СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ТАКОВУЮ Российский патент 2014 года по МПК H02J7/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к системе энергоснабжения для транспортного средства и транспортному средству, включающему в себя таковую, и, в частности, к транспортному средству, включающему в себя устройство накопления энергии, выполненное с возможностью заряжаться внешним источником питания.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

До настоящего времени было предложено транспортное средство, включающее в себя двигатель для приведения в движение транспортного средства и устройство накопления энергии для подачи электрической энергии на двигатель. В дополнение была предложена конфигурация для зарядки устройства накопления энергии, установленного на транспортном средстве, с помощью внешнего источника питания.

Например, WO97/10967 (Патентный документ 1) раскрывает предохранительный механизм, используемый для транспортного средства с электрическим приводом, с различными улучшенными характеристиками безопасности. Это транспортное средство с электрическим приводом имеет блок запрета движения, предоставляющий возможность движения только в то время, как зарядный шнур убран, блок рекуперативного торможения с его улучшенными тормозными и рекуперативными характеристиками, основной блок пульта для легкого управления пультом, механизм привода задних колес, посредством которого может снижаться вес неподрессоренных частей, конструкцию, посредством которой может эффективно использоваться тепло от схем, а аккумуляторная батарея легко может быть заменена, и тому подобное.

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: WO97/10967

Патентный документ 2: Выложенный патент Японии № 2003-244832

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Документы предшествующего уровня техники, приведенные выше, описывают электромобиль, в котором установлена катушка шнура и который может двигаться только, когда зарядный шнур убран. В таком транспортном средстве, включающем в себя катушку шнура, внимание должно быть обращено на избегание прикладывания напряжения со стороны транспортного средства к штепсельной части, предусмотренной на штеккерном конце катушки шнура, с тем чтобы не вызывать короткое замыкание или утечку. Для того чтобы предотвратить такую ситуацию, зарядка может быть запрещена при возникновении различных неисправностей. Отсутствие разрешения любой зарядки установленного устройства накопления энергии, однако, является неудобным, так как невозможно даже привезти транспортное средство на станцию технического обслуживания и ремонта для ремонта неисправности.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить систему энергоснабжения для транспортного средства и транспортное средство, включающее в себя таковую, достигающие как предотвращения утечки, так и гарантированную возможность зарядки во время неисправности.

Подводя итог вышесказанному, это изобретение направлено на систему энергоснабжения для транспортного средства, включающую в себя устройство накопления энергии, множество зарядных трактов для зарядки устройства накопления энергии электрической энергией извне, множество реле, предусмотренных во множестве зарядных трактов соответственно, каждое для переключения между подачей и прерыванием электрической энергии, и блок управления зарядкой для осуществления выбора в отношении того, через какой зарядный тракт, из множества зарядных трактов, разрешена зарядка устройства накопления энергии, на основании состояния приваривания множества реле.

Предпочтительно, когда детектировано приваривание реле, предусмотренного в первом зарядном тракте из множества зарядных трактов, блок управления зарядкой запрещает зарядку устройства накопления энергии через зарядный тракт иной, чем первый зарядный тракт из множества зарядных трактов.

Предпочтительно, когда детектировано приваривание двух или более из множества реле, блок управления зарядкой запрещает зарядку устройства накопления энергии извне транспортного средства.

Предпочтительно система энергоснабжения для транспортного средства дополнительно включает в себя крышку для отсоединения любого из множества зарядных трактов от внешнего источника питания и запорную часть для закрепления крышки в отсоединенном состоянии. Блок управления зарядкой осуществляет выбор в отношении того, через какой зарядный тракт из множества зарядных трактов разрешена зарядка устройства накопления энергии, дополнительно на основании запирания крышки в дополнение к состоянию приваривания множества реле.

Дополнительно предпочтительно, когда крышка заперта в таком состоянии, что соответствующий зарядный тракт отсоединен от внешнего источника питания, блок управления зарядкой разрешает зарядку через другой зарядный тракт.

Предпочтительно первый зарядный тракт из множества зарядных трактов является зарядным трактом через зарядное гнездо, а второй зарядный тракт из множества зарядных трактов является зарядным трактом через катушку шнура, присоединенную к стороне транспортного средства, и соединительную часть, предусмотренную на штеккерном конце катушки шнура.

Предпочтительно первый зарядный тракт из множества зарядных трактов является зарядным трактом, к которому присоединен первый внешний источник питания для быстрой зарядки, а второй зарядный тракт из множества зарядных трактов является зарядным трактом, к которому присоединен внешний источник питания для зарядки на скорости меньшей, чем при быстрой зарядке.

Предпочтительно блок управления зарядкой извещает пользователя о зарядном тракте, через который зарядка не разрешена.

В еще одном аспекте это изобретение направлено на транспортное средство, включающее в себя систему энергоснабжения для транспортного средства, описанного в любом параграфе, приведенном выше.

Согласно настоящему изобретению, даже когда возникает неисправность, такая как приваривание реле, зарядка выполняется, если позволяет ситуация. Поэтому даже если уровень заряда устройства накопления энергии низок, транспортное средство может заряжаться и перемещаться.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает общую структурную схему транспортного средства с гибридным приводом, изображенного в качестве примера транспортного средства с электрическим приводом согласно первому варианту осуществления этого изобретения.

Фиг.2 изображает схему для иллюстрации компоновки силового кабеля 43 и гнезда 54, изображенных на фиг.1, в транспортном средстве с электрическим приводом.

Фиг.3 изображает структурную схему для иллюстрации конфигурации, связанной с зарядкой устройства накопления энергии в первом варианте осуществления.

Фиг.4 изображает вид спереди, показывающий детали гнезда 54, к которому присоединяется зарядный разъем 56, изображенный на фиг.1.

Фиг.5 изображает вид в поперечном разрезе гнезда 54 по линии V-V на фиг.4.

