BRPI0819842B1

BRPI0819842B1 - Sistema de carga e método para operar o mesmo

Info

Publication number: BRPI0819842B1
Application number: BRPI0819842-0A
Authority: BR
Inventors: Yoshinori Fujitake
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2019-03-06
Also published as: JP2009136073A; US8294415B2; BRPI0819842A2; EP2218607B1; JP4254894B1; CN101878131B; AU2008330954B2; KR20100082862A; US20100225274A1; RU2438887C1; WO2009069357A1; EP2218607A4; EP2218607A1; CN101878131A; AU2008330954A1; KR101155537B1

Abstract

sistema de carga e método para operar o mesmo. a presente invenção refere-se a um hv_ecu que executa um programa incluindo a etapa (s102) de determinar se um cabo de alimentação é conectado a uma fonte de alimentação externa ao veículo quando um sinal de conexão cnct emitido no caso em que o cabo de alimentação é conectado a uma entrada do veículo é informado ao veículo (sim em s100); e uma etapa (s132) de determinar se um funcionamento defeituoso ocorre em um carregador montado no veículo quando o cabo de alimentação não é conectado a uma fonte de alimentação (não em s102).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE CARGA E MÉTODO PARA OPERAR O MESMO.

Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um sistema de carga e um método para operar o mesmo, e particularmente a um sistema de carga para fornecer, a um mecanismo de armazenamento de energia montado em um veículo, energia elétrica fornecida a partir de uma fonte de energia externa ao veículo através de um instrumento de acoplamento, e um método para operar o sistema de carga.

Técnica Antecedente [002] De modo convencional, um veículo tal como um veículo híbrido, um veículo elétrico e um veículo de célula de combustível usando um motor elétrico como uma fonte de direção é conhecido. O referido veículo é proporcionado com um mecanismo de armazenamento de energia tal como uma batería para armazenar energia elétrica fornecida ao motor elétrico. A energia elétrica gerada durante frenagem regenerativa ou gerada por um gerador de força montado no veículo é armazenada na batería.

[003] Há também alguns veículos nos quais a energia elétrica é fornecida a partir de uma fonte de energia externa ao veículo tal como uma fonte de alimentação doméstica para a batería montada no veículo para carregar a batería. A saída disposta na casa é acoplada ao conector proporcionado no veículo por meio de um cabo para fornecer energia elétrica a partir da fonte de alimentação doméstica para a batería do veículo. O veículo dotado de uma batería montada no mesmo e carregada pela fonte de alimentação proporcionada externa ao veículo é daqui adiante também referido como um veículo de conectar.

[004] Quando um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga para controlar a energia de carregamento durante carga da ba

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2/22 teria, a batería não pode ser normalmente carregada. Entretanto, é difícil para o usuário detectar um funcionamento defeituoso do sistema de carga, o que requer que o sistema de carga em si determine se um funcionamento defeituoso ocorre ou não no mesmo.

[005] Patente japonesa submetida à inspeção pública N°11205909 (Documento de patente 1) descreve um dispositivo de carga para um veículo elétrico para checar a operação do interruptor de falha no aterramento quando o veículo elétrico é carregado. O dispositivo de carga para um veículo elétrico descrito no Documento de patente 1 serve como um dispositivo de carga para carregar a batería de um veículo elétrico usando uma fonte de alimentação externa, o veículo elétrico incluindo uma batería, um inversor conectado à batería e um motor de corrente alternada (AC) conectado ao inversor. O dispositivo de carga para um veículo elétrico inclui um relé de carga que conecta o veículo elétrico e a fonte de alimentação externa, um interruptor de falha no aterramento proporcionado entre o relé de carga e a fonte de alimentação externa, e uma unidade de controle para controlar a abertura e o fechamento do relé de carga. O interruptor de falha no aterramento inclui um detector para detectar um curtocircuito de um circuito de carga, uma falha no relé de aterramento interrompendo o circuito de carga quando o detector detecta um curtocircuito, uma unidade de curto-circuito para forçar um curto-circuito no circuito de carga antes da operação de fechamento do relé de carga. A unidade de controle evita a operação de fechamento do relé de carga no caso onde a falha no relé de aterramento não é interrompida mesmo quando o circuito de carga está ligado em curtocircuito pelo meio de curto-circuito.

[006] De acordo com o dispositivo de carga descrito no presente documento, mesmo quando o circuito de carga é forçosamente ligado em curto-circuito antes da operação de carga, a falha no relé de ater

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3/22 ramento não é interrompida e assim o circuito de carga não pode ser interrompido, em cujo caso a carga é evitada. Consequentemente, a operação de carga pode ser realizada com suavidade.

[007] Adicionalmente, de acordo com a descrição na Patente japonesa submetida à inspeção pública N° 11-205909, quando o veículo elétrico é transferido para o modo carga, a falha no relé de aterramento é primeiro controlada para ser fechada para conectar uma saída a um conector no lado do veículo, e então, é examinado se o interruptor de falha no aterramento é normalmente operado.

