische Energie von 400 V oder 800 V an das Fahrzeug liefern, wenn es elektrisch mit dem Fahrzeug verbunden ist.
  • Die Batterie 100 kann eine Hochspannungsbatterie sein, die eine Antriebsspannung an eine Antriebseinheit, beispielsweise einen Motor, des Fahrzeugs liefert. Wenn das Fahrzeug und das Ladegerät 700 elektrisch miteinander verbunden sind, kann die Batterie 100 unter Verwendung der Spannung, die von dem Ladegerät 700 geliefert wird, mit der Spannung von 800 V geladen werden.
  • Das Hauptrelais 310, das in Reihe mit jeweils einem positiven (+) Anschluss und einem negativen (-) Anschluss der Batterie 100 geschaltet ist, kann einen Stromeingang in die Batterie 100 oder einen Stromausgang aus der Batterie 100 regeln.
  • Ein Anfangsladewiderstand und ein Anfangsladerelais können parallel zu dem Hauptrelais 310 geschaltet werden, das mit der positiven (+) Anschlussklemme der Batterie 100 verbunden ist. Wenn durch das Hauptrelais 310 ein elektrischer Stromkreis gebildet wird, können der Anfangsladewiderstand und das Anfangsladerelais dazu dienen, zu verhindern, dass das Hauptrelais 310 verschmilzt wird.
  • Ein Ende des Schnellladerelais 330 ist mit dem Hauptrelais 310 verbunden, das mit dem positiven (+) Anschluss der Batterie 100 verbunden ist, und das andere Ende des Schnellladerelais 330 ist mit einem positiven (+) Anschluss des Ladegeräts 700 verbunden. Wenn das Ladegerät 700 elektrisch mit dem Fahrzeug verbunden ist, kann das Schnellladerelais 330 einen Strom zwischen der Batterie 100 und dem Ladegerät 700 regeln.
  • Das Hauptrelais 310 und das Schnellladerelais 330 können eingeschaltet werden, wenn die Batterie 100 geladen wird, und können es einer Ladeleistung, die von dem Ladegerät 700 angelegt wird, ermöglichen, zu der Batterie 100 geliefert zu werden.
  • In diesem Zusammenhang können das Hauptrelais 310 und das Schnellladerelais 330 gesteuert werden, um sequentiell eingeschaltet zu werden, können gesteuert werden, so dass das Schnellladerelais 330 eingeschaltet wird, nachdem das Hauptrelais 310 auf der Grundlage eines Schnellladeschemas eingeschaltet wird, oder können gesteuert werden, so dass das Hauptrelais 310 eingeschaltet wird, nachdem das Schnellladerelais 330 eingeschaltet wurde.
  • Zum Beispiel im Fall eines Kombinationsladeschemas kann beispielsweise das Schnellladerelais 330 gesteuert werden, um eingeschaltet zu werden, nachdem das Hauptrelais 310 eingeschaltet wird. Im Falle eines CHAdeMO-Ladeschemas oder eines SGS-Ladeschemas kann das Hauptrelais 310 gesteuert werden, um eingeschaltet zu werden, nachdem das Schnellladerelais 330 eingeschaltet wird.
  • Eine Gleichspannung von 800 V, die von dem Ladegerät 700 geliefert wird, kann die Batterie 100 laden, ohne verstärkt d.h. geboostet zu werden, da die Ladespannung der Batterie 100 800 V ist.
  • Das Q(-)-Relais 710 kann an einer Position zwischen einem negativen (-) Anschluss des Ladegeräts 700 und dem negativen (-) Anschluss der Batterie 100 verbunden werden.
  • Wenn eine Gleichspannung von 400 V durch das Ladegerät 700 geliefert wird, verstärkt die Mehrfach-Ladevorrichtung 500 die Spannung von 400 V über einen dreiphasigen Antriebsmotor und den Wechselrichter auf die Spannung von 800 V, und liefert dann die Spannung von 800 V an die Batterie 100, um die Batterie 100 laden zu können. Die Mehrfach-Ladevorrichtung 500 kann eine Verstärkerschaltung oder Booster-Schaltung, die den Antriebsmotor und den Wechselrichter enthält, einen Wechselrichter-Kondensator 510, einen Neutralleiteranschluss-Kondensator, und ein Mehrfach-Laderelais 550 enthalten.
