本公開涉及充電裝置和車輛，具體涉及用于對車輛等的動力電池進行充電的充電裝置以及采用這種充電裝置的車輛。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)車輛使用石油產(chǎn)品(例如柴油和汽油等)作為動力。但是，石油資源是一種不可再生資源，并且其供應(yīng)和價格受到各種不穩(wěn)定因素的制約。近年來，隨著電池技術(shù)的不斷進步，人們越來越多地傾向于使用電池提供電力來驅(qū)動車輛，也就是所謂電動車輛。電動車輛通常包括混合動力車輛和純電動車輛等?；旌蟿恿囕v通常指既能夠使用石油產(chǎn)品，也能夠使用電力驅(qū)動的車輛。純電動車輛通常指僅能使用電力驅(qū)動的車輛。

隨著電動車輛的逐漸普及，用于給電動車輛充電的充電站也越來越多。當(dāng)電動車輛的電池需要補充電力時，可以通過車輛上的充電接口連接到充電站，從而給電池充電。

一種常見的充電站是直流充電站。直流充電站能夠直接向電動車輛的電池提供直流充電電流，從而為電池快速補充電力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

但是，一方面，出于安全等方面考慮，直流充電站能提供的電流值往往存在上限，例如250A等。而另一方面，隨著電池技術(shù)的進步，例如純電動公交車等的許多大型車輛采用了非常大容量的電池。在這種情況下，由于直流充電站提供的電流的限制，需要非常長的時間來給電池充電。

本公開的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的至少一個問題。

根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種充電裝置，該充電裝置可以包括：電池接口，該電池接口可以與車輛的電池電耦接；充電接口，該充電接口可以與直流充電站的供電接口電耦接；DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn)換器可以把經(jīng)由充電接口輸入的直流充電站的輸入電壓降低，以得到輸出電壓，并且可以經(jīng)由電池接口把該輸出電壓提供給車輛的電池；控制器，包括充電裝置控制器和電池控制器，且所述充電裝置控制器和所述電池控制器通過所述電池接口傳輸數(shù)據(jù)。

進一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器可以具有輸入電流和輸出電流，所述輸入電流可以所述輸出電流。

進一步地，所述充電裝置還可以包括：控制器，用于根據(jù)來自所述電池的第一信號控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器，以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。

進一步地，所述控制器還可以被配置為向所述直流充電站發(fā)送第二信號，以調(diào)節(jié)所述輸入電壓。

進一步地，所述控制器還可以被配置為基于所述第一信號產(chǎn)生所述第二信號。

進一步地，所述充電裝置還可以包括：連接檢測器，用于確定該充電裝置與所述直流充電站斷開連接。

進一步地，所述連接檢測器可以包括：電壓檢測器，用于檢測所述充電裝置中預(yù)定點的電壓。

進一步地，所述充電裝置還可以包括至少一個溫度傳感器。

進一步地，所述溫度傳感器中的至少一個第一溫度傳感器可以被布置成與所述充電接口相鄰。

進一步地，所述控制器還可以被配置為：當(dāng)所述溫度傳感器感測到的溫度超過預(yù)定溫度時，所述控制器使所述DC/DC轉(zhuǎn)換器停止工作。

進一步地，所述控制器還可以被配置為：當(dāng)所述第一溫度傳感器感測到的溫度超過預(yù)定溫度時，所述控制器通過所述第二信號提高所述輸入電壓。

根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種充電方法，該充電方法可 以包括以下步驟：利用DC/DC轉(zhuǎn)換器把來自直流充電站的輸入電壓降低，以得到輸出電壓；以及把輸出電壓提供給車輛的電池。

進一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電流可以小于所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電流。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：接收來自所述電池的第一信號；以及根據(jù)所述第一信號控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器，以調(diào)節(jié)所述輸出電壓。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：向所述直流充電站發(fā)送第二信號，以調(diào)節(jié)所述輸入電壓。

進一步地，在該充電方法中，可以基于所述第一信號產(chǎn)生所述第二信號。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：確定所述車輛與直流充電站斷開連接。

進一步地，在該充電方法中，可以通過檢測預(yù)定點的電壓確定所述車輛與直流充電站斷開連接。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：感測充電接口的溫度。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：當(dāng)充電接口的溫度超過預(yù)定溫度時，使所述DC/DC轉(zhuǎn)換器停止工作。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：當(dāng)充電接口的溫度超過預(yù)定溫度時，通過所述第二信號提高所述輸入電壓。

