[發(fā)明專利]電動(dòng)汽車的充電裝置、充電系統(tǒng)和運(yùn)行保護(hù)開關(guān)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210415794.9
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103138327B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M.黑格曼;A.芒德里
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 丁永凡,劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于電動(dòng)汽車的充電裝置，借助于該裝置經(jīng)過充電電纜從供電網(wǎng)給電動(dòng)汽車提供充電電流。由如此充電裝置和建筑物的電氣安裝設(shè)備的保護(hù)開關(guān)形成的系統(tǒng)也屬本發(fā)明，通過該保護(hù)開關(guān)充電電纜連接在供電網(wǎng)上。最后用于運(yùn)行電動(dòng)汽車的充電裝置的保護(hù)開關(guān)的方法屬于本發(fā)明。上述形式的充電裝置例如可以用作電動(dòng)汽車停車場的充電站，也就是說例如用作汽車充電站或用作已安裝的充電設(shè)備的車棚。另外在標(biāo)準(zhǔn)IEC61851中給出了所提供的充電裝置的、包含本發(fā)明的形式（IEC-國際電工委員會(huì)）。充電裝置也可能特別涉及具有所謂ICCB(纜內(nèi)控制盒)的充電電纜，其也作為IC-RCD(纜內(nèi)殘余電流器件（FI）)。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車的充電裝置通常必須具有一個(gè)保護(hù)開關(guān)，在識別故障電流的情況下該保護(hù)開關(guān)進(jìn)行觸發(fā)，也就是說中斷充電電流。結(jié)合本發(fā)明對故障電流不僅理解為流經(jīng)保護(hù)開關(guān)的漏電流而且也理解為經(jīng)過電動(dòng)汽車或經(jīng)過周圍物體流入地電位的接地故障電流。按照IEC61851-1 EVSE 2型（EVSE-Electric Vehicle Supply Equipment電動(dòng)汽車供電設(shè)備）的充電電纜本身在充電電纜內(nèi)通過ICCB提供故障電流保護(hù)（也就是保護(hù)開關(guān)、其觸發(fā)設(shè)備和用于識別故障電流的附屬探測裝置）。

可是假如在電動(dòng)汽車充電期間出現(xiàn)故障電流，充電裝置的故障電流保護(hù)不是唯一的保護(hù)。在把充電裝置連接在供電網(wǎng)上的電氣安裝設(shè)備中通常也安裝故障電流保護(hù)裝置。如果電動(dòng)汽車通過建筑物、例如私人住宅的電氣安裝設(shè)備充電，則通常通過建筑物的故障電流保護(hù)裝置傳導(dǎo)充電電流。對此較多涉及所謂的組FI保護(hù)設(shè)備，經(jīng)過該設(shè)備例如也可以同時(shí)保護(hù)住宅的插座電流回路。在電器安裝的如此故障電流保護(hù)裝置中額定故障電流的電流強(qiáng)度通常為30mA。

通過EVSE 2型充電電纜對電動(dòng)汽車電池充電可能持續(xù)幾個(gè)小時(shí)并且因此通常在夜里進(jìn)行。對此在充電電纜內(nèi)的故障電流保護(hù)裝置應(yīng)當(dāng)盡可能動(dòng)作，可是實(shí)際上存在安全重要的缺陷，因?yàn)樵谝恍┣闆r下不必要地中斷充電過程并因此在第二天早上不能使用電動(dòng)汽車。如此故障電流保護(hù)裝置例如在較小、符合運(yùn)行方式的漏電流的情況下不動(dòng)作，其可能短時(shí)間流經(jīng)故障電流保護(hù)裝置的保護(hù)開關(guān)（PE-導(dǎo)體）。例如在轉(zhuǎn)換負(fù)載時(shí)或在逆變器的開關(guān)過程中產(chǎn)生運(yùn)行引起的漏電電流。其通常僅持續(xù)最多10ms的時(shí)間間隔。當(dāng)然如此運(yùn)行引起的漏電電流也不能完全忽略。如果忽略該漏電流，則可能觸發(fā)建筑物電氣安裝設(shè)備的故障電流保護(hù)裝置，如此不僅僅中斷電動(dòng)汽車的充電過程，而且也使建筑物中的電子設(shè)備與供電網(wǎng)分離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明任務(wù)在于，能夠在供電網(wǎng)上魯棒并且安全地運(yùn)行電動(dòng)汽車的充電裝置。

通過按照權(quán)利要求1的充電裝置、按照權(quán)利要求8的系統(tǒng)和按照權(quán)利要求9的方法解決該任務(wù)。通過從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有益改進(jìn)。

本發(fā)明的充電裝置例如不僅可以用作充電站而且也可以用作可移動(dòng)的電纜裝置。在該充電裝置中在充電電纜上布置一個(gè)探測設(shè)備、比如總電流互感器。該探測設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)取決于在充電電纜芯線之間電流差的互感器信號。該互感器信號傳輸給充電裝置的觸發(fā)設(shè)備、也就是比如相應(yīng)的電子觸發(fā)電路，其根據(jù)互感器信號識別故障電流并且也許產(chǎn)生一個(gè)保護(hù)開關(guān)的觸發(fā)信號以便中斷充電電流。對此保護(hù)開關(guān)可以安裝電動(dòng)汽車中或安裝在電氣安裝設(shè)備中，經(jīng)過該保護(hù)開關(guān)充電電纜與供電網(wǎng)連接。可是保護(hù)開關(guān)也可能被集成在充電電纜本身中。在這種情況下本發(fā)明的充電裝置能夠作為ICCB使用。

在本發(fā)明的充電裝置中為此附加設(shè)計(jì)觸發(fā)設(shè)備，即：以一個(gè)預(yù)定的故障時(shí)間或延遲時(shí)間延遲地產(chǎn)生觸發(fā)信號。對此觸發(fā)信號延遲僅僅對于以下情況，即：通過互感器信號電流差表明，其數(shù)值上大于預(yù)定的下限觸發(fā)值并且小于預(yù)定的上限觸發(fā)值。換句話說本發(fā)明充電裝置的觸發(fā)電路或觸發(fā)設(shè)備有選擇地運(yùn)行，也就是說不是在任何已識別的故障電流的情況下同樣快速地觸發(fā)保護(hù)開關(guān)。

本發(fā)明的充電裝置具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，其一方面能夠可靠運(yùn)行，在該充電裝置中不會(huì)由于不危險(xiǎn)的、僅僅短時(shí)間出現(xiàn)的漏電流而中斷充電過程。同時(shí)當(dāng)電流差高于上限觸發(fā)值時(shí)無延遲地中斷該充電過程。