[008] Documento de patente 1: Patente japonesa submetida à inspeção pública N° 11-205909

Descrição da Invenção

Problemas para serem Solucionados pela Invenção [009] Há, entretanto, um case onde a determinação de se um funcionamento defeituoso ocorre é produzido após a saída ser conectado ao conector no lado do veículo, como no caso do dispositivo de carga descrito na Patente japonesa submetida à inspeção pública N°

11-205909. Neste caso, se a saída não é conectada ao conector no lado do veículo, por exemplo, em virtude de uma desconexão dentro do cabo, não pode ser determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga a não ser que o cabo seja reparado ou substituído. Assim, no caso onde há uma falha no cabo, um funcionamento defeituoso do sistema de carga não pode ser detectado até que o cabo seja reparado ou substituído. Isto aumenta o tempo necessário para detectar um funcionamento defeituoso no sistema de carga.

[0010] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um sistema de carga que permite que uma imediata determinação seja feita de se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga, e um método para operar o sistema de carga.

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Meios para solucionar os Problemas [0011] Um sistema de carga de acordo com um aspecto inclui um carregador que fornece, a um mecanismo de armazenamento de energia, energia elétrica fornecida através de um instrumento de acoplamento a partir de uma fonte de energia externa a um veículo, e uma unidade de controle. A unidade de controle opera para realizar um processo predeterminado quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo em um estado onde o instrumento de acoplamento é conectado a uma fonte de alimentação, e opera para realizar o processo predeterminado antes do instrumento de acoplamento ser conectado a uma fonte de alimentação, quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo em um estado onde o instrumento de acoplamento não é conectado a uma fonte de alimentação.

[0012] De acordo com a configuração acima descrita, quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo no estado onde o instrumento de acoplamento é conectado a uma fonte de alimentação, o processo predeterminado é realizado. Quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo no estado onde o instrumento de acoplamento não é conectado a uma fonte de alimentação, o processo predeterminado é realizado antes do instrumento de acoplamento ser conectado a uma fonte de alimentação. Portanto, mesmo se o veículo não é conectado através do instrumento de acoplamento a uma fonte de alimentação externa, o processo predeterminado pode ser realizado quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo. Assim, por exemplo, mesmo quando há uma desconexão dentro do instrumento de acoplamento, o processo de determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga pode ser realizado antes do instrumento de acoplamento ser reparado ou substituído. Consequentemente, pode ser imediatamente determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga.

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5/22 [0013] Preferivelmente, o instrumento de acoplamento inclui um primeiro mecanismo de geração que gera um primeiro sinal quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo e a fonte de alimentação externa ao veículo, e um segundo mecanismo de geração que gera um segundo sinal quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo. Um mecanismo interruptor é proporcionado entre o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador para comutar o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador a partir de um estado desconectado a um estado conectado quando o segundo sinal é gerado. A unidade de controle opera para realizar o processo predeterminado quando o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado em um estado onde o primeiro sinal é gerado, e opera para realizar o processo predeterminado antes do primeiro sinal ser gerado, quando o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado em um estado onde o primeiro sinal não é gerado.

[0014] De acordo com a configuração acima descrita, o primeiro sinal é gerado quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo e a fonte de alimentação externa ao veículo. O segundo sinal é gerado quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo. Quando o segundo sinal é gerado, ou seja, o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo, o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado. Quando o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado no estado onde o primeiro sinal é gerado, o processo predeterminado é realizado. Adicionalmente, quando o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador

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6/22 são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado no estado onde o primeiro sinal não é gerado, o processo predeterminado é realizado antes do primeiro sinal ser gerado. Consequentemente, o processo predeterminado pode ser realizado quando o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo, sem a necessidade de conectar o veículo e a fonte de alimentação externa através do instrumento de acoplamento.

[0015] Ainda preferivelmente, o primeiro sinal é um sinal piloto que representa um valor de uma corrente que pode ser fornecido pelo instrumento de acoplamento.

[0016] De acordo com a configuração acima descrita, pode ser determinado usando o sinal piloto que representa o valor da corrente que pode ser fornecida pelo instrumento de acoplamento se o veículo e a fonte de alimentação externa são conectados um ao outro.

[0017] Ainda preferivelmente, o segundo sinal é um sinal de conexão que representa um estado onde o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo.

[0018] De acordo com a configuração acima descrita, pode ser determinado usando o sinal de conexão se o instrumento de acoplamento é conectado ao veículo.

[0019] Ainda preferivelmente, o mecanismo interruptor é um relé proporcionado dentro do veículo.

[0020] De acordo com a configuração acima descrita, o mecanismo de armazenamento de energia e o carregador podem ser desconectados a partir de e conectados um ao outro ao abrir e fechar o relé.

[0021] Ainda preferivelmente, o primeiro mecanismo de geração é um circuito piloto de controle e o segundo mecanismo de geração é um interruptor.

[0022] De acordo com a configuração acima descrita, o primeiro

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7/22 sinal pode ser gerado usando o circuito piloto de controle, e o segundo sinal pode ser gerado usando o interruptor.

[0023] Ainda preferivelmente, o instrumento de acoplamento é um cabo de alimentação.

[0024] De acordo com a configuração acima descrita, energia elétrica pode ser fornecida a partir da fonte de alimentação externa através do cabo de alimentação ao veículo.

[0025] Ainda preferivelmente, o instrumento de acoplamento é um EVSE.

[0026] De acordo com a configuração acima descrita, energia elétrica pode ser fornecida a partir da fonte de alimentação externa através do EVSE ao veículo.