根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種車輛，該車輛可以包括電池和充電裝置。其中充電裝置可以包括：電池接口，該電池接口可以與電池電耦接；充電接口，該充電接口可以與直流充電站的供電接口電耦接；DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn)換器可以把經(jīng)由充電接口輸入的直流充電站的輸入電壓降低，以得到輸出電壓，并且可以經(jīng)由電池接口把該輸出電壓提供給電池；以及控制器，包括充電裝置控制器和電池控制器，且所述充電裝置控制器和所述電池控制器通過所述電池接口傳輸數(shù)據(jù)。

根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種充電裝置。該充電裝置可以包括：電池接口，所述電池接口可以與車輛的電池電耦接；充電接口，所述充電接口可以與直流充電站的供電接口電耦接，并接收來自直流充電站的輸入電流；以及DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn)換器可以把經(jīng)由所述充電接口接收的輸入電流增大，以得到輸出電流，并且，該DC/DC轉(zhuǎn)換器還可以經(jīng)由所述電池接口把所述輸出電流提供給所述電池，以對所述電池進行充電。

進一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器可以具有輸入電壓和輸出電壓，所述輸入電壓可以大于所述輸出電壓。

進一步地，所述充電裝置還可以包括：控制器，用于根據(jù)來自所述電池的第一信號控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器，以調(diào)節(jié)所述輸出電流。

進一步地，所述控制器還可以被配置為向所述直流充電站發(fā)送第二信號，以調(diào)節(jié)所述輸入電流。

進一步地，所述控制器還可以被配置為基于所述第一信號產(chǎn)生所述第二信號。

進一步地，所述充電裝置還可以包括：連接檢測器，用于確定該充電裝置與所述直流充電站斷開連接。

進一步地，所述連接檢測器可以包括電壓檢測器，用于檢測所述充電裝置中預(yù)定點的電壓。

進一步地，所述充電裝置還可以包括至少一個溫度傳感器。

進一步地，所述溫度傳感器中的至少一個第一溫度傳感器可以被布置成與所述充電接口相鄰。

進一步地，所述控制器還可以被配置為：當(dāng)所述第一溫度傳感器感測到的溫度超過預(yù)定溫度時，所述控制器使所述DC/DC轉(zhuǎn)換器停止工作。

進一步地，所述控制器還可以被配置為：當(dāng)所述第一溫度傳感器感測到的溫度超過預(yù)定溫度時，所述控制器通過所述第二信號降低所述輸入電流。

根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種充電方法。該充電方法可 以包括以下步驟：利用DC/DC轉(zhuǎn)換器把來自直流充電站的輸入電流增大，以得到輸出電流；以及使用所述輸出電流給車輛的電池充電。

進一步地，所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可以大于所述DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：接收來自所述電池的第一信號；以及根據(jù)所述第一信號控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換器，以調(diào)節(jié)所述輸出電流。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：向所述直流充電站發(fā)送第二信號，以調(diào)節(jié)所述輸入電流。

進一步地，在該充電方法中，可以基于所述第一信號產(chǎn)生所述第二信號。

進一步地，所述充電方法還可以包括：確定所述車輛與直流充電站斷開連接。

進一步地，在該充電方法中，可以通過檢測預(yù)定點的電壓確定所述車輛與直流充電站斷開連接。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：感測充電接口的溫度。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：當(dāng)充電接口的溫度超過預(yù)定溫度時，使所述DC/DC轉(zhuǎn)換器停止工作。

進一步地，所述充電方法還可以包括以下步驟：當(dāng)充電接口的溫度超過預(yù)定溫度時，通過所述第二信號降低所述輸入電流。

根據(jù)本公開的又一個方面，提供了一種車輛。該車輛可以包括電池和充電裝置。其中所述充電裝置可以包括：電池接口，所述電池接口可以與車輛的電池電耦接；充電接口，所述充電接口可以與直流充電站的供電接口電耦接，并接收來自直流充電站的輸入電流；以及DC/DC轉(zhuǎn)換器，該DC/DC轉(zhuǎn)換器可以把經(jīng)由所述充電接口接收的輸入電流增大，以得到輸出電流，并且可以經(jīng)由所述電池接口把所述輸出電流提供給所述電池，以對所述電池進行充電。