Фиг.6 изображает блок-схему последовательности операций способа, показывающую рабочую процедуру, когда катушка шнура используется для зарядки.

Фиг.7 изображает блок-схему последовательности операций способа, изображающую рабочую процедуру при выполнении зарядки через гнездо.

Фиг.8 изображает принципиальную схему зарядного тракта в транспортном средстве 100.

Фиг.9 изображает схему для иллюстрации разрешения/запрета зарядки, в то время как реле приварилось.

Фиг.10 изображает блок-схему последовательности операций способа, иллюстрирующую определения разрешения зарядки, в то время как реле приварилось.

Фиг.11 изображает схему, схематически показывающую зарядный тракт в транспортном средстве 100A в варианте.

Фиг.12 изображает схему для иллюстрации определения разрешения/запрета зарядки в варианте по фиг.11.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первый вариант осуществления

Фиг.1 - общая структурная схема транспортного средства с гибридным приводом, изображенного в качестве примера транспортного средства с электрическим приводом согласно первому варианту осуществления этого изобретения. Отмечено, что «транспортное средство с гибридным приводом» в дальнейшем также может указываться ссылкой просто как «транспортное средство».

Со ссылкой на фиг.1 транспортное средство 100 с гибридным приводом включает в себя устройство 10 накопления энергии, главное реле 11 системы, конвертер 12, главную положительную шину MPL, главную отрицательную шину MNL, сглаживающий конденсатор C и вспомогательные механизмы 22. В дополнение транспортное средство 100 с гибридным приводом включает в себя инверторы 30-1, 30-2, двигатели-генераторы 32-1, 32-2, устройство 34 деления энергии, двигатель 36 и ведущие колеса 38.

Транспортное средство 100 с гибридным приводом включает в себя датчики 14, 18, 20 напряжения, датчик 16 тока и MG-ECU 40 (электронный блок управления, ЭБУ). Транспортное средство 100 с гибридным приводом дополнительно включает в себя зарядное устройство 42, ЭБУ 46 заряда, силовые кабели 50, 43, реле 51-1 и штепсель 45, который должен вставляться в разъем 44 (такой как розетка в доме), присоединенный к внешнему источнику 48 питания. Штепсель 45 имеет клеммы 45A, 45B, поверхность которых открыта.

Транспортное средство 100 с гибридным приводом дополнительно включает в себя силовой кабель 53, реле 51-2 и гнездо 54 для присоединения к разъему 56 зарядного кабеля 55. Зарядный кабель 55 включает в себя штепсель 57 для присоединения к разъему 59 (такому как розетка в доме), присоединенному к внешнему источнику 58 питания и CCID 60 (устройству прерывания цепи заряда).

Устройство 10 накопления энергии является перезаряжаемым источником питания постоянного тока (DC) и оно включает в себя вторичную аккумуляторную батарею, такую как никель-металлгидридная аккумуляторная батарея или литий-ионная аккумуляторная батарея, конденсатор большой емкости и тому подобное. Устройство 10 накопления энергии присоединено к конвертеру 12 главным реле 11 системы, помещенным между. Главное реле 11 системы предусмотрено между устройством 10 накопления энергии и конвертером 12.

Конвертер 12 присоединен к главной положительной шине MPL и главной отрицательной шине MNL. Конвертер 12 преобразует напряжение между устройством 10 накопления энергии и главной положительной шиной MPL, главной отрицательной шиной MNL, на основании сигнала PWC1 из MG-ECU 40.

Вспомогательные механизмы 22 присоединены к линии PL1 положительного электрода и линии NL1 отрицательного электрода, расположенным между главным реле 11 системы и конвертером 12. Сглаживающий конденсатор C присоединен между главной положительной шиной MPL и главной отрицательной шиной MNL и уменьшает составляющую колебания электрической мощности, включенную в главную положительную шину MPL и главную отрицательную шину MNL.

Инверторы 30-1, 30-2 присоединены параллельно к главной положительной шине MPL и главной отрицательной шине MNL. Инвертор 30-1 возбуждает двигатель-генератор 32-1 на основании сигнала PWI1 из MG-ECU 40. Инвертор 30-2 возбуждает двигатель-генератор 32-2 на основании сигнала PWI2 из MG-ECU 40.

Двигатели-генераторы 32-1, 32-2, например, каждый является электрической вращающейся машиной переменного тока (AC), и каждая реализована, например, синхронным двигателем на постоянных магнитах, включающим в себя ротор, имеющий встроенный постоянный магнит. Двигатели-генераторы 32-1, 32-2 присоединены к устройству 34 деления энергии. Устройство 34 деления энергии включает в себя планетарную передачу, включающую в себя солнечную шестерню, ведущую шестерню, водило и коронную шестерню. Ведущая шестерня зацеплена с солнечной шестерней и коронной шестерней. Водило с возможностью вращения поддерживает ведущую шестерню и присоединено к коленчатому валу двигателя 36. Солнечная шестерня присоединена к валу вращения двигателя-генератора 32-1. Коронная шестерня присоединена к валу вращения двигателя-генератора 32-2 и ведущих колес 38. Расходуемая на движение энергия, вырабатываемая двигателем 36, делится этим устройством 34 деления энергии на тракт для передачи на ведущие колеса 38 и тракт для передачи на двигатель-генератор 32-1.

Затем двигатель-генератор 32-1 вырабатывает электрическую энергию, используя расходуемую на движение энергию из двигателя 36, которая была разделена устройством 34 деления энергии. Например, когда SOC устройства 10 накопления энергии снижается, двигатель 36 запускается, и двигатель-генератор 32-1 вырабатывает электрическую энергию, а выработанная электрическая энергия подается на устройство накопления энергии.

