本發(fā)明總體上涉及高壓電池充電器和用于操作這種充電器的方法。

背景技術(shù)：

電動(dòng)和混合動(dòng)力電動(dòng)車輛包括用于存儲(chǔ)電能的可再生能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(“ress”)，通常簡稱為電池。通常期望在車輛不工作時(shí)用電池充電器對電池充電，例如在車庫或停車場中時(shí)。不幸的是，當(dāng)診斷出電池充電器中的故障時(shí)，充電器可能會(huì)簡單地關(guān)閉，即停止向電池提供電功率。因此，這可能給予車輛的駕駛員比預(yù)期和/或期望更少的充電。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，操作高壓電池充電器的方法包括計(jì)算高壓電池充電器的效率。將計(jì)算的效率與第一閾值進(jìn)行比較。該方法還包括響應(yīng)于計(jì)算的效率小于第一效率閾值而以信號(hào)表示故障。該方法還包括將計(jì)算的效率與第二效率閾值進(jìn)行比較。響應(yīng)于計(jì)算的效率小于第二效率閾值而阻止充電。

在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，操作高壓電池充電器的方法包括計(jì)算高壓電池充電器的效率。將計(jì)算的效率與第一閾值進(jìn)行比較。該方法還包括響應(yīng)于計(jì)算的效率小于第一效率閾值而以信號(hào)表示故障。該方法還包括基于多個(gè)計(jì)算的效率計(jì)算高壓電池充電器的平均效率。將平均效率與第二效率閾值進(jìn)行比較。該方法還包括響應(yīng)于平均效率小于第二效率閾值而阻止充電。

在示例性實(shí)施例中，高壓電池充電器包括至少一個(gè)輸入端子，用于接收至少一個(gè)交流電(“ac”)輸入。高壓電池充電器還包括至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器，該功率轉(zhuǎn)換器電連接到該至少一個(gè)輸入端子，用于將ac輸入轉(zhuǎn)換為直流電(“dc”)輸出。高壓電池充電器還包括至少一個(gè)輸出端子，該至少一個(gè)輸出端子電連接到至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器，用于接收dc輸出?？刂破髋c至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器通信。控制器被配置為計(jì)算高壓電池充電器的效率，將計(jì)算的效率與第一閾值進(jìn)行比較，響應(yīng)于計(jì)算的效率小于第一效率閾值而以信號(hào)表示故障，基于多個(gè)計(jì)算的效率來計(jì)算高壓電池充電器的平均效率，并將該平均效率與第二效率閾值進(jìn)行比較?？刂破鬟€被配置為響應(yīng)于平均效率小于第二效率閾值而阻止dc輸出被傳遞到至少一個(gè)輸出端子。

從下文結(jié)合附圖對用于執(zhí)行本教導(dǎo)的最佳模式的詳細(xì)描述中，本教導(dǎo)的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的高壓電池充電器的電路示意框圖；

圖2是示出了根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的操作高電壓電池充電器的方法的流程圖；以及

圖3是示出了根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的操作高電壓電池充電器的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，例如“上方”，“下方”，“向上”，“向下”，“頂部”，“底部”等術(shù)語描述性地用于附圖，并且不表示對本發(fā)明范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。此外，本教導(dǎo)可以在本文中按照功能和/或邏輯塊組件和/或各種處理步驟進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這樣的塊組件可以包括被配置為執(zhí)行指定功能的任何數(shù)量的硬件，軟件和/或固件組件。

參考附圖，其中在整個(gè)的多個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，這里示出和描述了高壓電池充電器100和操作方法200。

如圖1所示，高壓電池充電器100包括至少一個(gè)輸入端子102。至少一個(gè)輸入端子102被配置為接收具有交流電(“ac”)的電功率。ac功率可以例如由電力公司，獨(dú)立的發(fā)電機(jī)或其它源提供。在示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)輸入端子102以一對輸入端子102來實(shí)現(xiàn)，其中每個(gè)輸入端子102被配置為接收不同相位的ac功率。然而，應(yīng)當(dāng)理解，高壓電池充電器可以被配置為接收一個(gè)或三個(gè)相位的ac功率。

