專利名稱：一種電池充電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池充電器，更具體地說，涉及一種應(yīng)用于機動車輛的電池充電器。
背景技術(shù)：
電力電纜是通常與護層保持在一起的兩個或更多個導電體的組裝件。該組裝件可 用于傳輸電力?？梢砸岳缃ㄖ飪?nèi)、埋在地下、架布空中或暴露的固定配線方式來安裝電 力電纜。柔性的電力電纜可用于便攜式設(shè)備、移動工具和機器。電纜可包括三個主要部件導體、絕緣體和護套。各種電纜的組成可以根據(jù)用途變 化。構(gòu)造和材料可以由工作電壓、載電流容量和環(huán)境條件確定。電力電纜可使用絞成股的銅或鋁導體。一些電力電纜可使用固體導體。電纜可包 括用于電路中性或接地連接的無絕緣導體。整個組裝件可以是圓形的或扁平的?？梢詫⒉粚щ娞畛淅|股添加到組裝件以保持 組裝件的形狀。用于架空或豎直使用的特定用途的電力電纜可具有附加的諸如鋼或凱夫拉 (Kevlar)結(jié)構(gòu)支撐物的元件。普通類型的一般用途電纜由國家和/或國際規(guī)定來管理。這些規(guī)定限定了可組成 電纜的各種合金線、電纜的絕緣類型和包括電纜抵抗化學物質(zhì)和日光的特性的多種特性。常用的電力電纜可包含用于接地的無絕緣裸線。三腳電源插座和插頭線需要地 線。延伸電纜通常具有被絕緣的接地線。R0MEX是一種由帶有非金屬塑料套的固體銅線和裸接地線制成的電纜，所述非 金屬塑料套包含蠟紙，蠟紙包裹內(nèi)部的至少一對600伏THWN塑料絕緣引入線(service wires)組。從而，普通的R0MEX電纜可具有三條線中性線(著成白色)、向負載提供電力 的線(著成黑色)和裸接地線。另一種普通的R0MEX變體具有白色標示的中性線、兩相線(第一導體(黑色)和 第二導體(通常為紅色))，以及無絕緣的銅接地線。這種類型一般可用于公共的或共用的 照明布置的多路開關(guān)場所，諸如用于位于走廊的任一端處的開關(guān)或用于上層和下層的用于 樓梯照明的開關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實施例提供了一種電池充電器，所述電池充電器能夠從包括火線 和回線的配電線路接收電力并將所述電力傳輸?shù)诫姵?，所述電池充電器包括監(jiān)控電路，被 構(gòu)造為在電池充電器處測量配電線路的輸出電流和輸出電壓，并被構(gòu)造為基于輸出電流和 輸出電壓中的至少一個的變化來確定火線和回線中的至少一個的溫度變化。一種用于監(jiān)控具有火線和回線的配電線路的溫度變化的方法包括在電連接到配 電線路的負載的輸入處測量配電線路的輸出電流和輸出電壓；基于輸出電流和輸出電壓中 的至少一個的變化來確定火線和回線中的至少一個的溫度變化。
一種具有電力存儲單元的機動車輛包括能夠被電連接在配電線路和電力存儲單 元之間的監(jiān)控電路，所述電力存儲單元能夠從具有火線和回線的配電線路接收電力。監(jiān)控 電路被構(gòu)造為測量配電線路的輸出電流和輸出電壓并基于輸出電流和輸出電壓中的至少 一個的變化來確定火線和回線中的至少一個的溫度變化。一種電池充電器包括監(jiān)控電路，所述電池充電器能夠從具有火線和回線配電線路 接收電力，并能夠?qū)㈦娏鬏數(shù)诫姵?。監(jiān)控電路被構(gòu)造為在電池充電器處測量配電線路的 輸出電流和輸出電壓，并基于輸出電流和輸出電壓中的至少一個的變化來確定火線和回線 中的至少一個的溫度變化。一種用于監(jiān)控具有火線和回線的配電線路的溫度變化的方法包括在電連接到配 電線路的負載的輸入處測量配電線路的輸出電流或輸出電壓；測量負載的輸入電流和輸入 電壓；基于輸出電流、輸出電壓、輸入電流和輸入電壓中的至少一個的變化來確定火線和回 線中的至少一條線的溫度變化。盡管示出并公開了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，但是這樣的公開不應(yīng)被解釋為用 來限制本發(fā)明。預(yù)計在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可做出各種修改和選擇性的設(shè)計。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的機動車輛的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的電池充電器的示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)在參照圖1，機動車輛10的實施例(如，混合動力的、電動的等)包括牽引用電 池12、電機13、電池充電器14和底盤15。如普通技術(shù)人員所明白的，牽引用電池12可經(jīng)電 機13為車輛10提供動力。電池充電器14可包括一對線圈16和18、橋式整流器20、晶體管22、二極管24和 電感器26。如普通技術(shù)人員所明白的，晶體管22、二極管24和電感器26形成降壓調(diào)節(jié)器 27 (buck regulator)，并且可用降壓調(diào)節(jié)器27來調(diào)節(jié)從橋式整流器20到牽引用電池12的 電流。