Двигатель-генератор 32-2 вырабатывает движущую силу, используя по меньшей мере одну из электрической энергии, подаваемой из устройства 10 накопления энергии, и электрической энергии, вырабатываемой двигателем-генератором 32-1. Движущая сила из двигателя-генератора 32-2 передается на ведущие колеса 38. Во время торможения транспортного средства кинетическая энергия транспортного средства передается с ведущих колес 38 на двигатель-генератор 32-2, чтобы, тем самым, приводить в движение двигатель-генератор 32-2 так, чтобы двигатель-генератор 32-2 приводился в действие в качестве генератора. Таким образом, двигатель-генератор 32-2 приводится в действие в качестве рекуперативного тормоза, преобразующего кинетическую энергию транспортного средства в электрическую энергию и рекуперирующего электрическую энергию.

MG-ECU 40 вырабатывает сигнал PWC1 для возбуждения конвертера 12 и выдает выработанный сигнал PWC1 на конвертер 12. В дополнение MG-ECU 40 вырабатывает сигналы PWI1, PWI2 для возбуждения двигателей-генераторов 32-1, 32-2, соответственно, и выдает выработанные сигналы PWI1, PWI2 на инверторы 30-1, 30-2, соответственно.

Зарядное устройство 42 своими входными концами присоединено к силовому кабелю 50, и выходные концы присоединены к линии PL1 положительного электрода и линии NL1 отрицательного электрода, расположенные между главным реле 11 системы и конвертером 12. Зарядное устройство 42 принимает электрическую энергию, подводимую из источника питания вне транспортного средства (в дальнейшем также указываемого ссылкой как «внешний источник питания»). Затем зарядное устройство 42 принимает сигнал CHPW управления из ЭБУ 46 заряда. Зарядное устройство 42 выдает напряжение, пригодное для зарядки устройства 10 накопления энергии. Более точно зарядное устройство 42 преобразует энергию переменного тока из внешнего источника питания в энергию постоянного тока и управляет напряжением энергии постоянного тока в напряжение, пригодное для зарядки устройства 10 накопления энергии.

Как показано на фиг.1, например, в случае, когда штепсель 45 присоединен к разъему 44, а реле 51-1 замкнуто, зарядное устройство 42 принимает электрическую энергию, подводимую из внешнего источника 48 питания через штепсель 45 и силовые кабели 43, 50. Штепсель 45 в этом случае служит в качестве электрического силового интерфейса для приема электрической энергии из внешнего источника 48 питания.

В качестве альтернативы, например, в случае когда гнездо 54 гибридного транспортного средства 100 присоединено к разъему 56 зарядного кабеля 55, штепсель 57 зарядного кабеля 55 присоединен к разъему 59 внешнего источника 58 питания, и реле 51-2 замкнуто, зарядное устройство 42 принимает электрическую энергию, подводимую из внешнего источника 58 питания через зарядный кабель 55, гнездо 54 и силовые кабели 43, 50. Гнездо 54 в этом случае служит в качестве электрического силового интерфейса для приема электрической энергии из внешнего источника 48 питания.

Датчик 14 напряжения детектирует напряжение VB1 устройства 10 накопления энергии и выдает его детектированное значение в ЭБУ 46 заряда. Датчик 16 тока детектирует ток IB1, поступающий в и выведенный из устройства 10 накопления энергии, и выдает его детектированное значение в ЭБУ 46 заряда.

Датчик 18 напряжения детектирует напряжение VL1 на линии PL1 положительного электрода и линии NL1 отрицательного электрода и выдает его детектированное значение в ЭБУ 46 заряда. Датчик 20 напряжения детектирует напряжение VHM на главной положительной шине MPL и главной отрицательной шине MNL и выдает его детектированное значение в ЭБУ 46 заряда.

ЭБУ 46 заряда принимает целевое значение PR электрической энергии заряда (кВт/ч) устройства 10 накопления энергии от не изображенного ЭБУ транспортного средства во время зарядки устройства 10 накопления энергии внешним источником 48 питания, присоединенным к штепселю 48, или во время зарядки устройства 10 накопления энергии через зарядный кабель 55.

Силовые кабели 43, 53 предусмотрены параллельно входным концам зарядного устройства 42. Когда штепсель 45 присоединен к разъему 44, ЭБУ 46 заряда устанавливает реле 51-1 во включенное состояние (ON) и устанавливает реле 51-2 в отключенное состояние (OFF). В то время как реле 51-1 установлено во включенное состояние, концевая часть силового кабеля 43 электрически присоединена к входной стороне зарядного устройства 42 через силовой кабель 50. С другой стороны, в то время как реле 51-2 установлено в отключенное состояние, концевая часть силового кабеля 53 не присоединена к силовому кабелю 50, а потому соединение между концевой частью силового кабеля 53 и входной стороной зарядного устройства 42 прервано. Зарядное устройство 42, таким образом, принимает электрическую энергию, подведенную из внешнего источника 48 питания через штепсель 45 и силовые кабели 43, 50.

Когда гнездо 54 присоединено к разъему 56 зарядного кабеля 55, и штепсель 57 зарядного кабеля присоединен к разъему 59 внешнего источника 58 питания, ЭБУ 46 заряда устанавливает реле 51-1 в отключенное состояние и устанавливает 51-2 во включенное состояние. В то время как реле 51-1 установлено в отключенное состояние, концевая часть силового кабеля 43 не присоединена к силовому кабелю 50, а потому соединение между концевой частью силового кабеля 43 и входной стороной зарядного устройства 42 прервано. С другой стороны, в то время как реле 51-2 установлено во включенное состояние, концевая часть силового кабеля 53 электрически присоединена к входной стороне зарядного устройства 42 через силовой кабель 50. Зарядное устройство 42, таким образом, принимает электрическую энергию, подведенную из внешнего источника 58 питания через зарядный кабель 55, гнездо 54 и силовые кабели 43, 50.