高壓電池充電器100包括至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104。該至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104電連接到至少一個(gè)輸入端子102。至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104被配置為將ac功率轉(zhuǎn)換為直流(“dc”)功率。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，該至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104可以包括各種電和/或電子電路，例如，逆變器(未示出)，以將ac功率轉(zhuǎn)換為dc功率。

高壓電池充電器100還包括至少一個(gè)輸出端子106，該至少一個(gè)輸出端子106電連接到至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104。在示例性實(shí)施例中，車輛108可以電連接到至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104，從而由至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104提供的dc功率可以被傳送至車輛108。更具體地，在示例性實(shí)施例中，車輛108包括電連接到至少一個(gè)輸出端子106的電池110。

高壓電池充電器100還可以包括開關(guān)112，其電連接在至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104和至少一個(gè)輸出端子106之間。開關(guān)112可以選擇性地?cái)嚅_和/或閉合，從而阻止和/或允許dc功率在至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104和至少一個(gè)輸出端子106之間流動(dòng)。開關(guān)112可以是機(jī)械驅(qū)動(dòng)的，例如接觸器或繼電器，或者可以是固態(tài)器件，例如功率晶體管。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解用于實(shí)現(xiàn)開關(guān)112的多種技術(shù)。

高壓電池充電器100還包括控制器114。控制器114可以包括處理器(未示出)和存儲(chǔ)器(未示出)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，處理器能夠執(zhí)行指令，執(zhí)行計(jì)算和/或以其他方式處理數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，處理器和存儲(chǔ)器可以是單獨(dú)的組件或集成在一起。此外，處理器和/或存儲(chǔ)器可以設(shè)置在高壓電池充電器100的實(shí)體限制之外。例如，處理器和/或存儲(chǔ)器可以遠(yuǎn)程設(shè)置，例如“云計(jì)算”。

控制器114與至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104通信。因此，數(shù)據(jù)可以從至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104傳輸?shù)娇刂破?14。此外，控制器114可以控制至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104的各方面?？刂破?14還可以與開關(guān)112通信。因此，控制器114可以控制開關(guān)112的操作，因此控制dc功率是否從至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104流到輸出端子106。

高壓電池充電器100可以包括用于感測電特性的一個(gè)或多個(gè)傳感器116。例如，一個(gè)或多個(gè)傳感器116可以感測流過輸入端子102和/或出口端子106的電流、電壓和/或功率。

示例性實(shí)施例的控制器114被配置為執(zhí)行下面描述的方法200的步驟。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以利用其他計(jì)算機(jī)和/或硬件配置來實(shí)現(xiàn)方法200。

現(xiàn)在參考圖2，方法200包括，在202處，計(jì)算高壓電池充電器100的效率。效率可以通過將高壓電池充電器100的輸出功率除以輸入功率來確定。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出功率和輸入功率可以由一個(gè)或多個(gè)傳感器116獲得。在另一個(gè)實(shí)施例中，輸出功率和/或輸入功率可以由控制器114估計(jì)。例如，可以使用來自車輛108和/或電池110的數(shù)據(jù)、查詢表、溫度、已知電阻和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其他因素來估計(jì)輸出功率和/或輸入功率。

方法200還包括，在204處，將計(jì)算的效率與第一閾值效率值進(jìn)行比較。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一效率閾值約為67％，即0.67。當(dāng)然，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，第一效率閾值可以被設(shè)置為其他值。

如果計(jì)算的效率大于或等于第一閾值，則方法200不采取特定動(dòng)作。也就是說，高壓電池充電器100通過將ac功率轉(zhuǎn)換為提供給輸出端子106的dc功率而正常地操作。簡單地說，高壓電池充電器繼續(xù)充電，如在205處所示。計(jì)算高壓電池充電器100的效率并將計(jì)算的效率與第一閾值效率值進(jìn)行比較的步驟202、204可以重復(fù)。也就是說，可以連續(xù)地監(jiān)測高壓電池充電器100，以確保效率保持在第一效率閾值處或高于第一效率閾值。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，計(jì)算高壓電池充電器100的效率，即步驟202，也可以在其它時(shí)間執(zhí)行。