[0027] Ainda preferivelmente, o mecanismo de armazenamento de energia é uma batería.

[0028] De acordo com a configuração acima descrita, a energia elétrica fornecida a partir da fonte de alimentação externa ao veículo pode ser fornecida para a batería.

[0029] Ainda preferivelmente, o processo predeterminado é um processo de determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga.

[0030] De acordo com a configuração acima descrita, pode ser determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no sistema de carga. Breve Descrição dos Desenhos [0031] A figura 1 é um diagrama de configuração esquemática de um veículo híbrido.

[0032] A figura 2 é um diagrama de um cabo de alimentação.

[0033] A figura 3 é um diagrama de um conector do cabo de alimentação.

[0034] A figura 4 é um diagrama de um sinal piloto CPLT.

[0035] A figura 5 é um diagrama de um CCID.

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8/22 [0036] A figura 6 é um diagrama de bloco funcional de um HVECU.

[0037] A figura 7 é um gráfico de fluxo mostrando a estrutura de controle do programa executado pelo HV ECU.

[0038] A figura 8 é um gráfico de tempo (primeiro) mostrando o estado e semelhante de um carregador.

[0039] A figura 9 é um gráfico de tempo (segundo) mostrando o estado e semelhante do carregador.

Melhor Modo de Realizar a Invenção [0040] As modalidades da presente invenção serão daqui adiante descritas com referência aos desenhos anexos, nos quais os mesmos componentes são designados pelo mesmo caractere de referência. Nomes e funções dos mesmos são os mesmos, e portanto, a descrição dos mesmos não serão repetidas.

[0041] Com referência à figura 1, um veículo híbrido ao qual um sistema de carga de acordo com a modalidade da presente invenção é aplicado serão daqui adiante descrito. O referido veículo híbrido é dotado de um motor 100, um MG (motor gerador) 200, um inversor 300, um conversor 400, um grupo de baterias 500, um carregador 600, uma fonte de alimentação ECU 1100, um HV ECU 1200, e uma carga ECU 1300. Deve ser notado que o número de ECU não é limitado a três. Adicionalmente, a fonte de alimentação ECU 1100, o HV ECU 1200 e a carga ECU 1300 podem ser integralmente configurados para formar uma única ECU.

[0042] O veículo híbrido funciona por força impulsora a partir de pelo menos um dos motores 100 e MG 200. Em vez de um veículo híbrido, um veículo elétrico, um veículo de célula de combustível e semelhante que funciona apenas pela força impulsora de MG 200 pode ser aplicado.

[0043] MG 200 serve como o motor AC trifásico. MG 200 realiza

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9/22 uma operação de direção pela energia elétrica armazenada no grupo de baterias 500. A energia elétrica convertida a partir de uma corrente direta em uma corrente alternada pelo inversor 300 é fornecida ao MG 200.

[0044] A força impulsora de MG 200 é transmitida para as rodas. Isto faz com que o MG 200 ajude o motor 100 e o veículo a funcionar pela força impulsora a partir do MG 200. Por outro lado, durante a frenagem regenerativa do veículo híbrido, o MG 200 é acionado pelas rodas para deste modo operar o MG 200 como um gerador de força. Assim, o MG 200 opera como um freio regenerativo para converter a energia de frenagem em energia elétrica. A energia elétrica gerada pelo MG 200 é convertida pelo inversor 300 a partir de uma corrente alternada em uma corrente direta, e então armazenada no grupo de baterias 500.

[0045] O grupo de baterias 500 serve como um conjunto de batería dotado de uma configuração na qual uma pluralidade de módulos de batería cada um dotado de uma pluralidade de células de batería integradas uma com a outra são conectados em série. A voltagem de descarga a partir do grupo de baterias 500 e o potencial de carga para o grupo de baterias 500 são ajustados pelo conversor 400.

[0046] O carregador 600 é conectado ao terminal positivo e ao terminal negativo do grupo de baterias 500. Deve ser observado que um capacitor (condensador) pode ser usado em lugar de uma batería.

[0047] O carregador 600 controla a voltagem e a corrente da energia elétrica fornecida ao grupo de baterias 500. O carregador 600 fornece a corrente direta ao grupo de baterias 500. Em outras palavras, o carregador 600 converte uma corrente alternada em uma corrente direta. Adicionalmente, o carregador 600 incrementa a voltagem.

[0048] Quando grupo de baterias 500 é carregado, o carregador 600 fornece energia elétrica ao grupo de baterias 500 a partir do lado

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10/22 de fora o veículo híbrido. Deve ser observado que carregador 600 pode ser localizado fora do veículo híbrido.

[0049] Um sensor de voltagem 602 é proporcionado dentro do carregador 600. O sinal que representa um valor de voltagem detectada pelo sensor de voltagem 602 é transmitido para a carga ECU 1300. A voltagem de corrente direta (DC) do grupo de baterias 500 ou a voltagem AC da fonte de alimentação externa é detectada pelo sensor de voltagem 602. Deve ser observado que o sensor de voltagem para detectar a voltagem DC do grupo de baterias 500 pode ser proporcionado em separado a partir do sensor de voltagem para detectar a voltagem AC da fonte de alimentação externa.