Таким образом, гибридное транспортное средство 100 согласно первому варианту осуществления включает в себя множество зарядных средств (силовой кабель 43 и гнездо 54) для зарядки устройства накопления энергии. Поскольку пользователь может пользоваться двумя схемами зарядки, пользователь может выбирать оптимальную схему зарядки в соответствии со средой вокруг транспортного средства. Например, когда зарядный кабель 55 не установлен на транспортном средстве, устройство накопления энергии может заряжаться посредством вытаскивания силового кабеля 43 из транспортного средства. Таким образом, удобство пользователя может быть улучшено.

Фиг.2 - схема для изображения компоновки силового кабеля 43 и гнезда 54, изображенных на фиг.1, в транспортном средстве с электрическим приводом. Фиг.3 - структурная схема для изображения конфигурации, связанной с зарядкой устройства накопления энергии в первом варианте осуществления.

Как изображено на фиг.2 и 3, часть 71 хранения для хранения силового кабеля 43 предусмотрена в транспортном средстве. Катушка 72 шнура для наматывания силового кабеля 43 предусмотрена в части 71 хранения. В дополнение проем 73, чтобы пользователь мог вынимать силовой кабель 43, хранимый в части 71 хранения, сформирован в поверхности кузова транспортного средства. Крышка 74-1, которая может открываться и закрываться, прикреплена к проему 73 (части 71 хранения). В дополнение запорное устройство 77 для фиксации крышки 74-1 в закрытом состоянии установлено в части 71 хранения. Запорное устройство 77 запирает крышку 74-1 в закрытом состоянии или отпирает крышку 74-1 в ответ на сигнал LCK1 из зарядного ЭБУ 46.

Подобным образом транспортное средство снабжено частью 75 хранения для хранения гнезда 54. В части 75 хранения сформирован проем для присоединения гнезда 54 к зарядному кабелю 55. В дополнение крышка 74-2, которая может открываться и закрываться, прикреплена к проему 73 (части 75 хранения). В то время как крышка 74-2 открыта, гнездо 54 открыто наружу транспортного средства. Более того, запорное устройство 78 для фиксации крышки 74-2 в закрытом состоянии установлено в части 75 хранения. Запорное устройство 78 запирает крышку 74-2 в закрытом состоянии или отпирает крышку 74-2 в ответ на сигнал LCK2 из зарядного ЭБУ 46. Отмечено, что сигнал CON детектирования соединения передается из гнезда 54 в ЭБУ заряда в ответ на присоединение разъема к гнезду 54.

Кроме того, транспортное средство снабжено устройством 84 детектирования крышки для детектирования открытого состояния и закрытого состояния крышки 74-1 и устройством 85 детектирования крышки для детектирования открытого состояния и закрытого состояния крышки 74-2. Устройство 84 детектирования крышки передает сигнал LID1, указывающий открытое состояние или закрытое состояние крышки 74-1, в ЭБУ 46 заряда. Устройство 85 детектирования крышки передает сигнал LID2, указывающий открытое состояние или закрытое состояние крышки 74-2, в ЭБУ 46 заряда.

Реле 51-1 включается и отключается в ответ на сигнал SE1 из ЭБУ 46 заряда. Реле 51-2 включается и отключается в ответ на сигнал SE2 из ЭБУ 46 заряда.

Транспортное средство дополнительно включает в себя устройство 88 отображения. Устройство 88 отображения отображает предписанную информацию в ответ на сигнал управления из ЭБУ 46 заряда. Устройство 88 отображения имеет функцию для отображения информации, распознаваемой пользователем, и, например, оно реализовано жидкокристаллическим дисплеем, индикатором или тому подобным.

Фиг.4 - вид спереди, изображающий подробности гнезда 54, к которому присоединен зарядный разъем 56, показанный на фиг.1. Фиг.5 - вид в поперечном разрезе гнезда 54 по линии V-V на фиг.4.

Со ссылкой на фиг.4 и 5 гнездо 54 сконфигурировано, чтобы включать в себя основную кузовную часть 160 и соединительные клеммы 166, 167, 168, 169 и 170, служащие в качестве соединительной части.

Основная кузовная часть 160 прикреплена к кузову транспортного средства 100 в части 75 хранения, показанной на фиг.2. Основная кузовная часть 160, в качестве своих компонентов, имеет часть 161 защиты клемм, наружную круговую часть 162 и часть 165 приема защелки зацепления, и она сформирована с помощью смолы отлитой единой деталью. Соединительные клеммы 166, 167, 168, 169 и 170, часть 161 защиты клемм и наружная круговая часть 162 формируют монтажную часть 173.

Часть 161 защиты клеммы предусмотрена, чтобы окружать каждую клемму соединительных клемм с 166 по 170. Часть 161 защиты клеммы проходит подобно столбику вдоль направления удлинения соединительных клемм с 166 по 170. Наружная круговая часть 162 предусмотрена вокруг наружной окружности части 161 защиты клемм. Расширяющийся по кольцу зазор 164 сформирован между частью 161 защиты клеммы и наружной круговой частью 162. Часть 165 приема защелки зацепления предусмотрена в положении вертикально над частью 161 защиты клемм. Часть 165 приема защелки зацепления имеет такую форму, чтобы она зацеплялась с защелкой зацепления, предусмотренной в зарядном разъеме 56, показанном на фиг.1.

Основная кузовная часть 160 прикреплена таким образом, чтобы соединительные клеммы с 166 по 170 проходили по направлению к борту транспортного средства, который является местом, где оператор стоит во время зарядки. Основная кузовная часть 160 дополнительно оборудована частью 171 крышки. Часть 171 крышки предусмотрена в части 75 хранения, показанной на фиг.2, и, кроме того, она предусмотрена внутри крышки 74-2 на фиг.3. Часть 170 крышки предусмотрена перед частью 161 защиты клеммы и наружной круговой частью 162, облицовывая соединительные клеммы с 166 по 170 таким образом, чтобы она могла открываться и закрываться. Внутренняя поверхность 172 части 171 крышки упирается в часть 161 защиты клеммы, чтобы не допускать попадания дождевой воды и тому подобного в клеммную часть.

