阅读说明：本技术 便携式充电系统和充电方法 (Portable charging system and charging method ) 是由 克里希纳·普拉撒度·巴特 迈克尔·W·德格纳 艾伦·罗伊·盖尔 邹轲 陆樨 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本公开提供了“便携式充电系统和充电方法”。一种示例性充电系统,尤其包括第一便携式充电器,所述第一便携式充电器在第二便携式充电器提供电能以对电动化车辆的牵引电池充电时电耦合到所述电动化车辆以对所述牵引电池充电。一种示例性充电方法尤其包括将第一便携式充电器和第二便携式充电器两者电耦合到电动化车辆,以使用来自所述第一便携式充电器和所述第二便携式充电器两者的电能来对所述电动化车辆的牵引电池充电。(The present disclosure provides a "portable charging system and charging method". An exemplary charging system includes, among other things, a first portable charger electrically coupled to an electrified vehicle to charge a traction battery of the electrified vehicle when a second portable charger provides electrical energy to charge the traction battery. An exemplary charging method includes, inter alia, electrically coupling both a first portable charger and a second portable charger to an motorized vehicle to charge a traction battery of the motorized vehicle using electrical energy from both the first portable charger and the second portable charger.)

便携式充电系统和充电方法

技术领域

本公开总体涉及一种可以用于对电动化车辆的牵引电池充电的便携式充电器。

背景技术

电动化车辆不同于常规的机动车辆，因为电动化车辆使用由牵引电池供电的一个或多个电机来选择性地驱动。代替内燃发动机或除了所述内燃发动机之外，电机可以驱动电动化车辆。示例电动化车辆包括混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电池电动车辆(BEV)。

牵引电池是相对高电压的电池，其选择性地为电机和电动化车辆的其他电气负载供电。牵引电池可以包括电池阵列，每个电池阵列包括存储能量的多个电池单元。一些诸如PHEV的电动化车辆可以从外部电源为牵引电池充电。

发明内容

根据本公开的示例性方面的一种充电系统尤其包括第一便携式充电器，所述第一便携式充电器在第二便携式充电器提供电能以对电动化车辆的牵引电池充电时电耦合到所述电动化车辆以对所述牵引电池充电。

前述系统的另一个示例包括第二便携式充电器。第一便携式充电器和第二便携式充电器各自包括蓄电池和电子转换模块。电子转换模块被配置为调整从相应的蓄电池接收的电能的参数，以提供对牵引电池充电的调整后的电能。

在任何前述系统的另一个示例中，在对牵引电池充电时，第一便携式充电器和第二便携式充电器的蓄电池并联地连接。

在任何前述系统的另一个示例中，在对牵引电池充电时，来自电子转换模块的电能输出并联地连接。

任何前述系统的另一个示例包括第一便携式充电器的控制器模块，所述控制器模块控制来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出。

在任何前述系统的另一个示例中，第一便携式充电器的控制器模块被配置为调整来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出的电流。

在任何前述系统的另一个示例中，在对牵引电池充电时，第一便携式充电器和第二便携式充电器的蓄电池并联地连接。在对牵引电池充电时，来自电子转换模块的电能输出并联地组合。

在任何前述系统的另一个示例中，在对牵引电池充电时，来自电子转换模块的电能输出串联地连接。

任何前述系统的另一个示例包括第二便携式充电器。在对牵引电池充电时，第一便携式充电器和第二便携式充电器彼此互连。

任何前述系统的另一个示例包括第二便携式充电器和至少一个第三便携式充电器。第一便携式充电器被配置为在第二便携式充电器提供电能以对牵引电池充电时，并在至少一个第三便携式充电器也提供电能以对牵引电池充电时电耦合到电动化车辆以对牵引电池充电。

在任何前述系统的另一个示例中，电动化车辆是第一电动化车辆，并且第一便携式充电器被配置为电耦合到第一电动化车辆和第二电动化车辆两者，以同时对第一电动化车辆和第二电动化车辆的牵引电池充电。

在任何前述系统的另一个示例中，第一便携式充电器被配置为向电网馈送电能。

根据本公开的另一个示例性方面的一种充电方法尤其包括将第一便携式充电器和第二便携式充电器两者电耦合到电动化车辆，以使用来自第一便携式充电器和第二便携式充电器两者的电能来对电动化车辆的牵引电池充电。