[0050] O carregador 600 é conectado a uma fonte de alimentação externa através do cabo de alimentação conectado a uma entrada 604. O grupo de baterias 500 é conectado a uma fonte de alimentação externa por meio do carregador 600.

[0051] Um relé de sistema principal (SMR) 502 é proporcionado entre o grupo de baterias 500 e o carregador 600. Quando SMR 502 é aberto, o grupo de baterias 500 e o carregador 600 são desconectados um a partir do outro. Quando SMR 502 é fechado, o grupo de baterias 500 e o carregador 600 são conectados um ao outro.

[0052] A fonte de alimentação ECU 1100, HVECU 1200 e a carga

ECU 1300 serão daqui adiante descritas. A fonte de alimentação ECU 1100, HV ECU 1200 e a carga ECU 1300 são proporcionadas de modo a permitir a comunicação uma com a outra. A fonte de alimentação ECU 1100, HV ECU 1200 e a carga ECU 1300 cada uma corresponde a um computador configurado a partir da CPU (unidade central de processamento), uma ROM (memória de apenas leitura), uma RAM (memória de acesso aleatório), e semelhante. A fonte de alimentação ECU 1100, HV ECU 1200 e a carga ECU 1300 operam com a energia elétrica fornecida a partir de uma bateria auxiliar (não mostrada).

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11/22 [0053] A fonte de alimentação ECU 1100 é sempre ativada enquanto a energia elétrica é fornecida a partir da batería auxiliar. A fonte de alimentação ECU 1100 controla a HVECU 1200 para comutar entre o estado ativado e estado desativado (o estado onde o fornecimento de energia elétrica é interrompido). HV ECU 1200 controla a ativação da carga ECU 1300.

[0054] A fonte de alimentação ECU 1100 transmite um sinal IG para a HV ECU 1200 para deste modo comutar a HV ECU 1200 entre o estado ativado e estado desativado. Quando um comando de IG_ON é emitido usando o sinal IG, a HV ECU 1200 é ativada. Quando um comando de IG_OFF é emitido usando o sinal IG, a HV ECU 1200 é desativada.

[0055] A HV ECU 1200 recebe um sinal a partir dos sensores de voltagem 1010 e 1012 e sensores de corrente 1020 e 1022.

[0056] O sensor de voltagem 1010 detecta um valor de voltagem do grupo de baterias 500. O sensor de voltagem 1012 detecta um valor de voltagem do sistema (um valor de voltagem na área entre o conversor 400 e o inversor 300).

[0057] O sensor de corrente 1020 detecta um valor da corrente descarregada a partir do grupo de baterias 500 e um valor da corrente fornecida ao grupo de baterias 500. O sensor de corrente 1022 detecta um valor da corrente fornecida a partir de carregador 600 ao grupo de baterias 500.

[0058] HV ECU 1200 calcula o estado da carga (SOC) do grupo de baterias 500 com base nos valores da voltagem, da corrente e semelhante informada a partir dos referidos sensores. Uma vez que o SOC pode ser calculado usando uma técnica geral bem conhecida, a descrição detalhada da mesma não será repetida. Adicionalmente, HV ECU 1200 controla o inversor 300, o conversor 400, SMR 502, e semelhante.

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12/22 [0059] A carga ECU 1300 controla o carregador 600. O carregador 600 recebe um sinal que representa um valor da corrente detectado por um sensor de corrente 1024, além do sinal que representa um valor da voltagem detectada pelo sensor de voltagem 602. O sensor de corrente 1024 detecta um valor da corrente (um valor da corrente alternada) fornecido a partir da fonte de alimentação externa ao veículo híbrido através de um cabo de alimentação 700.

[0060] Com referência à figura 2, o cabo de alimentação 700 será então descrito. O cabo de alimentação 700 inclui um conector 710, um plugue 720, e um CCID (dispositivo de interrupção de circuito de carga) 730. O cabo de alimentação 700 corresponde a um EVSE (equipamento de fornecimento de veículo elétrico).

[0061] O conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 proporcionada no veículo híbrido. O conector 710 é proporcionado com um interruptor 712. Quando o interruptor 712 é fechado no estado onde o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 proporcionada no veículo híbrido, a fonte de alimentação ECU 1100 e a HVECU 1200 cada uma recebe um sinal de conexão CNCT que representa que o conector 710 do cabo de alimentação 700 está conectado à entrada 604 proporcionada no veículo híbrido.

[0062] Na presente modalidade, quando a fonte de alimentação ECU 1100 e a HV ECU 1200 recebe o sinal de conexão CNCT, a fonte de alimentação ECU 1100 ativa a HV ECU 1200 a qual então controla SMR 502 para ser fechado.

[0063] O interruptor 712 se abre e fecha em coordenação com uma adaptação de ancoragem a qual ancora o conector 710 do cabo de alimentação 700 à entrada 604 do veículo híbrido. A adaptação de ancoragem oscila pelo usuário pressionar o botão proporcionado no conector 710.

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13/22 [0064] Por exemplo, quando o operador move o dedo para fora do botão 714 do conector 710 mostrado na figura 3 no estado onde o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 proporcionada no veículo híbrido, uma adaptação de ancoragem 716 engata com a entrada 604 proporcionada no veículo híbrido e o interruptor 712 é fechado. Quando o operador pressiona o botão 714, a adaptação de ancoragem 716 é desengatada a partir da entrada 604 e o interruptor 712 é aberto. Deve ser observado que o método de abrir e fechar o interruptor 712 não é limitado ao mesmo.