Направляющий паз 158 сформирован в гнезде 54. Направляющий паз 158 имеет функцию для направления зарядного разъема 56 зарядного кабеля 55 в предписанное положение соединения в гнезде 54 и функцию для ограничения положения (угла) зарядного разъема 56 для точного совмещения соответственных положений соединительных клемм с 166 по 170 и соединительных клемм на стороне зарядного разъема 56.

Направляющий паз 158 сформирован в основной кузовной части 160. Направляющий паз 158 углублен с внутренней периферийной поверхности наружной круговой части 162, и он тянется в направлении, параллельном направлению вытягивания соединительных клемм с 166 по 170. Направляющий паз 158 линейно тянется в положении, прилегающем к соединительным клеммам с 166 по 170. Направляющий паз 158 сформирован в положении вертикально над частью 161 защиты клеммы.

Соединительные клеммы с 166 по 170 сконфигурированы с возможностью включать в себя две клеммы для силовых кабелей, через который течет ток для зарядки, одну клемму для заземления и две клеммы для сигнальной линии. Соединительные клеммы с 166 по 170 скомпонованы вокруг центральной оси части 161 защиты клемм, удлиняясь подобно столбику, на расстоянии друг от друга по периферии вокруг оси. Каждая клемма из соединительных клемм с 166 по 170 скомпонована в пространстве в столбчатой форме, которая окружена частью 161 защиты клемм.

Конфигурация, относящаяся к зарядке транспортного средства, была описана выше. Далее будет описана операция зарядки.

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа, изображающая рабочую процедуру, когда катушка шнура используется для зарядки.

Со ссылкой на фиг.3, 6 в случае зарядки посредством использования катушки 72 шнура вначале на этапе S1 закрывается и запирается крышка 74-2 на стороне гнезда 54. Запорное устройство 78 запирает крышку 74-2, и устройство 85 детектирования крышки передает в ЭБУ 46 заряда сигнал LID2, указывающий, что крышка 74-2 закрыта.

Последовательно на этапе S2 выполняется операция для открывания крышки 74-1 на стороне катушки 72 шнура. Когда команда для открывания крышки 74-1 вводится в ЭБУ 46 заряда в результате операции переключения водителя (оператора) или тому подобного ЭБУ 46 заряда передает сигнал LCK1 на запорное устройство 77 для отпирания.

Затем на этапе S3 водитель (оператор) вытягивает кабель 43 с катушки 72 шнура и вставляет штепсель 45 в розетку (настенную розетку). Затем зарядка начинается на этапе S4, и последовательность операций заканчивается на этапе S5.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций способа, изображающая рабочую процедуру при выполнении зарядки через гнездо.

Со ссылкой на фиг.3, 7 в случае зарядки посредством использования гнезда 54 вначале на этапе S11 закрывается крышка 74-1 на стороне катушки 72 шнура. Затем запорное устройство 77 запирает крышку 74-1. В дополнение устройство 84 детектирования крышки выявляет закрытое состояние крышки 74-1, и сигнал LID1 передается в ЭБУ 46 заряда.

Последовательно на этапе S13 в ответ на команду водителя (оператора) команда для открытия крышки 74-2 на стороне гнезда 54 подается в ЭБУ 46 заряда. ЭБУ 46 заряда передает сигнал LCK2, на запорное устройство 78, чтобы отпереть крышку 74-2. Затем на этапе S14 разъем 56 зарядного кабеля 55, показанный на фиг.1, вставляется в гнездо 54 через часть проема открытой крышки 74-2. Затем зарядка начинается на этапе S15, и процедура для запуска зарядки заканчивается на этапе S16.

Фиг.8 - принципиальная схема зарядного тракта в транспортном средстве 100. Проблема в случае, где предусмотрены по существу два зарядных тракта, будет описана со ссылкой на эту принципиальную схему.

Со ссылкой на фиг.8 электрическая силовая линия из зарядного устройства 42 ответвляется на сторону 54 гнезда и на сторону катушки 72 шнура. Реле 51-1, 51-2 установлены в этих ответвленных трактах. В то время как разъем 56 вставлен в гнездо 54, ЭБУ 46 заряда управляет реле 51-2, чтобы оно было проводящим, так что зарядка выполняется через зарядный тракт на стороне 54 гнезда. С другой стороны, в то время как крышка 74-1 на выходе катушки 72 шнура открыта, ЭБУ 46 заряда управляет реле 51-1, чтобы оно было проводящим, так что зарядка выполняется через зарядный тракт на стороне 72 катушки шнура.

В связи с этим, когда вставка разъема 56 и открытое состояние крышки 74-1 оба удовлетворены, ЭБУ 46 заряда заранее делает реле удовлетворяющим условию проводимости. Зарядная крышка 74-2 гнезда 54 и крышка 74-1 на выходе катушки шнура каждая снабжена запорным механизмом. В дополнение устройство 84, 85 детектирования крышки, изображенное на фиг.3, отправляет информацию об открывании и закрывании крышки в ЭБУ 46 заряда.

Как описано со ссылкой на фиг.4, 5, что касается гнезда 54, соединительные клеммы с 166 по 170 сконструированы таким образом, чтобы объект, присутствующий поблизости, менее вероятно входил в контакт с клеммами извне, так как часть 161 защиты клеммы предусмотрена вокруг них. В дополнение гнездо 54 прикреплено к транспортному средству.

