充電設備以及用于充電設備的故障判定方法
【專利摘要】本發明提供了一種充電設備以及一種用于充電設備的故障判定方法。在所述充電設備中，繼電器允許通過開關的切換而使電流在所述充電設備內流動。加速度傳感器檢測所述繼電器的振動并且產生加速度感測信號。控制單元接收來自所述加速度傳感器的所述加速度感測信號并且檢測所述充電設備的故障。
【專利說明】充電設備以及用于充電設備的故障判定方法
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請根據35U. S. C. 119和35U. S. C. 365要求于2013年5月13日遞交的韓國專 利申請10-2013-0053862的優先權，其全部內容通過引用合并于此。
【技術領域】
[0003] 本公開涉及一種充電設備以及一種用于該充電設備的故障判定方法，并且尤其涉 及一種用于車輛的充電設備以及一種用于該充電設備的故障判定方法，所述用于車輛的充 電設備檢測繼電器的振動以產生加速度感測信號并且接收該加速度感測信號以檢測在充 電設備中的故障。
【背景技術】
[0004] 隨著全球環境污染的惡化，無污染能源的使用變得愈加重要。尤其是，大都市區域 中的空氣污染問題日漸惡化，并且排氣是它們的主要原因之一。在這種情況下，最近研究 者正積極地進行使用電作為動力源的所謂的電動車輛的商品化，電是無污染能源。電動車 輛從外部接收電能并且用電能對電池充電，并隨后使用在電池中充電的電壓以通過與車輪 聯合的電動機來獲取動力，所述動力是機械能。即，由于電動機由在電池中充電的電壓而驅 動，因此電動車輛使用大容量可再充電電池并且包括用于對大容量可再充電電池充電的充 電設備。
[0005] 充電設備被劃分成快速充電器和慢速充電器。快速充電器安裝在類似加油站的位 置處以用于在駕駛期間對電池進行快速充電。其充電時間占用大約20分鐘。相反，慢速充 電器安裝在預期了長時間停車的諸如停車場或大型購物中心的位置處。其充電時間占用大 約5小時。
[0006] 這種充電設備包括繼電器，并且故障可能發生在繼電器中而使得在對目標充電裝 置的充電期間繼電器可能由于過流或其他原因而被熔斷。
[0007] 然而，常規的充電設備檢測這種故障是困難的。
【發明內容】
[0008] 實施例提供一種充電設備以及一種用于該充電設備的能夠易于發現該充電設備 中的故障的故障判定方法。
[0009] 在一個實施例中，充電設備包括：繼電器，其允許通過開關的切換而使電流在所述 充電設備內流動；加速度傳感器，其檢測所述繼電器的振動并且產生加速度感測信號；以 及控制單元，其分析來自所述加速度傳感器的所述加速度感測信號的波形并且檢測所述充 電設備中的故障，其中所述加速度感測信號的所述波形順序地包括：小振動周期、在所述開 關的狀態改變的同時的大振動周期；并且所述控制單元基于所述小振動周期中的峰值、所 述大振動周期中的峰值以及從所述小振動周期中的峰值至所述大振動周期中的峰值所花 費的時間中的至少任一因子來檢測所述充電設備的故障。
[0010] 在進一步的另一實施例中，一種用于充電設備的故障判定方法包括：通過繼電器 中包含的開關的切換而使電流在所述充電設備內流動；通過加速度傳感器來檢測所述繼電 器的振動并且產生加速度感測信號；以及分析來自所述加速度傳感器的所述加速度感測信 號的波形并且檢測所述充電設備中的故障，其中所述加速度感測信號的所述波形順序地包 括：小振動周期、在所述開關的狀態改變的同時的大振動周期；并且所述故障的所述檢測 包括基于所述小振動周期中的峰值、所述大振動周期中的峰值以及從所述小振動周期中的 峰值至所述大振動周期中的峰值所花費的時間中的至少任一因子來檢測所述充電設備的 故障。
[0011] 所述加速度傳感器可以附接至所述繼電器并且檢測所述繼電器的所述振動。
[0012] 所述故障判定方法可以進一步包括：當所述繼電器正常運轉時，將波形因子的正 常范圍存儲在存儲器中。
[0013] 所述故障的所述檢測可以包括將所述小振動周期中的當前峰值、所述大振動周期 中的當前峰值以及從所述小振動周期中的峰值至所述大振動周期中的峰值所花費的當前 時間中的至少任一因子與相應的正常范圍相比較并且當所述因子在所述正常范圍之外時 檢測到所述充電設備的故障。