[0065] Com referência de volta à figura 2, o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado a uma saída 802 proporcionada na casa. A saída 802 recebe a energia elétrica AC a partir de uma fonte de energia 800 externa ao veículo híbrido.

[0066] A CCID 730 inclui um relé 732 e um circuito piloto de controle 734. No estado onde o relé 732 é aberto, o trajeto é interrompido através do qual a energia elétrica é fornecida ao veículo híbrido a partir da fonte de alimentação 800 externa ao veículo híbrido. No estado onde o relé 732 é fechado, a energia elétrica pode ser fornecida ao veículo híbrido a partir da fonte de alimentação 800 externa ao veículo híbrido. HV ECU 1200 controla o estado do relé 732 no estado onde o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 do veículo híbrido. CCID 730 é ativada quando o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à saída 802. A CCID 730 opera com a energia elétrica fornecida a partir da fonte de alimentação 800 externa ao veículo híbrido.

[0067] O circuito piloto de controle 734 transmite um sinal piloto (sinal de ondas quadradas) CPLT a uma linha piloto de controle no estado onde o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à saída 802, ou seja, à fonte de alimentação externa 800, e onde o conector 710 é conectado à entrada 604 proporcionada no veículo híbrido.

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14/22 [0068] Quando o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à saída 802, o circuito piloto de controle 734 pode emitir um sinal piloto constante CPLT mesmo se o conector 710 for desconectado a partir da entrada 604 proporcionada no veículo híbrido. Entretanto, HV ECU 1200 não pode detectar o sinal piloto CPLT que é emitido no estado onde o conector 710 é desconectado a partir de entrada 604 proporcionada no veículo híbrido.

[0069] Quando o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à saída 802, o conector 710 é conectado à entrada 604 do veículo híbrido e o potencial elétrico do sinal piloto CPLT é reduzido ao valor prescrito, o circuito piloto de controle 734 oscila o sinal piloto CPLT de uma largura de pulso predeterminada (ciclo de trabalho), como mostrado na figura 4.

[0070] O veículo híbrido é informado da capacidade de corrente do cabo de alimentação 700 (um valor da corrente que pode ser fornecido pelo cabo de alimentação 700) de acordo com a largura do pulso do sinal piloto CPLT. A largura do pulso do sinal piloto CPLT é constante independente da voltagem e da corrente da fonte de alimentação externa 800.

[0071] No caso onde um cabo de alimentação diferente é usado, a largura do pulso do sinal piloto CPLT pode variar. Em outras palavras, a largura do pulso do sinal piloto CPLT pode ser ajustada para cada tipo de cabos de alimentação.

[0072] Com referência à figura 5, a CCID 730 será então adicionalmente descrita. A CCID 730 inclui uma bobina eletromagnética 736 e um detector de falha no aterramento 738 junto com o relé 732 e o circuito piloto de controle 734. O circuito piloto de controle 734 inclui um oscilador 740 e um elemento de resistência 742.

[0073] O oscilador 740 opera com a energia elétrica fornecida a partir da fonte de alimentação 800. O oscilador 740 emite um sinal de

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15/22 não oscilação quando a saída do potencial elétrico do elemento de resistência 742 está na vizinhança de um potencial elétrico prescrito V1 (por exemplo, 12V), e emite um sinal oscilado em uma frequência predeterminada (por exemplo, 1 kHz) e em um predeterminado ciclo de trabalho quando a saída do potencial elétrico do elemento de resistência 742 é reduzido abaixo de V1. Em outras palavras, quando o potencial elétrico do sinal piloto CPLT está na vizinhança de V1, o circuito piloto de controle 734 não oscila o sinal piloto CPLT. Quando o potencial elétrico do sinal piloto CPLT é reduzido abaixo de V1, o circuito piloto de controle 734 oscila o sinal piloto CPLT em uma frequência predeterminada e em um predeterminado ciclo de trabalho. Deve ser observado que o potencial elétrico do sinal piloto CPLT é manipulado ao comutar um valor de resistência ao usar um circuito de resistência 900 que será descrito posteriormente.

[0074] O circuito piloto de controle 734 fornece corrente para a bobina eletromagnética 736 quando o potencial elétrico do sinal piloto CPLT está na vizinhança de um potencial elétrico prescrito V3 (por exemplo, 6V). Quando a bobina eletromagnética 736 recebe corrente a partir do circuito piloto de controle 734, a mesma gera energia eletromagnética para fazer com que o relé 732 seja fechado.

[0075] O detector de falha no aterramento 738 é proporcionado no par de linhas de energia para fornecer energia de carregamento a partir da fonte de alimentação 800 a um veículo híbrido de conectar. O detector de falha no aterramento 738 detecta a existência de uma falha no aterramento. Especificamente, o detector de falha no aterramento 738 detecta que as correntes fluindo através do par de linhas de energia uma em direção oposta à outra estão em equilíbrio uma com a outra. Quando o referido equilíbrio é perturbado, o detector de falha no aterramento 738 detecta a ocorrência de uma falha no aterramento. Quando o detector de falha no aterramento 738 detecta a falha no a

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16/22 terramento, o fornecimento de energia elétrica para a bobina eletromagnética 736 é interrompida e o relé 732 é desligado.