前述方法的另一个示例包括从第一便携式充电器的蓄电池接收电能，并且使用第一便携式充电器的电子转换模块来提供用于对电动化车辆的牵引电池充电的调整后的电能。所述方法还包括从第二便携式充电器的蓄电池接收电能，并且使用第二便携式充电器的电子转换模块来提供用于对电动化车辆的牵引电池充电的调整后的电能。

任何前述方法的另一个示例包括在对牵引电池充电时，将第一便携式充电器和第二便携式充电器的蓄电池并联地连接。

任何前述方法的另一个示例包括在对牵引电池充电时，将来自第一便携式充电器的电子转换模块的电能输出与来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出并联地连接。

任何前述方法的另一个示例包括使用第一便携式充电器的控制器模块来控制来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出的参数。

在任何前述方法的另一个示例中，第一便携式充电器的控制器模块被配置为调整来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出的电流。

任何前述方法的另一个示例包括在对牵引电池充电时，将第一便携式充电器和第二便携式充电器的蓄电池并联地连接。所述方法还包括在对牵引电池充电时，将来自第一便携式充电器的电子转换模块的电能输出与来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出并联地连接。

任何前述方法的另一个示例包括在对牵引电池充电时，将来自第一便携式充电器的电子转换模块的电能输出与来自第二便携式充电器的电子转换模块的电能输出串联地连接。

可以独立地或任意组合地使用上述段落、权利要求或下列说明书和附图中的实施例、示例以及替代方案，包括它们任意的各方面或各自的独立特征。结合一个实施例描述的特征可适用于所有实施例，除非此类特征是不兼容的。

附图说明

根据

具体实施方式

，所公开示例的各种特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。随附于具体实施方式的附图可简要描述如下：

图1示出了电动化车辆的部分示意性侧视图。

图2示出了对图1的电动化车辆的牵引电池和另一个电动化车辆的牵引电池充电的便携式充电器。

图3示出了图2的便携式充电器的示意图。

图4示出了图2的对电动化车辆的牵引电池充电并与其他负载对接的便携式充电器。

图5示出了根据本公开的示例性方面的与图2的便携式充电器相关联的使用方法的流程。

图6示出了根据本公开的另一个示例性方面的与图2的便携式充电器相关联的使用方法的流程。

图7示出了根据本公开的另一个示例性方面的与图2的便携式充电器相关联的使用方法的流程。

图8示出了根据示例性配置的并入有图2的便携式充电器和其他便携式充电器的充电系统。

图9示出了根据另一个示例性配置的并入有图2的便携式充电器和其他便携式充电器的充电系统。

图10示出了根据另一个示例性配置的并入有图2的便携式充电器和其他便携式充电器的充电系统。

图11示出了根据另一个示例性配置的并入有图2的便携式充电器和其他便携式充电器的充电系统。

图12示出了图2的与另一个便携式充电器互连的便携式充电器的透视图。

具体实施方式

本公开总体涉及一种可以用于对电动化车辆的例如像牵引电池的各种负载充电的便携式充电器。便携式充电器可以各种配置可操作地连接到另一个便携式充电器，以向负载提供更多电能。

参考图1，示例性电动化车辆10包括牵引电池14，所述牵引电池14存储用于为电机18供电的电能。当通电时，电机18产生扭矩以驱动一个或多个车辆驱动轮22。示例性电动化车辆10是纯电动车辆。在其他示例中，电动化车辆10可以是并入有牵引电池的另一种类型的电动化车辆，诸如插电式混合动力电动车辆(PHEV)。在需要时，可以从电网电源对牵引电池14再充入更多的电能。

在继续参考图1的情况下，现参考图2，便携式充电器26可以替代地用于对牵引电池14充电。当电网电源不可用时，可以使用便携式充电器26。

当对示例电动化车辆10的牵引电池14充电时，使用充电线30来将便携式充电器26电耦合到电动化车辆10。然后，电能可以从便携式充电器26移动到牵引电池14。在这个示例性实施例中，便携式充电器26正对电动化车辆10以及第二电动化车辆10a充电。

现参考图3，便携式充电器26包括壳体34、多个轮38、蓄电池42、电子转换模块46、电插座50、无线通信模块54、人机界面(HMI)58以及控制装置和传感器62。