附圖說明

在下面參照附圖進行的詳細描述中呈現(xiàn)了本公開的細節(jié)，包括其一些具體實施例。

圖1示出了使用直流充電站給電動車輛充電的示意圖。

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中電動車輛的構(gòu)造示意圖。

圖3示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。

圖4示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電方法的流程圖。

圖5示出了根據(jù)本公開的一個實施例的包含充電裝置的車輛以及充電站的示意圖。

圖6示出了根據(jù)本公開的一個實施例的為動力電池充電的流程圖。

圖7示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。

圖8示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。

圖9示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。

圖10示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電方法的流程圖。

具體實施方式

附圖和下面的描述只通過例證的方式涉及本公開的各種示例性實施例。應(yīng)該注意，本文中公開的結(jié)構(gòu)和方法的替代實施例將容易被識別為是在不脫離要求保護的本公開的原理的情況下可采用的可用選項。參照本公開的許多實施例，在附圖中示出這些實施例的示例。在可行的地方，使用類似或相似的參考標(biāo)號來指示類似或相似功能。只是出于例證的目的，附圖描繪了本公開的實施例。

圖1示出了使用直流充電站給電動車輛充電的示意圖。如圖1所示，當(dāng)電動車輛100需要充電時，人們可以把車停到直流充電站101附近。直流充電站101通常具有一個或多個充電插頭102，該充電插頭102可以連接到設(shè)置于電動車輛100上的充電接口104。為了照顧傳統(tǒng)石油車輛的使用習(xí)慣，電動車輛的充電接口104可以設(shè)置在右后側(cè)，從而與石油車輛的加油口保持一致。當(dāng)然，充電接口104也可以 設(shè)置在其它位置，例如電動車輛的左側(cè)、車頭、車尾、車頂或車底等。

在本公開中，電動車輛100可以為電動小客車、電動卡車、電動公共汽車等。應(yīng)當(dāng)理解，本公開的技術(shù)可以用于上述任何種類車輛，而不局限于某一特定類型。

圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中電動車輛的構(gòu)造示意圖。如圖2所示，電動車輛包括電池充電接口201、動力電池202、電機控制器203以及電機204等部件。當(dāng)對電動車輛充電時，充電電流通過電池充電接口201從例如直流充電站(未示出)向動力電池202提供電力，從而在動力電池202中把電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能存儲起來。當(dāng)動力電池202充滿電后，電池充電接口201與直流充電站斷開連接。在電動車輛行駛過程中，動力電池202把存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，并把電能提供給電機204，用來驅(qū)動電動車輛行駛。在圖2所示的示例中，在動力電池202和電機204之間還可以設(shè)置有電機控制器203，電機控制器203可以控制電機204的運行以及把動力電池202的電力提供給電機204。

本公開中的動力電池是指用來給工具提供動力來源的電源，多指為電動車輛等提供動力的電池，其主要區(qū)別于用于普通石油汽車發(fā)動機啟動的啟動電池(例如電壓為12V左右的鉛酸蓄電池)。對于電動車輛而言，既可以采用動力電池為車輛提供全部電力，也可以采用多個電池分別對不同的部件供電。例如動力電池可以僅用來驅(qū)動電動車輛行駛，而采用單獨的蓄電池(例如鉛酸電池)來為照明設(shè)備(例如車燈)和電子設(shè)備(例如收音機和音響)等供電。

在電動車輛領(lǐng)域中，動力電池的充電方式可以采用恒壓方式、恒流方式、階段充電方式以及脈沖充電方式等。下面以恒流方式為例對本公開的充電裝置進行詳細的解釋和說明。但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本公開的教導(dǎo)和啟示下應(yīng)當(dāng)理解，該充電裝置也可以用在其它充電方式中。

在恒流方式中，直流充電站向動力電池提供基本恒定大小的電流 以進行充電。通常，動力電池的電壓和內(nèi)阻都隨著動力電池內(nèi)剩余電量的大小而變化。為了保證對動力電池進行恒流充電，直流充電站的充電電壓可以根據(jù)動力電池的電量變化而不斷調(diào)整。但是，對于大容量的動力電池，由于直流充電站的輸出電流具有上限值(例如250A)，即使按照最大電流進行充電，仍然需要很長時間才能把電池充滿。而隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池完全可以設(shè)計成接受更高的充電電流(例如大于250A，或者300A-700A，或者更高電流，例如大于800A)。鑒于此，本公開的一些實施例給出了一種允許使用現(xiàn)有直流充電站以超過規(guī)定的上限值為電動車輛充電的充電裝置。

圖3示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置300的示意圖。如圖3所示，充電裝置300包括充電接口301、DC/DC轉(zhuǎn)換器302以及電池接口303。其中，電池接口303可以與車輛的動力電池202電耦接，充電接口301可以與直流充電站(未示出)的供電接口(或充電插頭)電耦接，DC/DC轉(zhuǎn)換器302可以把經(jīng)由充電接口301輸入的、來自直流充電站的輸入電壓降低，以得到輸出電壓。另外，DC/DC轉(zhuǎn)換器302還可以經(jīng)由電池接口303把輸出電壓提供給動力電池202，從而為動力電池202充電。

DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種轉(zhuǎn)變輸入的直流電壓以有效輸出直流電壓的電壓轉(zhuǎn)換器。常見的DC/DC轉(zhuǎn)換器可以大體分為三類：升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器、降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器以及升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。在本公開的上述實施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器302可以是一種降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。在本公開的另一個實施例中，DC/DC轉(zhuǎn)換器302還可以是升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器。

在忽略DC/DC轉(zhuǎn)換器302的功率損耗的情況下，可以認(rèn)為輸入DC/DC轉(zhuǎn)換器302的功率大致等于從DC/DC轉(zhuǎn)換器302輸出的功率。因此，當(dāng)DC/DC轉(zhuǎn)換器302的輸出電壓低于輸入電壓的情況下，從DC/DC轉(zhuǎn)換器302輸出的電流通常大于輸入DC/DC轉(zhuǎn)換器302的電流。

通過在車輛的動力電池202和直流充電站(未示出)之間增加該 充電裝置300，能夠?qū)碜灾绷鞒潆娬镜闹绷麟娏鬟M行放大，從而向動力電池202提供更大的充電電流。

圖4示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電方法的流程圖。

如圖4所示，首先，利用DC/DC轉(zhuǎn)換器把來自直流充電站的輸入電壓降低，以得到輸出電壓(步驟401)。例如，當(dāng)需要使用400V對動力電池進行充電時，可以從直流充電站輸出800V的直流電。經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，成為400V的輸出電壓。

然后，使用所述輸出電壓給車輛的電池充電(步驟402)。這樣，即使直流充電站能提供的電流存在上限，也能夠突破該限制，從而以更大的電流為車輛的電池充電。

圖10還示出了根據(jù)本公開的另一個實施例的充電方法的流程圖。

如圖10所示，首先，利用DC/DC轉(zhuǎn)換器把來自直流充電站的輸入電流增大，以得到輸出電流(步驟1001)。例如，當(dāng)需要使用500A的電流對動力電池進行充電時，可以從直流充電站輸出250A的直流電流。經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，成為500A的輸出電流。

然后，使用大小為500A的輸出電流給車輛的電池充電(步驟1002)。這樣，即使直流充電站能提供的電流存在上限，也能夠突破該限制，從而以更大的電流為車輛的電池充電。

下面還將結(jié)合具體實施例對本公開進行更詳細的解釋和說明。

圖5示出了根據(jù)本公開的一個實施例的包含充電裝置的車輛以及直流充電站的示意圖。如圖5所示，直流充電站510包含直流輸出裝置511和充電站控制器512。其中，直流輸出裝置511從AC電源541接收交流電，并且把直流電輸出給電動車輛500。作為充電站的電源，AC電源541例如是三相交流電。在中國，三相交流電根據(jù)接線方式的不同，能夠提供頻率為50Hz，電壓為220V或380V的交流輸入。在其它國家，也可以提供頻率為60Hz，電壓為110V的交流輸入等。

電動車輛500包含充電裝置520以及動力電池系統(tǒng)530。充電裝 置520可以包括充電接口521、DC/DC轉(zhuǎn)換器522、電池接口523以及充電裝置控制器524。動力電池系統(tǒng)530包含動力電池531以及電池控制器532。動力電池531通常可以包含多個可充電電池。在一個實施例中，這些可充電電池可以分成多個電池組，各個電池組之間采用串聯(lián)連接，而每個組內(nèi)部的各個可充電電池采用并聯(lián)連接的方式。當(dāng)然，根據(jù)使用的實際需要，動力電池內(nèi)的可充電電池可以采用任何合適的連接方式。

本公開所稱的可充電電池可以是鐵鋰電池，因為鐵鋰電池的電力更足，更安全，也更輕，所以目前的許多電動汽車上采用了鐵鋰電池。但是，本公開的可充電電池不限于鐵鋰電池，還可以是例如鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池或鉛酸蓄電池等。

當(dāng)需要為電動車輛500充電時，可以把充電裝置520的充電接口521連接到充電站510，使得充電接口521與直流輸出裝置511和充電站控制器512連接(DC+，DC-)。充電接口521接收來自直流輸出裝置511的直流電，并且把該直流電發(fā)送給DC/DC轉(zhuǎn)換器522。如上所述，DC/DC轉(zhuǎn)換器522可以降低該直流電的電壓并且增大電流。增大的電流通過電池接口523被提供給動力電池系統(tǒng)的動力電池531，從而對動力電池531充電。