[0076] O circuito de resistência 900 será daqui adiante descrito. O circuito de resistência 900 inclui elementos de resistência 902, 904, um relé 906, e um nodo de aterramento 908. O elemento de resistência 902 é conectado entre a linha de sinal do sinal piloto CPLT e o nodo de aterramento 908. O elemento de resistência 904 e o relé 906 são conectados em série entre a linha de sinal do sinal piloto CPLT e o nodo de aterramento 908, e conectado em paralelo com o elemento de resistência 902. O relé 906 é controlado pelo sinal de comutação a partir da HV_ECU 1200.

[0077] O circuito de resistência 900 comuta o potencial elétrico do sinal piloto CPLT de acordo com o sinal de comutação. No caso onde o relé 906 é aberto, o potencial elétrico do sinal piloto CPLT é reduzido a um predeterminado potencial elétrico V2 (por exemplo, 9V) pelo elemento de resistência 902. No caso onde relé 906 é fechado, o potencial elétrico do sinal piloto CPLT é adicionalmente reduzido a potencial elétrico V3 (por exemplo, 6V) pelo elemento de resistência 904.

[0078] Com referência à figura 6, a função de HVECU 1200 será então descrita. Deve ser observado que as funções descritas abaixo podem ser implementadas por um hardware ou software.

[0079] HV ECU 1200 inclui uma primeira unidade operacional 1201 e uma segunda unidade operacional 1202.

[0080] Quando o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 do veículo no estado onde o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, a primeira unidade operacional 1201 estabelece comunicação entre HV ECU 1200 e a carga ECU 1300, e emite um comando para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre

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17/22 no carregador 600. Em outras palavras, o carregador 600 é ativado de modo que o mesmo pode carregar o grupo de baterias 500.

[0081] Mais especificamente, quando o SMR 502 aberto é fechado no estado onde o sinal piloto CPLT está oscilando, comunicação é estabelecida entre a HV ECU 1200 e a carga ECU 1300. Então, é determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[0082] Por exemplo, quando a voltagem detectada pelo sensor de voltagem 602 é menor ou igual a um valor limiar (por exemplo, 0 [V]), é determinado que um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600. Deve ser observado que um estabelecimento de comunicação e determinação de um funcionamento defeituoso pode ser realizado.

[0083] Quando o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 do veículo no estado onde o plugue 720 do cabo de alimentação 700 não é conectado à fonte de alimentação 800, a segunda unidade operacional 1202 estabelece comunicação entre a HV ECU 1200 e a carga ECU 1300 antes do plugue 720 do cabo de alimentação 700 ser conectado à fonte de alimentação 800, e emite um comando para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[0084] Mais especificamente, quando o SMR 502 aberto é fechado no estado onde sinal piloto CPLT não é oscilando, comunicação é estabelecida entre HV ECU 1200 e carga ECU 1300 antes do sinal piloto CPLT ser oscilado. Então, é determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[0085] Com referência à figura 7, a estrutura de controle do programa executado pela HV ECU 1200 será então descrita. Deve ser observado que o programa descrito abaixo é executado durante a parada do veículo, por exemplo. O programa executado pela carga ECU 1300 pode ser registrado em um meio de registro tal como um CD

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18/22 (disco compacto), um DVD (disco versátil digital) e uma ROM (memória de apenas leitura), e introduzido no mercado.

[0086] Na etapa (daqui adiante abreviada como S) 100, a HVECU 1200 determina se o sinal de conexão CNCT é informado ao veículo. Se o sinal de conexão for informado ao veículo (SIM em S100), o processo prossegue para S102. Se não (NÃO em S100), o processo retorna para S100.

[0087] Em S102, HV ECU 1200 determina se o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, ou seja, se o sinal piloto CPLT for detectado. Se o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, ou seja, o sinal piloto CPLT é detectado (SIM em S102), o processo prossegue para S110. Se não (NÃO em S102), o processo prossegue para S130.

[0088] Em S110, HV ECU 1200 faz com que SMR 502 seja fechado. Em S112, HV ECU 1200 estabelece comunicação com HV ECU 1200, e emite um comando para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[0089] Em S114, HV ECU 1200 determina se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600. Se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (SIM em S114), o processo prossegue para S122. Se não (NÃO em S114), o processo prossegue para S116.

[0090] Em S116, HV ECU 1200 faz com que o relé 732 de CCID 730 seja fechado. Em S118, HV ECU 1200 determina se uma voltagem AC é detectada pelo sensor de voltagem 602 de carregador 600. Se a voltagem AC é detectada (SIM em S118), o processo prossegue para S120. Se não (NÃO em S118), o processo prossegue para S122.

[0091] Em S120, HV ECU 1200 começa a carregar o grupo de baterias 500. Em S122, HV ECU 1200 liga a lâmpada de alerta (não mostrada) proporcionada dentro do veículo. Então, o processo termina.

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19/22 [0092] Em S130, HV ECU 1200 faz com que SMR 502 seja fechado. Em S132, HV ECU 1200 estabelece comunicação com HV ECU 1200, e emite um comando para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[0093] Em S134, HV ECU 1200 determina se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600. Se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (SIM em S134), o processo prossegue para S144. Se não (NÃO em S134), o processo prossegue para S136.