  • Die Verstärkerschaltung, die eine 3-Schenkel-Halbbrückenschaltung enthalten kann, kann einen Schenkel, der eine Induktivität enthält, an einer Position zwischen einem Paar Schaltelementen bilden, um eine Verstärkerschaltung eines Verstärkerschemas zu bilden, wodurch eine Eingangsspannung von 400 V verstärkt wird, um eine Ausgangsspannung von 800 V zu erzeugen.
  • Dabei kann die Induktivität eine Spule des Antriebsmotors, und das Schaltelement ein Bestandteil des Wechselrichters sein.
  • Daher kann die Kombination aus der Induktivität des Antriebsmotors und dem Schaltelement des Umrichters die Verstärkerschaltung des Verstärkerschemas bilden, um die Eingangsspannung von 400 V zu verstärken und dadurch die Ausgangsspannung von 800 V zu erzeugen.
  • Das Mehrfach-Laderelais 550 kann das andere Ende des Schnellladerelais 330 und einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung in Reihe schalten und kann einen Strom zwischen dem Verstärkerschaltung und dem Ladegerät 700 regeln, wenn das Ladegerät 700 elektrisch mit dem Fahrzeug verbunden ist.
  • Der Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 kann zwischen dem anderen Ende des Schnellladerelais 330 und dem negativen (-) Anschluss der Batterie 100 parallel geschaltet werden und kann den Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung stabil steuern, indem er eine Welligkeit der Gleichspannung bei dem Verstärken der Eingangsspannung von 400 V entfernt, um die Ausgangsspannung von 800 V zu erzeugen.
  • Der Wechselrichterkondensator 510 kann parallel zu beiden Enden der Halbbrückenschaltung geschaltet werden, die einen Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung ist, und kann den Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung stabil steuern, indem er die Welligkeit der Gleichspannung, die bei dem Laden der Batterie 100 verstärkt und ausgegeben wird, entfernt.
  • Der Wechselrichterkondensator 510 und der Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 können parallel zueinander geschaltet werden.
  • In einem Beispiel kann der Wechselrichter der Mehrfach-Ladevorrichtung 500 während der Fahrt des Fahrzeugs die Gleichstromleistung, die in der Batterie 100 geladen ist, in eine Wechselstromleistung umwandeln und die Wechselstromleistung an den Antriebsmotor für das Fahrzeug liefern, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, zu fahren.
  • Der Lade-Controller kann ein Batteriemanagementsystem (BMS) enthalten. Bei der Diagnose eines Schmelzfehlers des Schnellladerelais 330 und dem Bestimmen, dass das Schnellladerelais 330 normal arbeitet, kann der Lade-Controller so steuern, dass die Spannung von 800 V, die von dem Ladegerät 700 geliefert wird, über das Schnellladerelais 330 an die Batterie 100 geliefert wird. Wenn ferner bestimmt wird, dass der Schmelzfehler am Schnellladerelais 330 aufgetreten ist, kann der Lade-Controller so steuern, dass eine Leistung bzw. Strom zu der Batterie 100 über die Mehrfach-Ladevorrichtung 500 geliefert wird.
  • Zunächst kann der Lade-Controller Spannungen des Wechselrichter-Kondensators 510 und des Neutralleiteranschluss-Kondensators 530 erkennen, nachdem das Schnellladerelais 330 und das Hauptrelais 310 gesteuert wird, um eingeschaltet zu werden, um zu diagnostizieren, ob das Schnellladerelais 330 geschmolzen ist.
  • Da der Wechselrichter-Kondensator 510 und der Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 parallelgeschaltet sind, können die Spannungen des Wechselrichter-Kondensators 510, der Batterie 100 und des Neutralleiteranschluss-Kondensators 530 gleich sein, wenn das Schnellladerelais 330 in einem Stromkreis verbunden ist.
  • Wenn die Spannungen des Wechselrichter-Kondensators 510, der Batterie 100 und des Neutralleiteranschluss-Kondensators 530 gleich sind, kann bestimmt werden, dass das Schnellladerelais 330 normal arbeitet.
  • Unter Bezugnahme auf 2, kann beim Bestimmen, dass das Schnellladerelais 330 normal arbeitet, der Lade-Controller als Grundladebetrieb das Schnellladerelais 330 und das Hauptrelais 310 steuern, um eingeschaltet zu werden und das Mehrfach-Laderelais 550 steuern, um ausgeschaltet zu werden, wodurch der Leistung der 800-V-Spannung, die von dem Ladegerät 700 geliefert wird, ermöglicht wird, schnell über das Schnellladerelais 330 in die Batterie 100 geladen zu werden.