轮38促成了便携式充电器26的便携性。便携式充电器26可以例如被推到需要对牵引电池14充电的电动化车辆10的位置。便携式充电器26的移动可以是自主移动。在另一个示例中，用户可以将便携式充电器26推动或驱动到期望的位置。

便携式充电器26的蓄电池42存储可以用于对牵引电池14充电的电能。便携式充电器26的蓄电池42可以在第一位置充电，运输到更靠近电动化车辆10之处，然后推到最终位置，在所述最终位置，充电线30可以将便携式充电器26电耦合到电动化车辆10。当蓄电池42中的电荷水平较低时，可以从电网电源对便携式充电器26再充电。在一些示例中，可以将便携式充电器26返回到中心再充电站，在所述中心再充电站处对蓄电池42再充电。

便携式充电器26的电子转换模块46可以在流自蓄电池42的电能移动通过电插座50之前调整所述电能的参数。调整参数可以包括电流、电压或两者。例如，如果牵引电池14可以经由直流(DC)快充程序充电，则电子转换模块46可以将来自蓄电池42的电能的电压调整为220伏。通过电子转换模块46调整的电能之后作为调整后的电能提供到电插座50。通过电子转换模块46调整的电能然后通过充电线30流动到电动化车辆10。

电子转换模块46可以包括例如半导体开关(例如，IGBT、MOSFET)、电子板(栅极驱动器)、传感器(电压、温度、电流)、机械互连件(铜或铝汇流条)和用于电连接的***物/插座。在一些示例中，电子转换模块46可以用空气或液体冷却剂冷却。可以提供用于冷却剂流的入口和出口。

无源元件(诸如电阻、电感变压器)、微控制器单元、通信线路

便携式充电器26的无线通信模块54可以与在便携式充电器26外部的至少部分基于云的通信模块66进行通信。在基于云的通信模块66与便携式充电器26的无线通信模块54之间的通信可以包括将电动化车辆10的位置传达到便携式充电器26，并且传达例如由便携式充电器26提供的电能的期望的参数。

便携式充电器26的HMI 58可以从用户接收输入。经由HMI 58，用户可以命令便携式充电器26开始对电动化车辆10的牵引电池14充电，停止对电动化车辆10充电，或者提供具有特定参数，例如220伏的电能。

便携式充电器26的控制装置和传感器62充当尤其可以监测便携式充电器26的各种部件的控制模块。例如，控制装置和传感器62可以识别蓄电池42中剩余的电荷量(而不管是否在通过电插座50传送电力)，以及通过电子转换模块46执行的转换类型。

现参考图4，代替电动化车辆10或除了所述电动化车辆10之外，便携式充电器26可以用于对负载充电。例如，便携式充电器26可以移动到施工现场以向工具70提供电能。由便携式充电器26供电的其他负载可以包括一个或多个居民住宅或诸如音乐会的事件。可以基于需要电能的负载而选择具有特定尺寸和规模的便携式充电器26。

便携式充电器运输车辆74可以用于将便携式充电器26运输到具有工具70的施工现场，或运输到电动化车辆10的位置。运输车辆74还可以用作检修车辆，以将用户运输到便携式充电器26的位置，以对便携式充电器26进行检修。

便携式充电器26可以依赖于电网电源78来对蓄电池42再充电。在一些示例中，运输车辆74将便携式充电器26从蓄电池42可以从电网电源78充电的位置运输到电动化车辆10的位置、或工具70的位置。

在一些示例中，如果需要，则可以使用蓄电池42来将电力提供回到电网电源78。例如，如果电动化车辆10在牵引电池14中具有超过所需电荷水平的电荷水平，则电能可以从电动化车辆10传递回到便携式充电器26的蓄电池42，然后馈送回到电网电源78。因此，在这种示例中，针对双向功率流能力设计便携式充电器26。

现参考图1、图3、图4和图5，与便携式充电器26相关联的示例性使用方法100包括从便携式充电器分配中心调度便携式充电器26。各种类型的便携式充电器可以储存在便携式充电器分配中心处。

方法100开始于步骤110。接着，在步骤120处，方法100评估电动化车辆10的用户是否已经请求使用便携式充电器26来对牵引电池14再充电。如果未接收到请求，则方法100继续进行监测。

如果用户确实请求再充电，则方法100移动到步骤130。用户可以例如处于停车场中，并且向基于云的通信模块66发送请求从便携式充电器26对牵引电池14再充电的请求。基于云的通信模块66将请求传达到便携式充电器分配中心。