線圈18包括火線端子28和回線端子30?？山?jīng)電力電纜34將線圈18與電插座 32電連接。圖1中的電插座32是120V的墻壁插座。在其它的實施例中，電插座32可以 是240V的墻壁插座、多相墻壁插座等。如本領(lǐng)域公知的，線圈16和線圈18的匝數(shù)比可取 決于與電池12和插座32相關(guān)的電壓?？赏ㄟ^橋式整流器20、晶體管22和電感器26將線圈16與牽引用電池12電連接。 如本領(lǐng)域公知的，橋式整流器20(或二極管電橋)可以是四個二極管以橋式構(gòu)造布置。這 種布置可對任何極性的輸入電壓提供相同極性的輸出電壓。在本實施例中，橋式整流器20 將交流輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鬏敵?。電力電纜34包括火線(power line) 36、回線(return line) 38和地線 (groundline)40o火線36與火線端子28電連接。回線38與回線端子30電連接。地線40 與底盤15電連接。在圖1的實施例中，火線36將來自插座32的電流傳送到線圈18，回線 38將來自線圈18的電流傳送到插座32。
電池充電器14還可包括微處理器42、電流傳感器44、45和電壓傳感器46、47。微 處理器接收來自電流傳感器44、45的電流信息和來自電壓傳感器46、47的電壓信息。在圖 1的實施例中，電流傳感器44感測通過線圈18和回線端子30的電流，電壓傳感器46感測 回線端子30和地線40之間的電壓。電流傳感器45感測牽引用電池12的電流，電壓傳感 器47感測牽引用電池12的電壓。然而，其它的布置也是可能的。作為示例，可將電壓傳感 器46設(shè)置成感測火線端子28和回線端子30之間的電壓。作為另一示例，可將電流傳感器 44和/或電壓傳感器46設(shè)置成感測橋式整流器20和晶體管22之間的電流和/或電壓。 也可考慮其它的構(gòu)造。微處理器42可基于例如電流傳感器44測量的電流和電壓傳感器46測量的電壓 確定火線36和/或回線38的溫度變化。具有電阻溫度系數(shù)a的導線的瞬時電阻R可以 與火線36和/或回線38的溫度變化AT具有以下關(guān)系R = Ri(l+a AT)(1)或
紅=生(2)
aR
其中，氏為導線的初始電阻。使用電壓和電流，式(2)可被改寫為
n
AT =
(VV；]N[rh)UJ[VI,\If 1-1—\V,I/V a
(3)
a)
(4)或AT-其中，I和V是分別由傳感器44和46測量的瞬時電流和瞬時電壓，L和\是分 別由傳感器44和46測量的初始電流和初始電壓?；谑?4)，微處理器42可基于電流傳 感器44測量的電流和電壓傳感器46測量的電壓確定火線36和/或回線38的溫度變化。 在其它實施例中，電池充電器14可以以已知的方式控制通過電池充電器14的電流以保持 電流基本恒定。因此，微處理器42可僅基于電壓傳感器46測量的電壓確定火線36和/或 回線38的溫度變化。在又一其它實施例中，微處理器42可基于在火線端子28和回線端子 30之間測量的電壓確定火線36和/或回線38的溫度變化。如普通技術(shù)人員明白的(使用上述符號)，R = Vln —Vln ‘(5)
‘ 21和R = Vln — Vln+(6)
21其中，VM是恰好在電流開始通過電池充電器14之前火線端子28和回線端子30 之間的瞬時電壓，VLNi+是恰好在電流開始通過電池充電器14之后火線端子28和回線端子 30之間的瞬時電壓，VLN+是在電流開始通過電池充電器14之后的任一時刻火線端子28和 回線端子30之間的瞬時電壓，VNG-是恰好在電流開始通過電池充電器14之前回線端子30 和地線40之間的瞬時電壓，VNM+是恰好在電流開始通過電池充電器14之后回線端子30和
5 因此，基于式(7)，微處理器42可基于在火線端子28和回線端子30之間測量的電 壓來確定火線36和/或回線38的溫度變化?？蛇x地，可以以任何適合的方式確定火線36和/或回線38的溫度或溫度變化。 例如，與微處理器42通信并與火線36和/或回線38連接的溫度傳感器(如惠斯登電橋 (ffheatstone bridge)、二極管結(jié)(diode junction)等)可檢測火線36和/或回線38的 溫度并將所述溫度傳給微處理器42。微處理器42可接通和斷開晶體管22以控制流向牽引用電池12的電流。因此，微 處理器42可經(jīng)晶體管22來控制通過火線36和/或回線38的電流。輸入到線圈18中的功率Pin等于線圈16輸出的功率P。ut (假設(shè)損耗極小)Pin = P。ut(8)使用電壓和電流，式(9)可改寫為(IrfflS VrJCos0 = IBAT VBAT(9)其中，IrfflS和V s分別為流至線圈18的均方根電流和線圈18的均方根電壓，IBAT 和VBAT是牽引用電池12的電流和牽引用電池12的電壓(分別由傳感器45、47測量的電流 和電壓)，9是1_和1 之間的相角。(如普通技術(shù)人員所明白的，在帶有整功率因數(shù)校 正的系統(tǒng)中Cos 0通常等于1。)