Штепсель 45, однако, может свободно перемещаться до некоторой степени, чтобы вставлять штепсель в розетку в домашнем хозяйстве (настенную розетку), и кроме того, оголена клемма. Когда напряжение приложено к такой клемме со стороны транспортного средства, объект поблизости, земля или тому подобное входит в контакт, что может приводить к короткому замыканию, утечке или тому подобному. Например, если приваривание происходит в реле 51-1, 51-2, в то время как напряжение прикладывается снаружи, со стороны гнезда, через разъем 56, возникает такая проблема.

Фиг.9 - схема для изображения разрешения/запрета зарядки, в то время как реле приварилось. Отмечено, что на фиг.9 условное разрешение означает, что зарядка через тракт на стороне катушки 72 шнура разрешается, только когда может быть подтверждено закрывание и запирание зарядной крышки 74-2.

Как показано в первой строке на фиг.9, в случае, где реле 51-2 на стороне гнезда 54 на фиг.8 приварилось, зарядка через тракт на стороне катушки 72 шнура в принципе запрещена. Это происходит потому, что напряжение может подаваться снаружи на гнездо 54, а если реле 51-1 делается проводящим, напряжение прикладывается к клемме штепселя 45, и могут происходить получающиеся в результате утечка или короткое замыкание. Однако ожидается, что неразрешение никакой зарядки будет причинять такое неудобство как неспособность перевозить транспортное средство вследствие низкого уровня заряда, и, таким образом, зарядка условно разрешается. А именно, только когда подтверждено закрывание и запирание зарядной крышки 74-2, ЭБУ 46 заряда разрешает зарядку через тракт на стороне катушки 72 шнура.

Затем, как изображено во второй строке на фиг.9, в случае, где реле 51-2 на стороне гнезда не является неисправным, но реле 51-1 на стороне катушки шнура приварилось, зарядка на стороне гнезда 54 запрещена, и разрешена только зарядка на стороне катушки 72 шнура. Это происходит потому, что, если зарядка выполняется на стороне гнезда 54, напряжение прикладывается к штеккерному концу штепселя 45 на стороне катушки 72 шнура через приваренное реле 51-1, и могут происходить возникающие в результате утечка или короткое замыкание.

Последовательно, как показано в третьей строке на фиг.9, в случае, когда реле 51-2 на стороне гнезда и реле 51-1 на стороне катушки шнура оба приварились, зарядка через тракт на стороне гнезда и зарядка через тракт на стороне катушки 72 шнура обе запрещены. Отмечено, что только когда подтверждено закрывание и запирание зарядной крышки 74-2, ЭБУ 46 заряда разрешает зарядку через тракт на стороне катушки 72 шнура.

Также возможно, что два или более зарядных трактов предусмотрены в транспортном средстве. В случае когда детектировано приваривание двух или более из множества реле, предусмотренных в множестве зарядных трактов, соответственно, ЭБУ 46 заряда запрещает зарядку устройства 10 накопления энергии извне транспортного средства. В таком случае, когда зарядная крышка на тракте, который является зарядным трактом иным, чем зарядный тракт, выбранный для зарядки, и в котором произошло приваривание реле, закрыта и заперта, зарядка через выбранный зарядный тракт разрешается.

Как показано в четвертой строке на фиг.9, в случае, когда могло бы подтверждаться, что ни реле 51-2 на стороне гнезда, ни реле 51-1 на стороне катушки шнура не является неисправным, ЭБУ 46 заряда разрешает зарядку как через тракт на стороне гнезда, так и зарядку через тракт на стороне катушки 72 шнура.

В дополнение к управлению разрешением и запретом, приведенному выше, ЭБУ 46 заряда может обеспечивать отображение зарядного тракта, через который не разрешена зарядка, на дисплейном экране или тому подобном для извещения пользователя.

Фиг.10 - блок-схема последовательности операций разрешения зарядки, в то время как реле приварилось. Отмечено, что перед приведением в исполнение блок-схемы последовательности операций способа, изображенной на фиг.10, производится определение приваривания реле 51-1, 51-2 в момент времени, когда завершена предыдущая зарядка. Определение приваривания реле 51-1 и 51-2 производится на основании того, снижается или нет напряжение, детектированное датчиком напряжения, предусмотренным на входе зарядного устройства 42, когда отключается любое из реле 51-1, 51-2. Результат определения сохраняется в памяти в ЭБУ 46 заряда.

Со ссылкой на фиг.8, 10 вначале, когда начата обработка, на этапе S31 определяется, приварилось или нет реле катушки шнура (реле 51-1). Это определение приваривания производится посредством считывания результата определения приваривания, произведенного в момент времени, когда завершалось предыдущее приваривание.

Когда на этапе S31 определено, что реле 51-1 не приварилось, последовательность операций переходит на этап S32. На этапе S32 определяется, приварилось или нет реле гнезда (реле 51-2). Когда на этапе S32 определено, что реле 51-2 не приварилось, дополнительно определяется на этапе S33, что зарядка через зарядный тракт на стороне гнезда 54 разрешена, и зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура также разрешена. Затем последовательность операций переходит на этап S42.

Когда на этапе S32 определено, что реле 51-2 приварилось, последовательность операций переходит на этап S34. На этапе S34 определяется, была или нет заперта сторона гнезда 54. Когда устройство 85 детектирования крышки выявляет открывание крышки 74-2, и определено, что крышка 74-2 не была заперта, последовательность операций переходит на этап S35. На этапе S35 определяется, что зарядка на стороне гнезда 54 разрешена, но зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура не разрешена, и последовательность операций переходит на этап S42.

Когда на этапе S34 определено, что крышка 74-2 на стороне гнезда 54 была заперта, то есть когда устройство 85 детектирования крышки подтвердило закрывание крышки 74-2, и зарядное ЭБУ 46 дает команду запорному устройству 78 запереть крышку 74-2, с тем чтобы крышку 74-2 было не открыть, последовательность операций переходит на этап S36. На этапе S36 определяется, что зарядка через зарядный тракт на стороне гнезда 54 разрешена, и зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура также разрешена.