另外，在一個示例中，充電裝置控制器524和充電站控制器512還可以通過充電接口521傳輸數(shù)據(jù)，充電裝置控制器524和電池控制器532可以通過電池接口523傳輸數(shù)據(jù)。在該實施例中，這種數(shù)據(jù)傳輸可以采用例如CAN總線(CANH、CANL)按照CAN協(xié)議進行。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，數(shù)據(jù)傳輸還可以采用其它任何協(xié)議或方式，并不限于CAN協(xié)議。

電池控制器532可以從動力電池531獲取電池的電池信息，例如電池的電壓、溫度、充電狀態(tài)等信息。另外，電池控制器可以根據(jù)這些電池信息生成電池充電需求，例如需要提供給動力電池的充電電壓和充電電流等。電池充電需求可以通過電池接口523被提供給充電裝置控制器524。

充電裝置控制器524可以通過電池接口523接收來自電池控制器532的電池充電需求。根據(jù)該電池充電需求，充電裝置控制器524可以控制DC/DC轉(zhuǎn)換器522，使得DC/DC轉(zhuǎn)換器522向電池接口523提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏?，從而為動力電?31中的可充電電池充電。

另一方面，充電裝置控制器524還可以根據(jù)來自電池控制器的電池充電需求，通過充電接口521向充電站控制器512發(fā)送信息，告知充電站510需要向充電接口521提供的電壓和電流大小。這樣，充電站控制器512可以控制直流輸出裝置511，按照來自充電裝置控制器524的信息向充電接口521提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏鳌?/p>

在圖5所示的實施例中，充電裝置控制器524和電池控制器532是分立的兩個器件。根據(jù)本公開的另一個實施例，充電裝置控制器524的全部或一部分功能可以由電池控制器532來執(zhí)行。本公開對此并沒有限制。

另外，根據(jù)本公開示例性實施例的控制器(例如圖5中的充電站控制器512、充電裝置控制器524、電池控制器532)可以采用很多形式，例如包括基于計算機的系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、微控制器、電子控制模塊(ECM)、電子控制單元(ECU)或任何其它的合適的控制類型電路或系統(tǒng)?？刂破鬟€可以包括一個或多個專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)以及邏輯電路，被配置為使控制器可以實現(xiàn)根據(jù)本公開的各種示例性實施例的功能。

在一種示例性實施例中，各個控制器可以包括以下部件(未圖示)中的一個或多個：存儲器；與存儲器操作性耦合的處理部件，諸如微控制器或微處理器；存儲設(shè)備；輸入輸出(I/O)接口；以及通信部件。

處理部件可以被配置為接收來自電動車輛100的車內(nèi)或車外的電子裝置的信號并處理該信號，以產(chǎn)生控制信號。處理部件可以進一步被配置為通過例如I/O接口來發(fā)送該控制信號，從而控制電動車輛或充電站的操作。在操作中，處理部件可以執(zhí)行存儲器和/或存儲設(shè)備中存儲的計算機指令。

存儲器和存儲設(shè)備分別可以包括任意適合的類型的存儲介質(zhì)。存儲器例如可以包括非暫時計算機可讀存儲介質(zhì)，其包含可由處理部件執(zhí)行的應(yīng)用或方法的指令。存儲器還可以存儲用于對電動車輛進行充電的數(shù)據(jù)，諸如下文將提到電池信息、電池充電需求、充電站最大輸出能力等。例如，該非暫時計算機可讀存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、閃存存儲器、存儲芯片(或集成電路)等。存儲設(shè)備可以包括易失性或非易失性、磁、半導(dǎo)體、光、可移除、不可移除或其他類型的存儲設(shè)備或計算機可讀介質(zhì)，以為控制器提供附加的存儲空間。

I/O接口可以包括允許控制器與其他系統(tǒng)和設(shè)備通信的一個或多個數(shù)字和/或模擬通信設(shè)備。例如，I/O接口可以接收來自充電站、充電裝置或電池控制器的信號并將信號傳送給處理部件進行進一步處理。I/O接口還可以接收來自處理部件的一個或多個控制信號，并將控制信號傳送到其它裝置或設(shè)備。

通信部件可以被配置為輔助控制器與其他設(shè)備(例如其它控制器)之間的有線或無線通信。通信部件可以基于一個或多個通信標(biāo)準(zhǔn)(例如WiFi、LTE、2G、3G、4G、5G等)接入無線網(wǎng)絡(luò)。在一個示例性實施例中，通信部件可以包括近場通信(NFC)模塊以輔助控制器與其他設(shè)備之間的短距離通信。在另一示例性實施例中，通信部件可以被實施為基于射頻識別(RFID)技術(shù)、紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)技術(shù)、超寬帶(UWB)技術(shù)、藍牙(BT)技術(shù)或其他技術(shù)。

