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(shuō)，涉及一種應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的電池充電
器o
背景技術(shù)：
電力電纜是通常與護(hù)層保持在一起的兩個(gè)或更多個(gè)導(dǎo)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(lái)安裝電 力電纜。柔性的電力電纜可用于便攜式設(shè)備、移動(dòng)工具和機(jī)器。電纜可包括三個(gè)主要部件導(dǎo)體、絕緣體和護(hù)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(dǎo)體。一些電力電纜可使用固體導(dǎo)體。電纜可包 括用于電路中性或接地連接的無(wú)絕緣導(dǎo)體。整個(gè)組裝件可以是圓形的或扁平的。可以將不導(dǎo)電填充纜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(guó)家和/或國(guó)際規(guī)定來(lái)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(xué)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(wú)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(duì)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(fù)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(biāo)示的中性線、兩相線(第一導(dǎo)體(黑色)和 第二導(dǎo)體(通常為紅色))，以及無(wú)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(kāi)關(guān)場(chǎng)所，諸如用于位于走廊的任一端處的開(kāi)關(guān)或用于上層和下層的用于 樓梯照明的開(kāi)關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供了一種電池充電器，所述電池充電器能夠與包括火線 和回線的配電線路電連接，所述電池充電器包括電路，被構(gòu)造為基于火線和回線中的至少 一個(gè)的溫度和/或溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)火線的電流。一種操作與具有火線和回線的配電線路電連接的電池充電器的方法包括確定火 線和回線中的至少一個(gè)的溫度和/或溫度變化；以及基于溫度和/或溫度變化來(lái)控制通過(guò) 火線的電流。一種能夠與具有火線和回線的配電線路電連接的電池充電器包括電路，該電路被構(gòu)造為基于火線和回線中的至少一個(gè)的溫度和/或溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)火線的電流。一種具有電力存儲(chǔ)單元的機(jī)動(dòng)車(chē)輛包括能夠電連接在配電線路和電力存儲(chǔ)單元 之間的調(diào)節(jié)器電路(regulator circuit)，所述電力存儲(chǔ)單元能夠從具有火線和回線的配 電線路接收電力。調(diào)節(jié)器電路被構(gòu)造為基于火線和回線中的至少一個(gè)的溫度和/或溫度變 化來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)火線的電流。盡管示出和公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，但是這樣的公開(kāi)不應(yīng)被解釋為用來(lái) 限制本發(fā)明。預(yù)計(jì)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(jì)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電池充電器的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照?qǐng)D1，機(jī)動(dòng)車(chē)輛10的實(shí)施例(如，混合動(dòng)力的、電動(dòng)的等)包括牽引用電 池12、電機(jī)13、電池充電器14和底盤(pán)15。如普通技術(shù)人員所明白的，牽引用電池12可經(jīng)電 機(jī)13為車(chē)輛10提供動(dòng)力。電池充電器14可包括一對(duì)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(lái)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(shí)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。可通過(guò)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(gè)二極管以橋式構(gòu)造布置。這 種布置可對(duì)任何極性的輸入電壓提供相同極性的輸出電壓。在本實(shí)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?；鼐€38與回線端子30電連接。地線40 與底盤(pán)15電連接。在圖1的實(shí)施例中，火線36將來(lái)自插座32的電流傳送到線圈18，回線 38將來(lái)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(lái)自電流傳感器44、45的電流信息和來(lái)自電壓傳感器46、47的電壓信息。在圖 1的實(shí)施例中，電流傳感器44感測(cè)通過(guò)線圈18和回線端子30的電流，電壓傳感器46感測(cè) 回線端子30和地線40之間的電壓。電流傳感器45感測(cè)牽引用電池12的電流，電壓傳感 器47感測(cè)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(cè)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(cè)橋式整流器20和晶體管22之間的電流和/或電壓。
4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(cè)量的電流和電壓傳感器46測(cè)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(dǎo)線的瞬時(shí)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 或 其中，氏為導(dǎo)線的初始電阻。使用電壓和電流，式⑵可被改寫(xiě)為
(3) 或
