[发明专利]用于电动车辆的快速充电家庭系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于电动车辆的充电站，尤其是专门设计来在现有布线下改造到家庭或其他位置的充电系统和方法。

背景技术

电动车辆(EV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)包括一组电池和车载充电器，该车载充电器将家用交流电力转换成进行电池充电所需的电压下的直流电力。

由于电动车辆的里程有限，车主通常倾向于在家中通过其车库或汽车棚中的壁挂式充电站从电网获取电力来对其进行充电。为了每天能提供充足的里程，充电常常是在一夜之间完成。通常情况下，充电站包括用于专用充电连接器的柔性电缆和插接站，以及各种控制检查及安全部件。

在美国，大多数壁式插座是通过家用配电板中的断路器来提供120伏的电力。绝大多数家庭还配备有240V的插座，这些插座位于厨房或洗衣房内，用于对电灶、洗衣机/烘干机和空调进行供电。在电动车辆出现之前，车库的电源插座大多数是顺带用来操作电动工具、车库门开关、照明设备等。

电动车辆中电池组的容量通常可以为20至50千瓦小时，并且在该电池组完全耗尽后，当从120V插座对其进行供电时，其将需要大约10至20小时的充电时间。电动车辆的车主通常认为这个时间量太长，而正是由于这个原因使得大多数住宅式电动车辆充电站需要一个专用的240伏插座，从而在仍能分别获取15安培或20安培的电力的同时实现3600或4800伏安的最大电力输出。因此，与120V插座相比，拥有240V插座所带来的效果在于将上述过长的充电时间减少了一半。

针对新的240伏特插座所导致的额外成本而言，一种节约方式是将原始120V电路转换为240V。通过将电源面板中的单断路器替换为双断路器，能够在无需额外拉线的情况下低成本地完成这种转换，从而将电路中以前的零线转换成火线。然而，这种转换的负面影响在于：车库区域内由以前的120伏电路所服务的120伏插座不再存在了。

需要对家庭加以改造的布线(其包括从家用电源面板开始的布线)可能大约在1000美元到2000美元之间，远远超过了充电站本身的成本。此外，一般的家庭系统要求用户花费大量的时间(例如20小时)来对车辆进行充电。

尽管若干现有技术的美国专利和公开专利申请(包括美国专利号8,072,184和8,013,570以及美国专利申请公开号2011/0174875和2011/0140656)公开了用于电动车辆的充电站(在一些实施例中，该充电站具有用于在240V下充电的充电线或插座，并且还具有用于在120V下充电的充电线或插座)，但是，所公开的充电站要求用户留出数小时(如20小时)才能实现家庭系统对电动车辆的充电。

显然，对于家庭用户而言，传统方法是相当麻烦的。因此，需要让家庭用户能在家中轻松地对他们的电动车辆进行快速充电。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于使家庭用户能利用在家中易于实现的系统来在家里对他们的电动车辆进行快速充电的系统和方法。

一种用于对电动车辆进行快速充电的系统包括电源插头、充电器、固定电池、DC/DC转换器、至少一个DC快速充电连接器和控制单元。电源插头可以可操作地配置成与标准120V电源或240V电源中的至少一个电源电连通。充电器可以是单向充电器或双向充电器。DC快速充电连接器适于可拆卸地附在电动车辆上。控制单元与充电器、DC/DC转换器、固定电池和DC快速充电连接器中的至少两个连通，以向电动车辆提供快速充电。

通过以下参考附图所进行的详细描述，本发明及其具体特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是本发明的快速充电家庭系统的示意图。

图2是示出了根据本发明的各实施例的车辆快速充电方法的步骤的流程图。

具体实施方式

一般而言，本发明涉及一种用于电动车辆36的家用快速充电系统10。由于车辆电池的能量储存能力与日俱增，电动车辆36对消费者来说具有吸引力。随着锂离子电池的使用，电动车辆行业也有所进步。此外，燃料成本可能超过了行驶相同距离所需的电力成本，而且，相对于汽油车辆来说，电动车辆的废气排放量非常低。