[0014] 所述正常范圍可以是所述小振動周期中的峰值的正常范圍、所述大振動周期中的 峰值的正常范圍以及從所述小振動周期中的峰值至所述大振動周期中的峰值所花費的時 間的正常范圍中的至少任一個。
[0015] 所述故障判定方法可以進一步包括：當檢測到所述充電設備中的故障時，將所述 故障通知給用戶或停止對所述充電設備充電。
[0016] 一個以上實施例的細節在附圖中和在以下描述中闡明。從說明書和附圖中，以及 從權利要求書中，其他特征將是顯而易見的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1是示出根據實施例的電池充電設備對車輛充電的結構圖。
[0018] 圖2是簡要示出根據實施例的繼電器、加速度傳感器以及控制單元的圖。
[0019] 圖3是根據實施例的將繼電器的振動表示為波形的波形圖。
[0020] 圖4是示出根據實施例的用于充電設備的故障判定方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021] 現在將詳細參照本公開的實施例，實施例的示例在附圖中示出。在說明書中，將省 略對與本發明無關的部分的描述或圖，或簡要描述或繪制。相似的附圖標記指始終指相似 的元件。
[0022] 將進一步理解的是，在此使用的術語"包含"和/或"包括"指定所陳述的特征或 部件的存在，但不排除一個以上其他特征或部件的存在或增加。
[0023] 將理解的是，當一個部件被稱作"連接"到另一部件時，可以"直接連接"到另一部 件或用存在于它們之間的中間層而"電連接"到另一部件。
[0024] 在以下描述中，用于指代元件的諸如'模塊'或'單元'的后綴的使用僅為了便于 本發明的闡述，而其本身不具有重要的含義。
[0025] 將參照附圖來詳細描述根據實施例的充電設備以及用于該充電設備的操作方法。 然而，本發明可以以多種不同形式來體現并且不應被解釋為對在此闡述的實施例的限制； 而是，能夠易于通過增加、修改、變化而得到包含在其他變劣發明中或落入本公開的精神和 范圍之內的替換實施例，并且這些替換實施例將本發明的構思充分傳達給本領域技術人 員。
[0026] 圖1是示出根據實施例的電池充電設備對車輛充電的結構圖。
[0027] 結合圖1來描述根據該實施例的充電設備。
[0028] 根據該實施例的充電設備100可以包括繼電器110、加速度傳感器120、控制單元 130以及存儲器140。然而，圖1中所示的元件不是必需的并且充電設備100可以用更多個 其他元件或更少的元件來實現。
[0029] 充電設備100從供電設備200接收供電電壓并且對電動車輛300充電。電動車輛 300在此例示，但本發明不限于此并且電動車輛300可用可再充電裝置來替代。
[0030] 圖2是簡要示出根據實施例的繼電器、加速度傳感器以及控制單元的圖。
[0031] 結合圖2來描述根據實施例的繼電器、加速度傳感器以及控制單元。
[0032] 繼電器110從控制單元130接收繼電器狀態改變控制信號并且控制流經充電設備 100的電流。
[0033] 如圖2所示，繼電器110可以包括一個以上開關。當繼電器狀態改變控制信號的 值對應于繼電器接通時，繼電器100可以接通開關。當繼電器狀態改變控制信號的值對應 于繼電器關斷時，繼電器100可以關斷開關。
[0034] 可以通過對加速度傳感器120的輸出信號進行處理來測量諸如物體的加速度、物 體的振動或對物體造成的沖擊的動態力分量。由于專門感測物體的移動狀態，因此加速度 傳感器120用于諸如車輛、火車、船、或飛機的各種運輸裝置以及機器人。加速度傳感器120 可以根據繼電器110的開關的狀態變化來感測繼電器110的振動。加速度傳感器120感測 繼電器110的振動以產生加速度感測信號。
[0035] 控制單元130控制充電設備100的整體操作。控制單元130接收加速度傳感器 120的加速度感測信號以診斷充電設備100中的故障。
[0036] 根據實施例的控制單元130控制繼電器的開關的狀態變化。這里，開關的狀態變 化可以表示從接通狀態到關斷狀態的變化或從關斷狀態到接通狀態的變化。