Когда на этапе S31 определено, что реле 51-1 на стороне катушки 72 шнура приварилось, последовательность операций переходит на этап S37. На этапе S37 определяется, приварилось или нет реле 51-2 на стороне гнезда 54. Это определение также производится в результате считывания результатов проверки приваривания в момент времени, когда завершалась предыдущая зарядка.

Когда на этапе S37 определено, что реле 51-2 на стороне гнезда 54 не приварилось, последовательность операций переходит на этап S38. На этапе S38 определяется, что зарядка через зарядный тракт на стороне гнезда 54 не разрешена, но разрешена зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура, и последовательность операций переходит на этап S42.

Когда на этапе S37 определено, что реле 51-2 на стороне гнезда 54 приварилось, последовательность операций переходит на этап S39. На этапе S39 определяется, была или нет заперта сторона гнезда 54. А именно, когда устройство 85 детектирования крышки детектирует открывание крышки 74-2, производится определение в качестве незапертой. С другой стороны, когда крышка 74-2 закрыта в устройстве 85 детектирования крышки, и ЭБУ 46 заряда дает команду запорному устройству 78 запереть крышку 74-2, с тем чтобы крышка 74-2 не открывалась, определяется, что крышка 74-2 была заперта.

Когда на этапе S39 определено, что крышка 74-2 не была заперта, последовательность операций переходит на этап S40. На этапе S40 определяется, что зарядка через зарядный тракт на стороне гнезда 54 не разрешена, и не разрешена зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура, и последовательность операций переходит на этап S42.

С другой стороны, когда на этапе S39 определено, что крышка 74-2 на стороне гнезда 54 была заперта, последовательность операций переходит на этап S41. На этапе S41 определяется, что зарядка через зарядный тракт на стороне гнезда 54 не разрешена, но разрешена зарядка через зарядный тракт на стороне катушки 72 шнура. Затем последовательность операций переходит на этап S42, и определение в отношении того, разрешена или нет зарядка, заканчивается.

ЭБУ 46 заряда управляет запорными устройствами 77, 78, реле 51-1, 51-2 и зарядным устройством 42 на основании определения того, может или нет выполняться зарядка, которое производилось по блок-схеме последовательности операций способа, описанной со ссылкой на фиг.10.

Кратко подводя итог вышесказанному, описание, приведенное выше, в системе, использующей обе из системы зарядки через катушку шнура и зарядку через гнездо, когда одно реле коммутации электрической энергии зарядки приварилось и когда зарядка выполняется через другой зарядный тракт, оба реле 51-1, 51-2 являются проводящими, и отсюда возникают такие проблемы, как утечка и короткое замыкание. Для того чтобы принять меры в ответ на это, когда одно реле приварилось, зарядка через другой тракт запрещается. В качестве альтернативы зарядка запрещается, когда приварились оба реле. Отмечено, что, когда крышка заперта в закрытом состоянии, и часть разъема сконструирована так, чтобы короткое замыкание или утечка были менее вероятны, разрешается зарядка другим способом, то есть на стороне катушки шнура.

При действии таким образом, даже если реле приварилось, утечка или короткое замыкание могут предотвращаться. Кроме того, когда запирание зарядной крышки на стороне гнезда могло подтверждаться несмотря на приваривание реле, зарядка через зарядный тракт на стороне катушки шнура разрешается. Таким образом, даже когда уровень заряда устройства накопления энергии низок, и невозможно перемещать транспортное средство, то есть привезти транспортное средство на станцию технического обслуживания и ремонта, если транспортное средство не заряжено, зарядка может выполняться, и транспортное средство может перемещаться на станцию технического обслуживания и ремонта.

Разновидность

Пример, где предусмотрено два зарядных тракта из зарядного тракта на стороне гнезда 54 и зарядного тракта на стороне катушки 72 шнура, был изображен в первом варианте осуществления, приведенном выше. В дополнение также возможен пример, где предусмотрены два зарядных тракта, таких как тракт быстрой зарядки и тракт зарядки с нормальной скоростью.

Фиг.11 - схема, схематически изображающая зарядный тракт в транспортном средстве 100A в варианте.

Транспортное средство 100A, показанное на фиг.11, включает в себя реле 51-1A, гнездо 54A и зарядную крышку 74-1A вместо реле 51-1, катушки 72 шнура и крышки 74-1 и штепселя 45 на фиг.8. Разъем 56A присоединен к гнезду 54A. Разъем 56A предусмотрен на концевой части зарядного кабеля для быстрой зарядки. CCID 60A предусмотрено в промежуточной части этого кабеля, и штепсель 57A предусмотрен на другом его конце.

Фиг.12 - схема для изображения определения в отношении разрешения/запрета зарядки в варианте по фиг.11. Отмечено, что «условно разрешенный» означает, что зарядка разрешена, когда может быть подтверждено закрывание и запирание другой зарядной крышки.

Как показано в первой строке на фиг.12, когда реле 51-2 зарядки с нормальной скоростью приварилось, а реле 51-1A быстрой зарядки не является неисправным, зарядка на стороне зарядки с нормальной скоростью разрешена, но зарядка на стороне быстрой зарядки не разрешена.

В дополнение, как изображено во второй строке, когда реле 51-2 зарядки с нормальной скоростью не является неисправным, но реле 51-1A быстрой зарядки приварилось, зарядка через тракт зарядки на стороне зарядки с нормальной скоростью запрещена, а зарядка через зарядный тракт на стороне быстрой зарядки разрешена. Более того, как показано в третьей строке, когда реле 51-2, 51-1A оба приварились, запрещена зарядка через оба из зарядного тракта на стороне зарядки с нормальной скоростью и зарядного тракта на стороне быстрой зарядки.