  • In einem Beispiel, wenn die Spannungen des Wechselrichter-Kondensators 510 und der Batterie 100 gleich sind, aber die Spannung des Neutralleiteranschluss-Kondensators 530 nicht die gleiche wie die Spannung des Wechselrichter-Kondensators 510 oder der Batterie 100 ist, kann der Lade-Controller bestimmen, dass der Schmelzfehler an dem Schnellladerelais 330 aufgetreten ist. Obwohl nicht dargestellt, können Spannungssensoren oder Spannungsmessschaltungen enthalten sein, um Spannungen der jeweiligen Elemente zu messen und die Messergebnisse an den Lade-Controller zu übertragen, so dass der Lade-Controller anhand der Messergebnisse bestimmen kann, ob der Schmelzfehler an dem Schnellladerelais 330 aufgetreten ist.
  • Das heißt, wenn das Schnellladerelais 330 wegen des Schmelzfehlers in der Schaltung abgetrennt wird, weil die Parallelschaltung zwischen dem Wechselrichter-Kondensator 510 und dem Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 unterbrochen ist, kann die Spannung variieren.
  • Unter Bezugnahme auf 3 kann der Lade-Controller, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Schnellladerelais 330 aufgetreten ist, als Mehrfach-Ladebetrieb das Mehrfach-Laderelais steuern, um eingeschaltet zu werden, und kann steuern, so dass der Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 anfänglich geladen wird und das Q(-)-Relais eingeschaltet wird.
  • Anschließend kann die Leistung der 400-V-Spannung, die von dem Ladegerät 700 geliefert wird, durch die Verstärkerschaltung auf die Leistung der 800-V-Spannung verstärkt werden, so dass die Batterie 100 schnell geladen werden kann.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 4 ausführlich beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens zum Erkennen eines Fehlers eines Schnellladerelais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Nachstehend wird davon ausgegangen, dass das System zum Erkennen des Fehlers des Schnellladerelais in 1 einen Prozess in 4 durchführt.
  • Wenn das Fahrzeug gestartet wird und das Ladegerät zum Aufladen angeschlossen wird, erwacht die Steuerung zunächst (S101). Der Lade-Controller kann bestimmen, ob das Laden Wechselstrom-Laden oder Gleichstrom-Laden ist. Wenn bestimmt wird, dass das Laden Wechselstrom-Laden ist (S102), kann der Lade-Controller die Batterie 100 durch einen Ladevorgang unter Verwendung eines langsamen Ladegeräts laden (S103).
  • Das langsame Ladegerät liefert eine kommerzielle Wechselstromleistung an das Fahrzeug, da es in Form einer Wechselspannung ist. Die Wechselspannung, die von dem langsamen Ladegerät geliefert wird, kann verwendet werden, um die Batterie 100 zu laden, nachdem sie von einem fahrzeugseitigen Ladegerät (einem On-Board-Ladegerät, OBC) in dem Fahrzeug auf die Gleichspannung von 800 V gleichgerichtet wurde.
  • Wenn beispielsweise bestimmt wird, dass das Laden das Gleichstrom-Laden ist (S102), kann der Lade-Controller über eine SPS-Kommunikation (S104) mit dem Ladegerät 700 (EVSE) kommunizieren und eine Diagnose einer Verschmelzung des Q(-)-Relais 710 als den Anfangsladevorgang des Ladegeräts 700 (S105) durchführen.
  • Anschließend kann der Lade-Controller bestimmen, ob die Leistung der 400-V-Spannung oder die Leistung der 800-V-Spannung von dem Ladegerät 700 (S106) geliefert wird.
  • Dann, wenn die 800-V-Spannung, als Grundladebetrieb, geliefert wird, kann der Lade-Controller das Schnellladerelais 330 steuern (S107), um eingeschaltet zu werden, das Hauptrelais 310 steuern, um eingeschaltet zu werden (S108), und bestimmen, ob das Hauptrelais 310 in dem EIN-Zustand arbeitet (S109).