[0094] Em S136, HV ECU 1200 determina se o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, ou seja, se o sinal piloto CPLT é detectado. Se o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800 (SIM em S136), o processo prossegue para S138. Se não (NÃO em S136), o processo retorna para S136.

[0095] Em S138, HV ECU 1200 faz com que o relé 732 de CCID 730 seja fechado. Em S140, HV ECU 1200 determina se uma voltagem AC é detectada pelo sensor de voltagem 602 de carregador 600. Se uma voltagem AC é detectada (SIM em S140), o processo prossegue para S142. Se não (NÃO em S140), o processo prossegue para S144.

[0096] Em S142, HV ECU 1200 começa a carregar grupo de baterias 500. Em S144, HV ECU 1200 liga a lâmpada de alerta proporcionado dentro do veículo. Então, o processo termina.

[0097] A operação do sistema de carga de acordo com as presentes modalidades com base nas estruturas acima descritas e os gráficos de fluxo serão então descritos.

[0098] [Caso onde o cabo de alimentação 700 é conectado ao veículo após o mesmo ser conectado à fonte de alimentação 800] [0099] Quando o usuário conecta o plugue 720 do cabo de alimentação 700 à fonte de alimentação 800 e então conecta o conector 710

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20/22 do cabo de alimentação 700 à entrada 604 do veículo, o sinal de conexão CNCT é informado ao veículo (SIM em S100) como mostrado no tempo T1 na figura 8. Adicionalmente, uma vez que o plugue 720 do cabo de alimentação 700 está conectado à fonte de alimentação 800, a CCID 730 do cabo de alimentação 700 é ativada.

[00100] Neste estado, o sinal piloto CPLT é detectado (SIM em S102). Assim, no tempo T2, SMR 502 é induzida a ser fechada (S110). No tempo T3, comunicação é estabelecida entre HV ECU 1200 e a carga ECU 1300, e então, um comando é emitido para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (S112). Isto faz com que o carregador 600 seja ativado. Quando o carregador 600 é ativado, um sinal de estado do carregador mostrando o estado de carregador 600 representa espera.

[00101] Se o carregador 600 é normalmente operado (NÃO em S114), o relé 732 de CCID 730 é trazido em um estado fechado no tempo T4 (S116). Isto permite que a fonte de alimentação 800 externa ao veículo forneça energia elétrica ao veículo.

[00102] Se uma voltagem AC é detectada pelo sensor de voltagem 602 de carregador 600 (SIM em S118), energia elétrica pode normalmente ser fornecida. Consequentemente, a carga é iniciada no tempo T5 (S120). Quando a carga é iniciada, o sinal de estado do carregador representa carga iniciada. Então, o sinal de estado do carregador representa durante carga no tempo T6.

[00103] Se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (SIM em S114), ou se uma voltagem AC não é detectada (NÃO em S118), a lâmpada de alerta é ligada de modo a informar ao usuário de um funcionamento defeituoso (S122).

[00104] [Caso Onde o Cabo de alimentação 700 é Conectado ao veículo antes de ser Conectado à fonte de alimentação 800]

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21/22 [00105] Quando o conector 710 do cabo de alimentação 700 é conectado à entrada 604 do veículo antes o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, um sinal de conexão CNCT é informado ao veículo no tempo T11 na figura 9 (SIM em S100). Uma vez que o plugue 720 do cabo de alimentação 700 não está conectado à fonte de alimentação 800, CCID 730 do cabo de alimentação 700 não é ativada.

[00106] Neste estado, o sinal piloto CPLT não é detectado (NÃO em S102). Assim, SMR 502 é induzida a ser fechada no tempo T12 (S130). No tempo T13, comunicação é estabelecida entre a HVECU 1200 e a carga ECU 1300, e então, um comando é emitido para a carga ECU 1300 para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (S130). Em outras palavras, antes do plugue 720 do cabo de alimentação 700 ser conectado à fonte de alimentação 800, comunicação é estabelecida entre HV ECU 1200 e a carga ECU 1300, e é determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[00107] Consequentemente, mesmo se o veículo e a fonte de alimentação externa 800 não são conectados um ao outro através do cabo de alimentação 700, o cabo de alimentação 700 é conectado ao veículo, o que permite que comunicação seja estabelecida entre HV ECU 1200 e a carga ECU 1300, com o resultado que pode ser determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600.

[00108] Se carregador 600 é normalmente operado (NÃO em S134), é determinado se o plugue 720 do cabo de alimentação 700 é conectado à fonte de alimentação 800, ou seja, se o sinal piloto CPLT é detectado (S136).

[00109] Quando sinal piloto CPLT é detectado no tempo T14 (SIM em S136), CCID 730 do cabo de alimentação 700 é ativada. Adicionalmente, o relé 732 de CCID 730 é induzido a ser fechado no tempo T15 (S138). Se uma voltagem AC é detectada pelo sensor de volta

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22/22 gem 602 de carregador 600 (SIM em S140), a carga é iniciada no tempo T16 (S142).

[00110] Se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador 600 (SIM em S134), ou se uma voltagem AC não é detectada (NÃO em S140), a lâmpada de alerta é ligada (S144).