去〕⑷ 其中，I禾P V是分別由傳感器44和46測(cè)量的瞬時(shí)電流和瞬時(shí)電壓，Ii和Vi是分 別由傳感器44和46測(cè)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(cè)量的電流和電壓傳感器46測(cè)量的電壓確定火線36和/或回線38的溫度變化。 在其它實(shí)施例中，電池充電器14可以以已知的方式控制通過(guò)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(cè)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(shí)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(cè)量的電壓確定火線36和/或回線38的溫度變化。 其中，VM是恰好在電流開(kāi)始通過(guò)電池充電器14之前火線端子28和回線端子30 之間的瞬時(shí)電壓，VLNi+是恰好在電流開(kāi)始通過(guò)電池充電器14之后火線端子28和回線端子 30之間的瞬時(shí)電壓，VLN+是在電流開(kāi)始通過(guò)電池充電器14之后的任一時(shí)刻火線端子28和 回線端子30之間的瞬時(shí)電壓，VNG-是恰好在電流開(kāi)始通過(guò)電池充電器14之前回線端子30 和地線40之間的瞬時(shí)電壓，VNM+是恰好在電流開(kāi)始通過(guò)電池充電器14之后回線端子30和 地線40之間的瞬時(shí)電壓。將式(5)和式(6)帶入式⑵(并化簡(jiǎn))得到
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(cè)量的電 壓來(lái)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(cè)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(kāi)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(lái)控制通過(guò)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) _3] Pin = Pout(8)使用電壓和電流，式(9)可改寫(xiě)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(cè)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(dǎo)致 IrfflS的變化。即，降低晶體管22的占空比(duty cycle)來(lái)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(cè)量的電流和電壓傳感器47測(cè)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(dāng)火線36和/或回線38 的溫度和/或溫度變化開(kāi)始達(dá)到所述范圍的上限時(shí)，微處理器42可以以已知的方式開(kāi)始運(yùn) 行晶體管22。如果火線36和/或回線38的溫度超過(guò)上限，則減少電流，使得火線36和/ 或回線38的溫度在上限之內(nèi)。例如，如果火線36和/或回線38的溫度超過(guò)35°C，則微處 理器42可開(kāi)始運(yùn)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(kāi)始運(yùn)行晶體管22以減小電流。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(chē)輛10 —體地形成。然而，在其它實(shí)施例中，充電器14 可與車(chē)輛10分開(kāi)。例如，充電器14可以是可插入到電插座32和車(chē)輛10的獨(dú)立的單元。其 它的布置也是可能的?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2，標(biāo)號(hào)與圖1中的元件標(biāo)號(hào)差100的元件的描述與圖1中的用標(biāo)號(hào)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(shí)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、 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(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正?；趥鞲衅?44測(cè)量的電流和/或傳感器146 測(cè)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(shí)現(xiàn)配 電溫度管理。當(dāng)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(shí)施例，但是不意圖這些實(shí)施例示出和描述本發(fā) 明的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)式描述性的而非限定性的詞語(yǔ)，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與包括火線和回線的配電線路電連接，所述電池充電器包括電路，被構(gòu)造為基于火線和回線中的至少一個(gè)的溫度和/或溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)火線的電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電池充電器，還包括被構(gòu)造為在電池充電器處測(cè)量配電線路的 電流和電壓的另一電路。
3.如權(quán)利要求2所述的電池充電器，還包括被構(gòu)造為基于測(cè)量的電流和電壓中的至少 一個(gè)來(lái)確定火線和回線中的至少一個(gè)的溫度變化的又一電路。
4.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(cè)量電壓。
5.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，并且在地線和火線之 間或在地線和回線之間測(cè)量電壓。
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與包括火線和回線的配電線路電連接，所述電池充電器包括電路，被構(gòu)造為基于火線和回線中的至少一個(gè)的溫度和/或溫度變化來(lái)調(diào)節(jié)通過(guò)火線的電流。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101867202SQ201010163769
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)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, 邁克爾·艾倫·塔摩 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司