  • Anschließend kann der Lade-Controller die Diagnose des Schmelzens des Schnellladerelais 330 (S110) durchführen. Wenn bestimmt wird, dass das Schnellladerelais 330 normal arbeitet, kann der Lade-Controller das O(-)-Relais 710 steuern, um eingeschaltet zu werden (S111). Ferner kann der Lade-Controller einen Strom zu dem Ladegerät 700 anfordern, um zu ermöglichen, dass die Leistung der 800-V-Spannung in die Batterie 100 geladen wird (S112).
  • In einem Beispiel kann der Lade-Controller, wenn bestimmt wird, dass das Schnellladerelais 330 geschmolzen ist und defekt ist (S110), als Mehrfach-Ladevorgang das Mehrfach-Laderelais 550 steuern, um eingeschaltet zu werden, um ein Schmelzen des Mehrfach-Laderelais 550 zu diagnostizieren (S114), zunächst den Neutralleiteranschluss-Kondensator 530 laden (S115) und das O(-)-Relais 710 steuern, um eingeschaltet zu werden (S116).
  • Anschließend kann der Lade-Controller die Verstärkerschaltung steuern, um eingeschaltet zu werden (S117), den Eingangsstrom des Ladegeräts 700 berechnen (S118), und den Strom zu dem Ladegerät 700 anfordern, um der Batterie 100 zu ermöglichen, mit der Leistung der 800-V-Spannung, die durch Verstärken der Leistung der 400-V-Spannung erhalten wird, geladen zu werden (S119).
  • In einem Beispiel kann der Lade-Controller die Batterie 100 durch den Mehrfach-Ladevorgang laden, indem die Lieferung der Leistung der 400-V-Spannung bei dem Bestimmen, ob die Leistung der 400-V-Spannung oder die Leistung der 800-V-Spannung vom Ladegerät 700 (S106) geliefert wird, direkt gewählt wird.
  • Das heißt, der Lade-Controller kann die Lieferung der Leistung der 400-V-Spannung aus dem Ladegerät 700 wählen, das Hauptrelais 310 steuern, um eingeschaltet zu werden und dann eine Diagnose einer Verschmelzung des Schnellladerelais 330 (S113) durchführen und anschließend die Mehrfach-Ladevorrichtung 550 zu steuern, um nach der Verschmelzungsdiagnose eingeschaltet zu werden (S114) steuern, wodurch die Batterie 100 durch den Mehrfach-Ladevorgang geladen wird.
  • Wie voranstehend beschrieben, schlägt die gegenwärtige Technologie Mittel vor, die in der Lage sind, das Auftreten des Schmelzfehlers (oder des Relaisbetriebs-Schaltungsfehlers oder des Relaisausfalls) des Schnellladerelais zu erkennen, sowie Mittel, die in der Lage sind, die Batterie auch dann zu laden, wenn der Schmelzfehler aufgetreten ist, wenn die Batterie unter Verwendung eines Ladegeräts der 800-V-Klasse in einem Fahrzeug, auf das ein Mehrfach-Ladesystem angewendet wird, geladen wird. Die gegenwärtige Technologie hat folgende Auswirkungen: Diagnose, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, durch Vergleichen der Neutralleiteranschluss-Kondensatorspannung, der Wechselrichter-Kondensatorspannung und der Batteriespannung miteinander, Steuern eines Mehrfach-Lade-Sequenz-Betriebs auf der Basis davon, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, um der Batterie zu ermöglichen, geladen zu werden, und Erhöhen der Lade-Robustheit in einer Situation, in der Fehler von Teilen aufgetreten sind.
  • In einem Beispiel kann das Verfahren zum Erkennen des Fehlers des Schnellladerelais auf der Grundlage von S101 bis S119 gemäß der vorliegenden Offenbarung programmiert und auf einem Aufzeichnungsmedium gespeichert werden, um von einem Computer gelesen zu werden.
  • So können die Operationen des Verfahrens und/oder Operationen, die von dem Lade-Controller ausgeführt werden, in Hardware oder einem Softwaremodul ausgeführt sein. Das Softwaremodul kann sich auf einem computerlesbaren, nichtflüchtigen Speichermedium wie einem RAM, einem Flash-Speicher, einem ROM, einem EPROM, einem EEPROM, einem Register, einer Festplatte, einer Wechseldatenträger und einer CD-ROM befinden. Das Speichermedium kann an den Lade-Controller, der einen Prozessor enthält, gekoppelt sein. Wenn der Prozessor das Softwaremodul ausführt, kann der Prozessor konfiguriert werden, um die voranstehend beschriebenen Operationen durchzuführen, einschließlich, aber nicht beschränkt darauf, das Durchführen verschiedener Bestimmungen und Übertragen von Ein/Aus-Signalen an entsprechende Relais/Schalter, um das Ein-/Ausschalten der entsprechenden Relais/Schalter zu steuern.