在步骤130处，方法100请求或以其他方式获得与充电相关联的细节。细节可以包括用户在步骤140a处识别到对电动化车辆10的充电是期望的，或者在步骤140b处识别到对一个或多个工具70的充电是期望的。

然后，方法100移动到步骤150，其中基于用户请求而计算所需的尺寸和额定功率需求。便携式充电器分配中心可以包括各种尺寸和蓄电池容量的便携式充电器。基于尺寸和额定功率需求，可以选择特定类型的便携式充电器26。例如，如果请求是针对相对大量的电能，则可以选择能够将更多电能存储在蓄电池中的便携式充电器。

值得注意的是，便携式充电器26的尺寸可以响应于蓄电池42的尺寸而变化。例如，用于对单个电动化车辆充电的便携式充电器可能仅与手提箱一样大。用于对多个电动化车辆充电的便携式充电器可以与户外烧烤架一样大。用于向多个居民住宅提供应急电源或用于事件的便携式充电器可以与船运集装箱一样大。

然后，方法100移动到步骤160，所述步骤160识别能够运输具有适当尺寸和额定功率的便携式充电器26的运输车辆，诸如运输车辆74，以满足请求140a或140b。运输车辆74可以在货厢中运输便携式充电器26。在另一个示例中，运输车辆74可以拖带便携式充电器26。

然后，在步骤170处，将运输车辆74调度到便携式充电器26可以处理请求的位置。之后在步骤180处提供便携式充电器26。便携式充电器26设置有蓄电池42，所述蓄电池42具有适于适应用户请求的电荷水平。如果请求中所需的电荷量大于单个便携式充电器的蓄电池42可以提供的电荷量，则如稍后将解释，可以调度多于一个便携式充电器26。

关于提供便携式充电器，便携式充电器26可以由运输车辆74的驾驶员激活。运输车辆74的驾驶员还可以从请求便携式充电器26的用户接受支付。在便携式充电器26用于对电动化车辆10的牵引电池14或另一个负载充电之后，运输车辆74可以在步骤190处拾取便携式充电器，并且将便携式充电器26运回到便携式充电器分配中心，或者蓄电池42可以再充电的另一个位置。

现参考图6并继续参考图1、图3和图4，当便携式充电器26是在请求从便携式充电器26再充电的用户的位置附近时，可以进行与便携式充电器26相关联的另一种示例性使用方法200。例如，发出请求的用户可以位于停车场中，并且便携式充电器26是定位在停车场附近的适应来自停车场内的车辆用户的再充电请求的多个便携式充电器中的一个。

方法200开始于步骤210，其中便携式充电器26是在用户的位置附近。在步骤220处，用户经由界面与便携式充电器26进行通信以请求再充电。接着，在步骤230处，便携式充电器26验证所述请求。验证可以包括确定用户是否被授权请求从便携式充电器26再充电。

接着，在步骤240处，用户可以传达再充电的支付信息。支付信息可以直接从用户获得，或者从基于云的通信模块66内的用户账户获得。在便携式充电器26、基于云的通信模块66或两者授权支付之后，在步骤250处激活便携式充电器的电插座50。电插座50的激活可以是响应于来自控制装置和传感器62的命令。电插座50的激活准许用户通过电插座50从便携式充电器26接收电力。

在激活电插座50之后，可以利用便携式充电器26来对牵引电池14充电。在充电期间，方法200在步骤260处监测并检测与电动化车辆10的连接。在步骤270处，便携式充电器26的HMI 58可以向用户显示并通知对牵引电池14充电所需的剩余时间、牵引电池14中的电荷量或两者。

现参考图7并继续参考图1、图3和图4，与便携式充电器26相关联的另一种示例性使用方法300可以包括监测便携式充电器26的蓄电池42的剩余容量的步骤310。在步骤320处，便携式充电器26可以请求用户确认便携式充电器26的额外使用，或者用户将便携式充电器26返回到便携式充电器分配中心。

在步骤330处，确认并响应用户请求。对用户请求的响应可以包括调度运输车辆74来拾取便携式充电器26、对便携式充电器26再充电、或者更换便携式充电器26。接着，在步骤340处，调度运输车辆74来拾取便携式充电器26、对所述便携式充电器再充电或更换所述便携式充电器。