圖6示出了使用圖5所示的充電裝置為動力電池充電的流程圖。

如圖6所示，在充電站物理連接到電動車輛后，進入充電準(zhǔn)備階段。在該階段，充電站可以把充電站最大輸出能力(例如，最大輸出電壓、最大輸出電流、最大輸出功率等)提供給充電裝置(步驟601)。

然后，充電裝置520的充電裝置控制器524根據(jù)DC/DC轉(zhuǎn)換器522的參數(shù)和充電站510的最大輸出能力得到充電裝置520的最大輸 出能力(例如最大輸出電壓、最大輸出電流、最大輸出功率等)，并且把充電裝置520的最大輸出能力提供給動力電池系統(tǒng)(步驟602)。

另外，動力電池系統(tǒng)可以把電池充電參數(shù)提供給充電裝置520(步驟603)。這里，電池充電參數(shù)可以是例如以下參數(shù)中的一項或多項：單體動力蓄電池最高允許充電電壓、最高允許充電電流、動力蓄電池標(biāo)稱總能量、最高允許充電總電壓、最高允許溫度、整車動力蓄電池荷電狀態(tài)、以及整車動力蓄電池當(dāng)前電池電壓等。

充電裝置520還可以把電池充電參數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給充電站510(步驟604)。

至此，動力電池的充電準(zhǔn)備階段結(jié)束，進入充電階段。

在充電階段，動力電池系統(tǒng)530向充電裝置520發(fā)送電池充電需求(步驟605)。這里的充電需求可以包括例如電壓需求、電流需求以及充電模式(比如恒壓充電或恒流充電等)。由于充電過程中，電池的電壓以及內(nèi)阻都在不斷變化，因此電壓需求和電流需求也可能實時變化。在一些實施例中，充電需求可以實時發(fā)送給充電裝置，例如可以按照一定的周期(例如50ms、100ms、200ms、250ms等)進行發(fā)送。

充電裝置520中的充電裝置控制器524可以根據(jù)電池充電需求、充電站510最大輸出能力、充電裝置520的DC/DC轉(zhuǎn)換器522的參數(shù)來確定：充電站510的輸出電壓和電流、DC/DC轉(zhuǎn)換器522的輸入電壓(即充電站510的輸出電壓)和輸出電壓的比值(即變壓比)等。

另外，充電裝置控制器524可以把所確定的充電站510的輸出電壓和電流等作為充電裝置需求發(fā)送給充電站510(步驟606)。

充電站510根據(jù)來自充電裝置520的充電裝置需求，向充電裝置520提供指定的電壓和電流(步驟607)。例如，在圖5所示的示例中，指定的電壓和電流經(jīng)由充電接口521被提供給充電裝置520中的DC/DC轉(zhuǎn)換器522。

然后，DC/DC轉(zhuǎn)換器522按照充電裝置控制器524指定的比值對輸入的電壓進行轉(zhuǎn)換，從而得到對動力電池531充電所需的電壓和電流。接著，DC/DC轉(zhuǎn)換器522通過例如電池接口523把經(jīng)過轉(zhuǎn)換的電壓和電流提供給動力電池系統(tǒng)530(步驟608)。從而，動力電池531被逐漸充電。

當(dāng)動力電池531充滿后，將向充電裝置520發(fā)送充電結(jié)束信號(步驟609)。充電裝置控制器524接收到該充電結(jié)束信號后，向充電站510發(fā)送停止供電的指令(步驟610)，使得充電站510停止輸出電壓和電流。

在一個更具體的示例中，動力電池531例如需要在大約300V電壓下以大約500A的恒定電流進行充電，這樣，充電功率大約為150KW。直流充電站雖然能夠提供高達例如210KW的充電功率，但是出于例如安全方面(比如充電接口的發(fā)熱)的考慮，直流充電站的最大輸出電流被限制在例如250A。如果由直流充電站直接為電動車輛的動力電池系統(tǒng)提供電力，則不能滿足500A的電流需求，只能按照最大約250A的電流進行充電，導(dǎo)致充電時間被延長。

在本公開的上述實施例中，直流充電站510和動力電池系統(tǒng)530之間增加了充電裝置520。由于充電裝置520的DC/DC轉(zhuǎn)換器522是例如能夠降低電壓的降壓型轉(zhuǎn)換器，因此，當(dāng)例如動力電池系統(tǒng)530給出300V、500A的電池充電需求時，充電裝置520的控制器可以向充電站510發(fā)送充電裝置需求，該充電裝置需求可以是例如請求充電站510提供600V、250A的電力。由充電裝置中的DC/DC轉(zhuǎn)換器對來自充電站的600V電壓進行降壓，得到300V的輸出電壓，從而按照500A對動力電池531充電。這樣，在充電站510只需要按照250A電流提供電力的情況下，可以滿足動力電池的500A充電電流的充電需求。