假設(shè)V s和VBAT基本恒定，根據(jù)式(9)，IBAT的變化將導致 IrfflS的變化。即，降低晶體管22的占空比(duty cycle)來減小IBAT將減小I s。(因此，微 處理器42也可基于電流傳感器44、45測量的電流和電壓傳感器47測量的電壓確定火線36 和/或回線38的溫度變化。例如，可變換式(9)以解得VMS并將式(9)帶入式(7)。)為了保持火線36和/或回線38的溫度在期望的范圍內(nèi)，當火線36和/或回線38 的溫度和/或溫度變化開始達到所述范圍的上限時，微處理器42可以以已知的方式開始運 行晶體管22。例如，如果火線36和/或回線38的溫度超過35°C，則微處理器42可開始運 行晶體管22以減小電流?？蛇x地，如果火線36和/或回線38的溫度變化在所述范圍的上 限的7°C之內(nèi)，則微處理器42可開始運行晶體管22以減小電流。通過微處理器42對圖2 所示電路的調(diào)控可以調(diào)節(jié)火線36和/或回線38的溫度，從而保持火線36和/或回線38 的溫度在期望的范圍內(nèi)。然而，可以使用任何合適的控制方案。如所示出的，充電器14與車輛10 —體地形成。然而，在其它實施例中，充電器14 可與車輛10分開。例如，充電器14可以是可插入到電插座32和車輛10的獨立的單元。其 它的布置也是可能的?，F(xiàn)在參照圖2，標號與圖1中的元件標號差100的元件的描述與圖1中的用標號表 示的元件的描述類似(盡管不是必然相同)。電池充電器114的實施例包括橋式整流器120、升壓調(diào)節(jié)器121、降壓調(diào)節(jié)器127 和微處理器142。橋式整流器120與升壓調(diào)節(jié)器121電連接。升壓調(diào)節(jié)器121與降壓調(diào)節(jié) 器127電連接。微處理器142可控制升壓調(diào)節(jié)器121和降壓調(diào)節(jié)器127。橋式整流器120、
6升壓調(diào)節(jié)器121和降壓調(diào)節(jié)器127的電路可選用任何合適的形式。橋式整流器120可與電力插座電連接并可將交流輸入轉(zhuǎn)換為直流輸出。如普通技 術(shù)人員所明白的，微處理器142可以用已知的方式控制升壓調(diào)節(jié)器121以調(diào)節(jié)由橋式整流 器120輸出的直流從而實現(xiàn)功率因數(shù)校正?；趥鞲衅?44測量的電流和/或傳感器146 測量的電壓，微處理器142可使用與上述技術(shù)類似的技術(shù)控制降壓調(diào)節(jié)器127，從而實現(xiàn)配 電溫度管理。當然，其它的布置方式和/或構(gòu)造也是可能的。盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明的實施例，但是不意圖這些實施例示出和描述本發(fā) 明的所有可能的形式。說明書中使用的詞語式描述性的而非限定性的詞語，應(yīng)該理解，在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可做出各種修改。
權(quán)利要求
一種電池充電器，所述電池充電器能夠從包括火線和回線的配電線路接收電力并將所述電力傳輸?shù)诫姵?，所述電池充電器包括監(jiān)控電路，被構(gòu)造為在電池充電器處測量配電線路的輸出電流和輸出電壓，并被構(gòu)造為基于輸出電流和輸出電壓中的至少一個的變化來確定火線和回線中的至少一個的溫度變化。
2.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，還包括被構(gòu)造為基于溫度變化控制輸出電流的控 制器。
3.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，其中，在火線和回線之間測量輸出電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，其中，配電線路還包括地線，并且在地線和回線之 間或者在地線和火線之間測量輸出電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，其中，回線包括中性線。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電池充電器，所述電池充電器能夠從包括火線和回線的配電線路接收電力并將所述電力傳輸?shù)诫姵?，所述電池充電器包括監(jiān)控電路，被構(gòu)造為在電池充電器處測量配電線路的輸出電流和輸出電壓，并被構(gòu)造為基于輸出電流和輸出電壓中的至少一個的變化來確定火線和回線中的至少一個的溫度變化。
文檔編號H02J7/00GK101867201SQ20101016375
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者拉里·迪安·埃里, 艾倫·羅伊·蓋爾, 邁克爾·W·德格內(nèi)爾 申請人:福特全球技術(shù)公司