如果計(jì)算的效率小于第一效率閾值，則方法200在206處連續(xù)以信號(hào)表示故障。在一個(gè)實(shí)施例中，高壓電池充電器100可以向車輛108發(fā)送錯(cuò)誤信號(hào)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，接收到故障信號(hào)的車輛108然后可以設(shè)置診斷故障代碼(“dtc”)和/或點(diǎn)亮故障指示燈(“mil”)。同樣如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，車輛108還可以在顯示屏(未示出)上顯示故障。此外，高壓電池充電器100可以包括指示燈(未示出)和/或顯示屏(未示出)，用于以信號(hào)表示故障。

在一個(gè)實(shí)施例中，方法200包括，在208處，將計(jì)算的效率與第二效率閾值進(jìn)行比較。在示例性實(shí)施例中，第二效率閾值小于第一效率閾值。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第二效率閾值約為20％，即0.2。當(dāng)然，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，第二效率閾值可以被設(shè)置為其他值。

如果計(jì)算的效率小于第二效率閾值，則方法200在210處連續(xù)地阻止高壓電池充電器100的充電。也就是說，響應(yīng)于所計(jì)算的效率小于第二效率閾值，則阻止通過輸出端子106供應(yīng)dc功率。例如，開關(guān)112可以斷開以將輸出端子106與至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104隔離。

如果計(jì)算的效率大于或等于第二效率閾值，則高壓電池充電器100將繼續(xù)提供dc輸出功率以對例如電池110充電。因此，即使當(dāng)效率下降到低于第一效率閾值時(shí)，指示高壓電池充電器100的問題，只要效率大于或等于第二效率閾值，充電器100就繼續(xù)提供dc輸出功率。換句話說，高壓電池充電器100響應(yīng)于計(jì)算的效率大于或等于第一效率閾值和第二效率閾值而提供輸出功率。因此，即使高壓電池充電器100可能出現(xiàn)問題，車輛108也可被充電。

在如圖3示出的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法200還包括，在300處，基于多個(gè)計(jì)算的效率計(jì)算高壓電池充電器100的平均效率。如上所述，在高壓電池充電器100的周期性診斷檢查中，可以多次計(jì)算效率。在該實(shí)施例中，多個(gè)效率計(jì)算值被加在一起。然后，通過將總的多個(gè)效率計(jì)算值除以效率計(jì)算值的數(shù)量來計(jì)算平均效率。

仍然參考圖3，該實(shí)施例的方法200包括，在302處，將平均效率與第二效率閾值進(jìn)行比較。如果平均效率小于第二效率閾值，則方法200在210處連續(xù)地阻止高壓電池充電器100的充電。也就是說，響應(yīng)于平均效率小于第二效率閾值，則阻止dc功率到達(dá)輸出端子106。例如，開關(guān)112可以斷開以將輸出端子106與至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104隔離。

通過利用平均效率，在效率計(jì)算只是瞬時(shí)變化的情況下，圖3中示出的電路有利地不關(guān)閉提供至輸出端子106的dc功率。

參考圖2或3，方法200還可以包括，在212處，確定高壓電池充電器100的輸出功率。在一個(gè)實(shí)施例中，確定輸出功率可以利用鄰近輸出端子106設(shè)置的傳感器116來實(shí)現(xiàn)。方法200還可以包括，在214處，將輸出功率與閾值功率值進(jìn)行比較。在示例性實(shí)施例中，閾值功率值是向電池110提供充電所需的dc功率的最小量。因此，閾值功率值可以取決于電池110和車輛108的特定電性能和/或配置。

如果輸出功率小于閾值功率值，則方法200在210處連續(xù)地阻止高壓電池充電器100的充電。也就是說，響應(yīng)于dc輸出功率小于閾值功率值，則阻止dc功率到達(dá)輸出端子106。例如，開關(guān)112可以斷開以將輸出端子106與至少一個(gè)功率轉(zhuǎn)換器104隔離。

除了效率之外，通過監(jiān)測輸出功率，方法200利用另一種技術(shù)來確定高壓電池充電器100是否能夠向車輛108的電池110提供足夠的dc功率以逐漸地對電池110充電。

詳細(xì)描述以及圖形或附圖是對本發(fā)明的支持和描述，但是本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求限定。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于執(zhí)行所要求保護(hù)的教導(dǎo)的一些最佳模式和其他實(shí)施例，但是存在用于實(shí)踐在所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。