[发明专利]用于电力车辆供电装置的电流监视和限制设备、系统以及方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种适合为电力车辆充电的设备、系统和方法。

背景技术

随着高油价的出现，汽车工业已经借助选择电力车辆(EV)来进行应对。通过由可再充电的电源(例如电池组)进行供电的电动机(或发动机)来推进这样的EV。EV既包含全电力车辆又包含混合电力车辆。与内燃机相比，电动机具有数个优点。例如，电动机可以转换来自电池的化学能的75％来为车轮供能，而内燃机(ICE)只能转换存储在汽油中的能量的大约20％。EV在以电池模式运行时不排放尾气污染物，尽管产生电能的发电厂会排放污染物。电动机提供安静的流畅的操作、强加速性能，并且需要相对较少的维护。然而，大多数EV在需要再充电之前只能跑大约100-200英里。为EV的电池组完全再充电可能需要大约4至8个小时。即使快速充电至大约80％的容量，可能需要花费大约30分钟的时间。此外，随着电池组规模增加，相应的充电时间也增加。在使用在此被称作电力车辆供电装置(EVSE)的电力车辆再充电站的情况下可以在车主的住所处进行EV充电。

这样的EVSE通常安装在住所处(例如，在车库中)，并且电耦合至住所的电负载中心(electrical load center)。例如，通过或者直接接线或者插入到墙装插座，EVSE可以通过电导线管(electrical conduit)耦合至负载中心的支路断路器。在这样的EV充电事件期间，电流消耗可能是相当可观的。在其中其他家用电器(例如空调、热水器、风扇、照明、电炉、电烘干机、发动机等)也在被运行的情况下，整体的功率消耗需求可能在一些情形下超过公用服务对住所的最大电流强度额定值。这样的电公用服务典型地具有从60A至200A范围的最大额定值。在其中超过最大额定值的透支情形下，保护负载中心的主断路器可能被致动(例如跳闸)，以便保护住所免于遭受可能的过电流情形。

因此，存在对诸如家用电系统之类的系统进行改进的需要，所述家用电系统包含具有EVSE电连接于其上的负载中心。

发明内容

根据第一方面，提供电力车辆充电监视和限制设备。所述电力车辆充电监视和限制设备包含监视和限制设备(MLD)，其适于监视耦合至负载中心的一个或多个电负载的功率或电流使用，并且适于发送信号以便基于该使用的水平来调节电力车辆供电装置(EVSE)的充电水平设置。

根据另一方面，提供电力车辆充电系统。该系统包含具有：一个或多个与之耦合的电负载的负载中心；适于供应电流以便为电力汽车(EV)充电的电力汽车供电装置(EVSE)；和监视和限制设备(MLD)，所述监视和限制设备适于监视耦合至负载中心的一个或多个负载的功率或电流使用并且适于基于该使用的水平来调节EVSE的充电水平设置。

根据另一方面，提供改进的电力车辆充电系统。所述系统包含：负载中心，其适于并且被配置为具有一个或多个与之耦合的电负载；和监视和限制设备(MLD)，其适于对耦合于所述负载中心的一个或多个电负载中的至少一个电负载的电流使用进行监视，所述MLD适合与EVSE进行通信，所述MLD还包含可操作为对与负载中心相对应的最大电流强度额定值进行设置的最大电流强度设定开关，并且MLD通信模块适于发送信号以便基于所监视的电流使用来调节EVSE的充电水平设置。

根据另一方面，提供断路器。该断路器包含：至少两个机械的极；以及监视和限制设备(MLD)，其适于监视与负载中心相耦合的一个或多个电负载的功率或电流使用并且发送信号以便基于该使用的水平来调节电力车辆供电装置(EVSE)的充电水平设置(Ac)，其中，所述MLD集成在两个机械的极之间。

根据又一方面，提供改进的、用电力车辆供电装置对车辆进行充电的方法。所述方法包含：提供具有一个或多个与之相耦合的电负载的电负载中心；提供适于供应电流以便对电力车辆(EV)进行充电的电力车辆供电装置(EVSE)，所述EVSE电耦合至所述负载中心；监视与电负载中心相耦合的一个或多个电负载的使用；并且基于所监视的使用来调节EVSE的充电水平设置。

通过说明包含用于实施本发明的最佳模式在内的多个示例性实施例和实现，从下面的详细描述中可以容易地得到本发明的其他方面、特征和优点。本发明可以也能够具有其他的并且不同的实施例，并且其一些细节可以在各个方面被修改，而不超出本发明的主旨和范围。相应地，附图和描述在此被视为说明性的，而不是限制性的。附图并不需要按照比例进行绘制。本发明覆盖落在本发明主旨和范围之内的所有改动、等价和替换。

附图说明