  • Die voranstehende Beschreibung ist lediglich eine Darstellung der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung, und verschiedene Modifikationen und Änderungen können von Fachleuten vorgenommen werden, ohne von den wesentlichen Merkmalen der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Daher sollen die in der vorliegenden Offenbarung offenbarten Ausführungsformen nicht die technische Idee der vorliegenden Offenbarung einschränken, sondern die vorliegende Offenbarung veranschaulichen, und der Geltungsbereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung wird durch die Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Der Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung sollte so ausgelegt werden, dass er durch den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche abgedeckt ist, und alle technischen Ideen, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen, sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung einbezogen sind.
  • Die gegenwärtige Technologie schlägt die Mittel vor, die in der Lage sind, das Auftreten des Schmelzfehlers (oder des Fehlers in der Relaisbetriebsschaltung oder des Relaisausfalls) des Schnellladerelais zu erkennen, und die Mittel, die in der Lage sind, die Batterie auch dann zu laden, wenn der Schmelzfehler aufgetreten ist, wenn die Batterie mit dem Ladegerät der 800-V-Klasse in dem Fahrzeug, auf das das Mehrfach-Ladesystem angewendet wird, geladen wird. Die gegenwärtige Technologie hat folgende Auswirkungen: Diagnose, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, durch Vergleichen der Neutralleiteranschluss-Kondensatorspannung, der Wechselrichter-Kondensatorspannung und der Batteriespannung miteinander, und Steuern des Mehrfach-Lade-Sequenz-Betriebs auf der Basis davon, ob das Schnellladerelais geschmolzen ist, um der Batterie zu ermöglichen, geladen zu werden,
  • Darüber hinaus können verschiedene Auswirkungen angegeben werden, die direkt oder indirekt durch das vorliegende Dokument identifiziert werden.
  • Obgleich die vorliegende Offenbarung bis hierhin unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen und die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, sondern kann von Durchschnittsfachleuten, auf die diese Offenbarung abzielt, auf verschiedene Weise modifiziert und abgeändert werden, ohne von dem Grundgedanken und dem Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, der in den folgenden Ansprüchen beansprucht wird.
    • 100
    BATTERIE
    310
    HAUPTRELAIS
    330
    SCHNELLLADE-RELAIS
    510
    WECHSELRICHTER-KONDENSATOR
    530
    NEUTRALLEITERANSCHLUSS-KONDENSATOR
    550
    MEHRFACH-LADERELAIS
    700
    400V/800V-LADEGERÄT
    710
    Q(-) RELAIS

Claims (13)

  1. System zum Erkennen eines Fehlers eines Laderelais, wobei das System umfasst: ein Ladegerät; eine Batterie, die durch Empfangen einer Leistung einer ersten Spannung von dem Ladegerät geladen wird; eine Mehrfach-Ladevorrichtung, die einen Wechselrichter und einen Antriebsmotor enthält, wobei, wenn eine Leistung einer zweiten Spannung, die niedriger als die erste Spannung ist, durch das Ladegerät geliefert wird, die Mehrfach-Ladevorrichtung die Leistung der zweiten Spannung unter Verwendung des Wechselrichters und des Antriebsmotors auf die erste Spannung verstärkt und die verstärkte Leistung an die Batterie liefert; wobei das Laderelais an einer Position zwischen der Batterie und dem Ladegerät verbunden ist, wobei das Laderelais geschaltet wird, um in einem EIN-Zustand zu sein, wenn die Leistung der ersten Spannung von dem Ladegerät geliefert wird, und geschaltet wird, um in einem AUS-Zustand zu sein, wenn die Leistung der zweiten Spannung von dem Ladegerät geliefert wird; und einen Lade-Controller, der konfiguriert ist um: einen Schmelzfehler des Laderelais zu diagnostizieren; die Leistung der ersten Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, zu steuern, um durch das Laderelais an die Batterie geliefert zu werden, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet; und die Leistung zu steuern, um der Batterie über die Mehrfach-Ladevorrichtung zugeführt zu werden, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist.