充電站510設(shè)置輸出電流的上限值是基于多種因素的。其中一個原因是防止充電接口過熱燒毀。充電接口的發(fā)熱通常取決于電流大小和接觸電阻。對于充電站的充電插頭而言，充電插頭需要經(jīng)常插拔。 隨著充電插頭的磨損和氧化等原因，接觸電阻會逐漸增加。另外，每次插入充電插頭，由于插入力度、角度等因素，形成的接觸電阻都可能不同。因此，為了確保安全，避免充電接口燒毀等事故，充電站不能提供特別高的充電電流。

在本公開中，由于充電裝置安裝在車輛中，所以充電裝置的電池接口可以與車輛的動力電池系統(tǒng)采用固定連接，例如通過焊接、螺絲固定等方式，把充電裝置的輸出電流通過導(dǎo)線提供給動力電池系統(tǒng)。這種固定連接能夠提供更低的接觸電阻、連接更加牢固可靠。因此，在避免過熱的情況下，能夠承受更大的電流。

圖7示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。如圖7所示，該實施例與圖5所示的實施例區(qū)別在于：在充電裝置的充電接口521中設(shè)置了溫度傳感器725，以及在電池接口523中設(shè)置了溫度傳感器726。

通過溫度傳感器725和726，充電裝置控制器524可以例如實時監(jiān)控充電接口521和電池接口523的溫度。當(dāng)充電過程中感測到例如充電接口521的溫度或者電池接口的溫度超過預(yù)定溫度值時，充電裝置控制器524可以使DC/DC轉(zhuǎn)換器停止工作。例如，充電裝置控制器524可以向充電站發(fā)送指令，使得從充電站輸出的電壓和電流降低至零或者低于一個預(yù)定值。

在另一種可選方案中，當(dāng)充電過程中感測到充電接口521的溫度超過預(yù)定溫度值時，充電裝置控制器524可以向充電站510發(fā)送指令，使得充電站510輸出的電壓進一步升高。同時，充電裝置控制器524還命令DC/DC轉(zhuǎn)換器522改變變壓比，使得輸入電壓和輸出電壓的比值進一步增大。這樣，對于動力電池531而言，雖然充電站的輸出電壓升高，但是由于DC/DC轉(zhuǎn)換器522的變壓比隨之改變，從而動力電池531的充電電壓和充電電流基本不變。對于充電裝置520的充電接口521而言，由于動力電池531的充電電壓和充電電流基本不變(即動力電池531的充電功率基本沒有變化)，隨著來自充電站510的電壓升高，來自充電站510的電流減小，從而降低了充電接口 的發(fā)熱量。這樣，溫度傳感器725感測到的溫度可以被降低。這種方式的優(yōu)點是可以在保證安全的情況下持續(xù)對動力電池進行充電，而不會中斷充電過程。

在圖7所示的實施例中，在充電裝置520的充電接口521和電池接口523中都設(shè)置了溫度傳感器。作為替換的示例，可以只在充電接口521或者電池接口523之一中設(shè)置溫度傳感器?？商鎿Q地，溫度傳感器可以設(shè)置在充電接口附近或者電池接口附近，而不必設(shè)置在接口內(nèi)部。

圖8示出了根據(jù)本公開的一個實施例的充電裝置的示意圖。如圖8所示，在充電站510中還可以設(shè)置有輔助電源813，該輔助電源813可以通過充電接口521向充電裝置控制器524供電(A+，A-)。這樣，充電裝置控制器524不需要消耗動力電池531的電力，從而能夠更快地使動力電池充滿電。由于輔助電源813不需要為動力電池充電，因此輔助電源813可以是低壓直流電源，例如輔助電源813的電壓可以為5V、12V或20V等。

在根據(jù)本公開的一個實施例中，充電裝置還可以包括連接檢測器，用于確定該充電裝置要與直流充電站斷開連接。圖9示出了根據(jù)本公開的一個實施例的包含這種連接檢測器的充電裝置的示意圖。

如圖9所示，充電裝置520中還設(shè)置有連接檢測器928。在一個實施例中，該連接檢測器可以是例如電壓檢測器，用于對檢測點2處的電壓進行檢測。在圖9的示例中，在線路CC2上串聯(lián)有電阻R3和R5，電阻R3位于充電站510內(nèi)，電阻R5位于充電裝置520內(nèi)，線路CC2的一端在充電站510中連接到地線GND，另一端在充電裝置520中被施加恒定電壓U2。如圖所示，檢測點2設(shè)置在充電裝置內(nèi)，位于電阻R3和電阻R5之間。