[0037] 根據實施例的加速度傳感器120可以附接到繼電器100的底端并且感測繼電器 110的振動。然而，加速度傳感器120的位置不限于此并且可以定位在可以感測繼電器100 的振動的部分處。
[0038] 通過控制單元130來診斷充電設備100中的故障的方法如下。控制單元130可以 分析來自加速度傳感器120的加速度感測信號的波形并且診斷充電設備100中的故障。
[0039] 圖3是根據實施例的根據繼電器的振動的加速度感測信號的波形圖。
[0040] 參照圖3,描述了根據與開關接通/關斷一致的繼電器110的振動的加速度感測信 號的波形。
[0041] 根據繼電器110的振動的加速度感測信號的波形順序地包括三個振動周期：小振 動周期410、大振動周期420以及微細振動周期（finevibration period) 430。
[0042] 小振動周期410恰在繼電器110的開關狀態變化之前出現。在小振動周期410中， 繼電器110的開關根據來自控制單元130的脈沖信號而移動以實現狀態變化。由于該移動 操作，繼電器110以小幅度振動。
[0043] 大振動周期420出現在繼電器110的開關狀態變化的瞬間。在大振動周期410中 繼電器110的開關從接通（0N)狀態切換成關斷（OFF)狀態或者從OFF狀態切換成0N狀 態。此時，出現了根據開關的移動的物理力并且，由于這種力，繼電器100比在小振動周期 410中振動更大。
[0044] 微細振動周期430出現在繼電器110的開關的狀態變化之后。在微細振動周期 430中，繼電器110由于出現在大振動周期420中的物理力而微細地振動。
[0045] 控制單元130可以檢測在小振動周期410中的峰值A1、在大振動周期420中的峰 值A2,或從小振動周期410中的峰值A1至大振動周期420中的峰值A2所花費的時間T。
[0046] 控制單元130可以將A1、A2以及T的當前值與A1、A2以及T的正常范圍相比較。 正常范圍可表示當充電裝置100正常運轉時Al、A2以及T的范圍，并且存儲在存儲器140 中。根據比較結果，當甚至所檢測的A1、A2以及T中的任意一值都在正常范圍之外時，控 制單元130會檢測出繼電器110的故障的發生。當由于過流或其他原因而發生例如繼電器 110的開關熔斷的故障時，A1或A2的幅值會下降或增大。此外，T的值會下降或增大。
[0047] 根據實施例，存儲器140可以存儲小振動周期410中的峰值A1、大振動周期420中 的峰值A2以及從小振動周期410中的峰值A1至大振動周期420中的峰值A2所花費的時 間T的值。
[0048] 當檢測出繼電器110的故障的發生時，控制單元130可以停止充電設備100的運 轉或通知用戶故障的發生。
[0049] 根據實施例，控制單元130可以分別將A1、A2以及T的當前值與存儲在存儲器140 中的正常范圍相比較。
[0050] 再參照圖1，描述了充電設備。
[0051] 存儲器140可以存儲用于控制單元130的操作的程序并且臨時性地存儲輸入/輸 出數據。
[0052] 存儲器140可以包括至少一種以下記錄媒介：閃存型記錄媒介、硬盤型記錄媒 介、多媒體卡片微型記錄媒介或者卡片型存儲器（例如，SD或XD存儲器）、隨機存取存儲 器（RAM)、靜態隨機存取存儲器（SRAM)、只讀存儲器（ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器 (EEPR0M)、可編程只讀存儲器（PR0M)、磁存儲器、磁盤或光盤。
[0053] 根據實施例，存儲器140可以存儲多種數值。
[0054] 圖4是示出用于充電設備的故障判定方法的流程圖。
[0055] 參照圖4,描述了用于充電設備的故障判定方法。
[0056] 控制單元130根據繼電器的振動來檢測Al、A2以及T的值（操作S101)。
[0057] 控制單元130將所檢測的Al、A2以及T的值分別與各正常范圍進行比較（操作 S103)。
[0058] 當Al、A2以及T的值都分別在正常范圍內時，控制單元130判定充電設備100正 常運轉（操作S105)。
[0059] 當A1、A2以及T的值未分別在正常范圍內時，控制單元130判定充電設備100故 障（操作S107)。