  2. System gemäß Anspruch 1, wobei ein Ende des Laderelais mit einem positiven Anschluss der Batterie verbunden ist und das andere Ende des Laderelais mit einem positiven Anschluss des Ladegeräts verbunden ist.
  3. System gemäß Anspruch 2, wobei die Mehrfach-Ladevorrichtung enthält: eine Verstärkerschaltung, die den Wechselrichter und den Antriebsmotor enthält; einen Wechselrichter-Kondensator, der mit einem Ausgangsanschluss der Verstärkerschaltung verbunden ist; ein Mehrfach-Laderelais, das an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem Eingangsanschluss der Verstärkerschaltung verbunden ist, und einen Neutralleiteranschluss-Kondensator, der an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist.
  4. System gemäß Anspruch 3, wobei der Lade-Controller konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass das Laderelais normal arbeitet, wenn Spannungen des Wechselrichter-Kondensators, der Batterie, und des Neutralleiteranschluss-Kondensators gleich sind.
  5. System gemäß Anspruch 4, wobei der Lade-Controller konfiguriert ist, um das Mehrfach-Laderelais zu steuern, um ausgeschaltet zu sein, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet.
  6. System gemäß Anspruch 3, wobei der Lade-Controller konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist, wenn eine Spannung des Neutralleiteranschluss-Kondensators nicht die gleiche wie die Spannung des Wechselrichter-Kondensators oder der Batterie ist.
  7. System gemäß Anspruch 3, wobei der Lade-Controller konfiguriert ist, um das Mehrfach-Laderelais zu steuern, um eingeschaltet zu werden, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist.
  8. Verfahren zum Erkennen eines Fehlers eines Laderelais, wobei das Verfahren umfasst: einen Diagnosebetrieb, bei dem durch einen Lade-Controller ein Schmelzfehler des Laderelais, das an einer Position zwischen einer Batterie, die durch Empfangen einer ersten Spannung von einem Ladegerät geladen wird, und dem Ladegerät verbunden ist, diagnostiziert wird; einen ersten Lieferbetrieb, bei dem durch den Lade-Controller die Leistung der ersten Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, gesteuert wird, um zu der Batterie über das Laderelais geliefert zu werden, wenn bestimmt wird, dass das Laderelais normal arbeitet; und einen zweiten Lieferbetrieb, bei dem durch den Lade-Controller eine Leistung einer zweiten Spannung, die niedriger als die erste Spannung ist, die von dem Ladegerät geliefert wird, auf die erste Spannung verstärkt wird und dann die verstärkte Leistung an die Batterie über eine Mehrfach-Ladevorrichtung geliefert wird, wenn bestimmt wird, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei der Diagnosebetrieb enthält: Bestimmen durch den Lade-Controller, dass das Laderelais normal arbeitet, wenn Spannungen eines Wechselrichter-Kondensators, der mit einem Ausgangsanschluss einer Verstärkerschaltung, die einen Wechselrichter und einen Antriebsmotor enthält, verbunden ist, der Batterie und eines Neutralleiteranschluss-Kondensators, der an einer Position zwischen dem anderen Ende des Laderelais und einem negativen Anschluss der Batterie verbunden ist, gleich sind.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der erste Lieferbetrieb enthält: Steuern eines Mehrfach-Laderelais, um ausgeschaltet zu werden, wenn die Leistung der ersten Spannung, die von dem Ladegerät geliefert wird, gesteuert wird, um über das Laderelais an die Batterie geliefert zu werden.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Diagnosebetrieb enthält: Bestimmen durch den Lade-Controller, dass der Schmelzfehler an dem Laderelais aufgetreten ist, wenn die Spannung des Neutralleiteranschluss-Kondensators nicht die gleiche wie die Spannung des Wechselrichter-Kondensators oder der Batterie ist.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei der zweite Lieferbetrieb enthält: Steuern eines Mehrfach-Laderelais, um eingeschaltet zu sein, wenn die zweite Spannung von dem Ladegerät geliefert wird.
  13. Nicht-flüchtiges computerlesbares Aufzeichnungsmedium, wobei ein Programm zum Ausführen des Verfahrens gemäß Anspruch 8 auf dem nichtflüchtigen computerlesbaren Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet ist.
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