[00111] Como descrito acima, de acordo com o sistema de carga das presentes modalidades, quando o conector do cabo de alimentação é conectado à entrada do veículo no estado onde o plugue do cabo de alimentação é conectado a uma fonte de alimentação externa ao veículo, é determinado se um funcionamento defeituoso ocorre em o carregador. Se o conector do cabo de alimentação é conectado à entrada do veículo no estado onde o plugue do cabo de alimentação não é conectado a uma fonte de alimentação externa ao veículo, é determinado se um funcionamento defeituoso ocorre em o carregador antes o plugue do cabo de alimentação é conectado a uma fonte de alimentação externa ao veículo. Assim, mesmo se o veículo e a fonte de alimentação externa não são conectados um ao outro através do cabo de alimentação, que conecta o cabo de alimentação ao veículo permite que uma determinação seja produzida tal como para ver se um funcionamento defeituoso ocorre em o carregador. Portanto, por exemplo, mesmo quando há uma desconexão dentro do cabo de alimentação, pode ser determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador antes do cabo de alimentação ser reparado ou substituído. Como um resultado, pode ser imediatamente determinado se um funcionamento defeituoso ocorre no carregador.

[00112] Deve ser entendido que as modalidades descritas aqui são ilustrativas e não restritivas em cada aspecto. O âmbito da presente invenção é definido pelos termos das reivindicações, em vez de pela descrição acima, e é pretendido incluir quaisquer modificações dentro do âmbito e significado equivalente aos termos das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operar um sistema de carga para fornecer, a um mecanismo de armazenamento de energia (500) montado em um veículo, energia elétrica fornecida através de um instrumento de acoplamento (700) a partir de uma fonte de energia (800) externa ao veículo, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

executar um processo predeterminado quando o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado ao referido veículo em um estado onde o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado à referida fonte de alimentação (800); e executar o referido processo predeterminado antes do referido instrumento de acoplamento (700) ser conectado à referida fonte de alimentação (800), quando o referido instrumento de acoplamento (700) está conectado ao referido veículo em um estado onde o referido instrumento de acoplamento (700) não está conectado à referida fonte de alimentação (800), em que o dito processo predeterminado é um processo para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no referido sistema de carga.
2. Sistema de carga para fornecer, a um mecanismo de armazenamento de energia (500) montado em um veículo, energia elétrica fornecida através de um instrumento de acoplamento (700) a partir de uma fonte de energia (800) externa ao veículo, o referido sistema de carga caracterizado pelo fato de que compreende:

primeiro meio operacional (1201) para executar um processo predeterminado quando o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado ao referido veículo em um estado onde o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado à referida fonte de alimentação (800), e

Petição 870180158533, de 04/12/2018, pág. 5/12

2/4 segundo meio operacional (1202) para executar o referido processo predeterminado antes do referido instrumento de acoplamento (700) ser conectado à referida fonte de alimentação (800), quando o referido instrumento de acoplamento (700) está conectado ao referido veículo em um estado onde o referido instrumento de acoplamento (700) não está conectado à referida fonte de alimentação (800) em que, o dito processo predeterminado é um processo para determinar se um funcionamento defeituoso ocorre no referido sistema de carga.
3. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:

o referido instrumento de acoplamento (700) inclui um primeiro mecanismo de geração (734) que gera um primeiro sinal quando o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado ao referido veículo e a referida fonte de alimentação (800) externa ao referido veículo, e um segundo mecanismo de geração (712) que gera um segundo sinal quando o referido instrumento de acoplamento (700) é conectado ao referido veículo, um mecanismo de comutação (502) é proporcionado entre o referido mecanismo de armazenamento de energia (500) e o referido sistema de carga para comutar o referido mecanismo de armazenamento de energia (500) e o referido sistema de carga a partir de um estado desconectado a um estado conectado quando o referido segundo sinal é gerado, o referido primeiro meio operacional (1201) inclui meios para executar o referido processo predeterminado quando o referido mecanismo de armazenamento de energia (500) e o referido sistema de carga são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado em um estado onde o referido primeiro sinal é gerado, e

Petição 870180158533, de 04/12/2018, pág. 6/12

3/4 o referido segundo meio operacional (1202) inclui meios para executar o referido processo predeterminado antes do referido primeiro sinal ser gerado, quando o referido mecanismo de armazenamento de energia (500) e o referido sistema de carga são comutados a partir do estado desconectado para o estado conectado em um estado onde o referido primeiro sinal não é gerado.
4. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro sinal é um sinal piloto que representa um valor de uma corrente que pode ser fornecida pelo referido instrumento de acoplamento.
5. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido segundo sinal é um sinal de conexão que representa um estado onde o referido instrumento de acoplamento está conectado ao referido veículo.
6. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido mecanismo de comutação (502) é um relé proporcionado dentro do referido veículo.
7. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro mecanismo de geração (734) é um circuito piloto de controle, e o referido segundo mecanismo de geração (712) é um interruptor.
8. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido instrumento de acoplamento (700) é um cabo de alimentação.
9. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o referido instrumento de acoplamento (700) é um EVSE.
10. Sistema de carga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado

Petição 870180158533, de 04/12/2018, pág. 7/12

4/4 pelo fato de que o referido mecanismo de armazenamento de energia (500) é uma batería.