[0060] 上述實施例的上述配置以及方法不限于應用在充電設備100上。實施例的全部或 部分選擇性地結合并且配置為使多種修改能夠實現。
[0061] 根據實施例，能夠易于檢測到充電設備中的故障。
[0062] 盡管已經參照其若干示例性實施例來描述了實施例，但是應當理解，本領域技術 人員可以設計出將落入本公開的原理的精神和范圍內的許多其他修改和實施例。尤其是， 在本公開、附圖以及所附的權利要求書的范圍內的對主題組合布置的組成部分和/或布置 的多種變化和修改是可能的。除了對組成部分和/或布置的多種變化和修改之外，替換使 用對本領域技術人員也將是顯而易見的。
【權利要求】
1. 一種充電設備，包括： 繼電器，其允許通過開關的切換而使電流在所述充電設備內流動； 加速度傳感器，其檢測所述繼電器的振動并且產生加速度感測信號；以及 控制單元，其分析來自所述加速度傳感器的所述加速度感測信號的波形并且檢測所述 充電設備的故障， 其中所述加速度感測信號的所述波形順序地包括：小振動周期、在所述開關的狀態改 變的同時的大振動周期，并且 所述控制單元基于所述小振動周期中的峰值、所述大振動周期中的峰值以及從所述小 振動周期中的所述峰值至所述大振動周期中的所述峰值所花費的時間中的至少任一因子 來檢測所述充電設備的故障。
2. 根據權利要求1所述的充電設備，其中所述加速度傳感器附接至所述繼電器并且檢 測所述繼電器的所述振動。
3. 根據權利要求1所述的充電設備，進一步包括存儲器，在所述繼電器正常運轉時所 述存儲器存儲所述波形的所述因子的正常范圍。
4. 根據權利要求3所述的充電設備，其中所述控制單元將所述小振動周期中的當前峰 值、所述大振動周期中的當前峰值以及從所述小振動周期中的峰值至所述大振動周期中的 峰值所花費的當前時間中的至少任一因子與相應的正常范圍相比較并且當所述因子在所 述正常范圍之外時檢測到所述充電設備的故障。
5. 根據權利要求4所述的充電設備，其中所述正常范圍是所述小振動周期中的峰值的 正常范圍、所述大振動周期中的峰值的正常范圍以及從所述小振動周期中的峰值至所述大 振動周期中的峰值所花費的時間的正常范圍中的至少任一個。
6. 根據權利要求1所述的充電設備，其中，當檢測到所述充電設備中的故障時，所述控 制單元將所述故障通知給用戶或停止對所述充電設備充電。
7. -種用于充電設備的故障判定方法，包括： 通過繼電器中包含的開關的切換而使電流在所述充電設備內流動； 通過加速度傳感器來檢測所述繼電器的振動并且產生加速度感測信號；以及 分析來自所述加速度傳感器的所述加速度感測信號的波形并且檢測所述充電設備中 的故障， 其中所述加速度感測信號的所述波形順序地包括：小振動周期、在所述開關的狀態改 變的同時的大振動周期；并且 所述故障的所述檢測包括基于所述小振動周期中的峰值、所述大振動周期中的峰值以 及從所述小振動周期中的峰值至所述大振動周期中的峰值所花費的時間中的至少任一因 子來檢測所述充電設備的故障。
8. 根據權利要求7所述的故障判定方法，其中所述加速度傳感器附接至所述繼電器并 且檢測所述繼電器的所述振動。
9. 根據權利要求7所述的故障判定方法，進一步包括當所述繼電器正常運轉時將波形 因子的正常范圍存儲在存儲器中。
10. 根據權利要求9所述的故障判定方法，其中所述故障的所述檢測包括將所述小振 動周期中的當前峰值、所述大振動周期中的當前峰值以及從所述小振動周期中的峰值至所 述大振動周期中的峰值所花費的時間中的至少任一因子與相應的正常范圍相比較并且當 所述因子在所述正常范圍之外時檢測到所述充電設備的故障。
11. 根據權利要求10所述的故障判定方法，其中所述正常范圍是所述小振動周期中的 峰值的正常范圍、所述大振動周期中的峰值的正常范圍以及從所述小振動周期中的峰值至 所述大振動周期中的峰值所花費的時間的正常范圍中的至少任一個。
12. 根據權利要求7所述的故障判定方法，進一步包括：當檢測到所述充電設備中的故 障時，將所述故障通知給用戶或停止對所述充電設備充電。
【文檔編號】G01R31/00GK104158238SQ201410201360
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2013年5月13日
【發明者】任昌俊 申請人:Ls產電株式會社