Как изображено в третьей строке, когда не является неисправным ни одно из реле 51-2, 51-1A, разрешена зарядка через оба из зарядного тракта на стороне зарядки с нормальной скоростью и зарядного тракта на стороне быстрой зарядки.

Указание в качестве условно разрешенного на фиг.12 означает, что зарядка может быть запрещена, но когда подтверждено закрывание и запирание другой зарядной крышки, зарядка может быть разрешена. При действии таким образом, даже когда реле приварилось, зарядка может выполняться до возможной степени, и это полезно, например, при перемещении транспортного средства на станцию техобслуживания и ремонта или тому подобном.

Должно быть понятно, что варианты осуществления, раскрытые в материалах настоящей заявки, являются иллюстративными, а не ограничивающими, во всех отношениях. Объем настоящего изобретения определен в терминах формулы изобретения, нежели в описании, приведенном выше, и подразумевается включающим в себя любые модификации в пределах объема и смысла, эквивалентных терминам формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ СИМВОЛОВ ССЫЛОК

1, 2, 45A, 45B клемма; 10 устройство накопления энергии; 11 главное реле системы; 12 конвертер; 14, 18, 20 датчик напряжения; 16 датчик тока; 22 вспомогательные механизмы; 30 инвертор; 32 двигатель-генератор; 34 устройство деления энергии; 36 двигатель; 38 ведущее колесо; 42 зарядное устройство; 43, 50, 53 силовой кабель; 44, 56A, 59 разъем; 45, 57, 57A штепсель; 48, 58 внешний источник питания; 51-1, 51-2 реле; 54, 54A гнездо; 55 зарядный кабель; 56 зарядный разъем; 71, 75 часть хранения; 72 катушка шнура; 73 проем; 74-1, 74-2 зарядная крышка; 77, 78 запорное устройство; 84, 85 устройство детектирования крышки; 88 устройство детектирования; 100, 100A транспортное средство; 158 направляющий паз; 160 основная кузовная часть; 161 часть защиты клемм; 162 наружная круговая часть; 164 зазор; с 166 по 170, 166, 167, 168, 169, 170 соединительная клемма; 171 часть крышки; 172 внутренняя поверхность; 173 стыковочная часть; 741A зарядная крышка; C сглаживающий конденсатор; 46 ЭБУ заряда; MNL главная отрицательная шина; MPL главная положительная шина; NL1 линия отрицательного электрода; и PL1 линия положительного электрода.

Изобретение относится к системам электроснабжения транспортных средств. Технический результат - предотвращение утечек и обеспечение возможности зарядки во время неисправности.

Система энергоснабжения для транспортного средства включает в себя устройство накопления энергии, множество зарядных трактов для зарядки устройства накопления энергии электрической энергией извне, множество реле, предусмотренных во множестве зарядных трактов соответственно, каждое для переключения между подачей и отсечением электрической энергии, и блок управления зарядкой для осуществления выбора в отношении того, через какой зарядный тракт, из множества зарядных трактов, разрешена зарядка устройства накопления энергии, на основании состояния приваривания множества реле. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система энергоснабжения для транспортного средства, содержащая:
устройство (10) накопления энергии;
множество зарядных трактов (43, 53) для зарядки упомянутого устройства накопления энергии электрической энергией извне;
множество реле (51-1, 51-2), предусмотренных в упомянутом множестве зарядных трактов, соответственно, каждое для переключения между подачей и прерыванием электрической энергии; и
блок (46) управления зарядкой для осуществления выбора в отношении того, через какой зарядный тракт, из упомянутого множества зарядных трактов, разрешена зарядка упомянутого устройства накопления энергии, на основании состояния приваривания упомянутого множества реле.

2. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, в которой, когда детектировано приваривание реле, предусмотренного в первом зарядном тракте из упомянутого множества зарядных трактов, упомянутый блок управления зарядкой запрещает зарядку упомянутого устройства накопления энергии через зарядный тракт иной, чем первый зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов.

3. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, в которой, когда детектировано приваривание двух или более из упомянутого множества реле, упомянутый блок управления зарядкой запрещает зарядку упомянутого устройства накопления энергии извне транспортного средства.

4. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, дополнительно содержащая:
крышку (74-1, 74-2) для отсоединения любого из упомянутого множества зарядных трактов от внешнего источника питания; и
запорную часть (77, 78) для фиксации упомянутой крышки в отсоединенном состоянии, при этом
упомянутый блок управления зарядкой осуществляет выбор в отношении того, через какой зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов разрешена зарядка упомянутого устройства накопления энергии, дополнительно на основании запирания упомянутой крышки в дополнение к состоянию приваривания упомянутого множества реле.

5. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.4, в которой,
когда упомянутая крышка заперта в таком состоянии, что соответствующий зарядный тракт отсоединен от внешнего источника питания, упомянутый блок управления зарядкой разрешает зарядку через другой зарядный тракт.

6. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, в которой
первый зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов является зарядным трактом через зарядное гнездо (54), и
второй зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов является зарядным трактом через катушку (72) шнура, присоединенную к стороне транспортного средства, и соединительную часть (45), предусмотренную на штекерном конце упомянутой катушки шнура.

7. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, в которой
первый зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов является зарядным трактом (54A), к которому присоединен первый внешний источник питания для быстрой зарядки, и
второй зарядный тракт из упомянутого множества зарядных трактов является зарядным трактом (54), к которому присоединен второй внешний источник питания для зарядки на скорости более низкой, чем при упомянутой быстрой зарядке.

8. Система энергоснабжения для транспортного средства по п.1, в которой
упомянутый блок управления зарядкой извещает пользователя о зарядном тракте, через который зарядка не разрешена.

9. Транспортное средство, включающее в себя систему энергоснабжения для транспортного средства по любому из пп.1-8.