现参考图8，便携式充电器26可以与其他便携式充电器26a和26b组合，以提供对电动化车辆10的牵引电池14充电的充电系统配置。当组合时，便携式充电器26电耦合到电动化车辆10，以对电动化车辆的牵引电池充电。便携式充电器26a和26b也电耦合到电动化车辆10以对牵引电池充电。

在图8的充电系统中，充电系统具有第一配置，其中在对电动化车辆10的牵引电池充电时，便携式充电器26、26a和26b的蓄电池42并联地连接。来自便携式充电器26、26a和26b的蓄电池42的电能移动通过便携式充电器26的电子转换模块46。这可能需要便携式充电器26具有适应来自便携式充电器26以及便携式充电器26a和26b的电能的电子转换模块46的部件和具有足够高的额定值的其他部件。

参考图9，根据另一个示例性非限制性实施例的充电系统配置被配置为使得当对电动化车辆10的牵引电池充电时，来自便携式充电器26、26a和26b的电子转换模块46的电输出并联地连接。与图8的配置相对比，图9的配置的电子转换模块46需要具有适应来自相应的便携式充电器26、26a或26b的蓄电池42的电力的额定值的部件。

为了控制来自电子转换模块46的电能流动，便携式充电器26可以主/从类型关系与其他便携式充电器26a和26b进行通信。通信可以是无线的，并且从便携式充电器26、26a、26b的无线通信模块54(图3)发送和接收通信。便携式充电器26的控制器和传感器62(图3)充当控制模块，所述控制模块控制与便携式充电器26a和26b的通信，以控制来自便携式充电器26a和26b的电能输出。

便携式充电器26可以例如命令便携式充电器26a以例如特定电流提供电能，并且命令便携式充电器26B以特定电流提供电能。例如，如果电动化车辆10的牵引电池14需要电流I，则便携式充电器26可以调整便携式充电器26、26a和26b的电子转换模块46，以分别以I/3提供电能。

参考图10，根据另一个示例性非限制性实施例的充电系统配置被配置为使得当对电动化车辆10的牵引电池14充电时，来自便携式充电器26、26a和26b的电能输出并联地连接。图10的配置可以用于向除了所示的电动化车辆10之外的其他事物，诸如电网或住宅提供电力。图10的配置可以用于例如在相对长的持续时间内提供相对少量的电力，例如为住宅供电例如三天。

当便携式充电器26、26a和26b在将便携式充电器26、26a和26b运输到电动化车辆10的位置的配送车辆上充电时，可以使用图10的配置。在这种示例中，当便携式充电器26、26a、26b连接到共同的DC总线时，配送车辆可以运送所述便携式充电器。当从DC总线对便携式充电器26、26a和26b充电时可以使用多个转换器，以确保蓄电池42适当地从DC总线共享电力。

参考图11，根据另一个示例性非限制性实施例的充电系统配置被配置为使得当对电动化车辆10的牵引电池充电时，来自便携式充电器26、26a和26b的电输出串联地连接。

串联连接可以准许为与电动化车辆10相关联的高电压负载需求或另一个负载供电。例如，如果来自便携式充电器26、26a和26b的电能都为100伏，则当来自便携式充电器26、26a和26b的输出串联地连接时，对电动化车辆10的输出将为300伏。

如果便携式充电器26、26a和26b串联地连接，则便携式充电器26、26a和26b的部件的隔离额定值可能需要与串联地连接在一起的便携式充电器的数值一样高。

通用电连接缆线可以用于将图8至图11所示的便携式充电器26、26a和26b的蓄电池42、来自电力转换模块46的输出端或两者互连。

图12示出了在便携式充电器26a与便携式充电器26之间的另一种示例互连。互连可以涉及便携式充电器26的正连接器82，所述正连接器82接纳便携式充电器26a的正连接器；以及便携式充电器26的负连接器86，所述负连接器86接纳便携式充电器26a的对应的负连接器。

本公开的示例的特征可以包括提供具有模块化构造的便携式充电器，以适应变化的负载需求。在一些示例中，便携式充电器可以具有并联或串联地连接的部件。

前文描述本质上是示例性的而不是限制性的。对所公开的示例做出的不一定脱离本公开的本质的变化和修改对于本领域技术人员而言可能是显而易见的。因此，赋予本公开的法律保护的范围只能通过研习以下权利要求来确定。