按照圖9所示的布置方式，當(dāng)充電站510與車輛的充電裝置520斷開連接時，線路CC2被中斷。連接檢測器928檢測到檢測點2處的電壓發(fā)生變化，充電裝置控制器524根據(jù)檢測點2處的電壓變化確定充電站510與車輛的充電裝置520斷開連接。

另外，在線路CC1上，電阻R2和R4并聯(lián)后再與電阻R1串聯(lián)，電阻R1和R2位于充電站510內(nèi)，電阻R4位于充電裝置520內(nèi)。線路CC1上的檢測點1設(shè)置在充電站510內(nèi)。另外，電阻R2和R4并聯(lián)在地線GND和檢測點1之間，對線路CC1的一端施加電壓U1。另外，電阻R2還串聯(lián)有開關(guān)K1。

利用線路CC1上的這些器件，充電站510在與充電裝置520實際斷開連接之前就能夠提前知道兩者將要斷開連接。例如，在一個示例中，充電站520具有與充電站520永久連接在一起的充電電纜和充電插頭(未示出)。在充電插頭與充電裝置520的充電接口521連接時，出于安全考慮，常常采用鎖定裝置(未示出)鎖定該連接，防止充電過程中充電插頭與充電接口521意外斷開。

在充電插頭上可以設(shè)置有解鎖按鈕。當(dāng)充電結(jié)束或充電過程中需要拔下充電插頭時，需要先按下解鎖按鈕。當(dāng)按下解鎖按鈕后，如圖9所示的開關(guān)K1將被斷開。這樣，線路CC1變成了只有電阻R1和R4串聯(lián)，導(dǎo)致檢測點1的電壓發(fā)生變化。充電站控制器512能夠檢測到這種電壓變化，并且根據(jù)該電壓變化可以確定解鎖按鈕已被按下。這意味著充電站的充電插頭將要與車輛的充電接口斷開連接。在一個可選實施例中，充電站控制器512還可以進一步通過例如CAN總線(CANH和CANL)向充電裝置控制器524發(fā)送消息，以告知充電插頭將要與充電接口521斷開連接。

另外，在圖9所示的示例中，充電站510還能夠檢測到充電插頭與充電接口實際已經(jīng)斷開。例如，當(dāng)充電插頭從充電接口拔出后，電阻R4也從線路CC1斷開。這樣，檢測點1處的電壓將再次發(fā)生變化。充電站控制器512根據(jù)該電壓變化能夠確定充電插頭已經(jīng)與充電接口521斷開連接。在一個實施例中，充電站控制器512還可以向充電裝置控制器524發(fā)送消息，告知充電插頭與充電接口521已經(jīng)斷開連接。

在圖9的示例中，電壓U1可以為例如12V、20V等的直流電壓，并且可以由例如充電站510中的輔助電源等提供。電壓U2也可 以為例如12V、20V等的直流電壓，并且可以由例如車載12V蓄電池來提供。當(dāng)然，電壓U2還可以由其它的電源來提供。例如，電壓U2還可以通過充電站中的輔助電源來供電。在一些實施例中，還可以在充電站和/或充電裝置中設(shè)置穩(wěn)壓器，從而保持電壓U1和U2的穩(wěn)定。

應(yīng)當(dāng)理解，圖9只是示出了一種檢測充電站和充電裝置的連接的示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)圖9的教導(dǎo)和啟示，還可以采用其它方式對充電站和充電裝置的連接進行檢測。

例如，在本公開的另一個實施例中，充電站可以具有充電插座，而電動車輛具有與車輛永久連接在一起的插頭。在又一個實施例中，可以采用具有車輛插頭和充電站插頭的獨立的活動電纜。

上面結(jié)合圖1至圖9詳細描述了根據(jù)本公開的充電裝置和充電方法。雖然在圖1-圖9的示例中，始終以電動車輛作為示例。但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開的充電裝置可以適于任何形式的電動移動體，例如電動輪椅、電動車輛、電動船舶、電動飛行器等。另外，本公開的充電裝置還可以適用于需要使用大電流對電池充電的任何設(shè)備，而不限于電動移動體。

依據(jù)以上教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，在不脫離本公開的精神的情況下，可用除了所描述方式之外的許多不同方式來實施本公開的設(shè)備和方法。因此，應(yīng)該依據(jù)隨附權(quán)利要求書及其法律等同物來判斷本公開的范圍。