[發明專利]車輛中的包括直流分量的漏電電流的檢測

有效

• 申請號: 201380019107.4
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN104221237B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: B.布切茲;P.薩達特
• 申請（專利權）人: 法雷奧電機控制系統公司
• 主分類號: H02H3/16
• 分類號: H02H3/16;H02H3/33;B60L3/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本發明涉及安裝在車輛內的用于檢測漏電電流的裝置。本發明還涉及用于保護安裝在車輛中的電池的充電的電系統和用于測量用來為所述電池充電的家用設施的接地阻抗的系統，這些系統包括這種用于檢測漏電電流的裝置。

本發明還涉及用于為所述電池充電的系統，其包括這種電保護系統和/或這種用于測量接地阻抗的系統。本發明還涉及包括這種用于為電池充電的系統的車輛。

更特別地，本發明涉及電動或混合動力車輛的領域。在這種車輛中，電馬達，特別是三相馬達，用來驅動車輛或至少參與該過程。馬達通過電池供電，所述電池要求周期性地再充電。

背景技術

已知借助于用于提供電流的固定設施為電池再充電，比如供應有交流電流的家用電路。車輛連接到該設施，且安裝在車輛中的電路使得可以將電池再充電，特別是借助于整流器。

安裝的電路可能是漏電電流的來源，特別是借助電路和車輛底盤之間所布置的寄生部件。這種漏電電流可穿過設置在底盤和地面之間的阻抗，比如當一人的腳接觸地板時該人觸碰車身。如果車身被一只手觸碰且另一只手觸碰住處的金屬配件，則也可能遇到相同的問題。有機體上發生的這種現象的后果的嚴重性或多或少，可從簡單的不舒適感覺到觸電死亡。

如圖1-3所示，已知為了限制該風險而使車輛1配備有接地導體2，使得可以借助電導體6a，6b將車輛1的底盤3連接到線纜4，所述線纜4用于將家用電設施5接地。

在這些附圖中，通過電網8、家用電設施5和車輛電路7的電流的循環由箭頭9、10示出，在這里為相位/中性(phase/neutral)配置。剩余電流斷路器11設置在供電網8和家用電設施5之間。所述電路斷路器的目的是檢測漏電電流并在危險事件中中斷電力供應。

在圖1中，存在漏電電流，如箭頭12所示。漏電電流典型地包括由于設計造成的寄生分量，其主要是交流的；和默認分量，其可包括交流和/或直流(continuous)的信號。默認分量對應于引起絕緣故障的不希望的事件。

漏電電流借助一個或多個寄生電容器13到達底盤3，所述寄生電容器用于電磁兼容性的目的。在這里接地導體2是運行的，且漏電電流優選地從車輛底盤3經由所述接地線纜4返回到家用設施。不論剩余電流斷路器11的觸發如何，一些漏電電流將穿過接觸底盤的人14并由此傷害該人的風險被限制。

在圖2中，存在相同的漏電電流，但是接地導體出故障。在這里，其已經被切斷。該假設中，在人14接觸底盤時，漏電電流穿過人14，然而如果剩余電流斷路器11運行，則這種故障的結果仍被限制。事實上，如果達到用于觸發所述斷路器的固定閾值，則該斷路器中斷電力供應，針對現行標準，對于50Hz頻率的交流電流，所述閾值通常為30mA。在接觸底盤3時，人14具有經受漏電電流通過的危險，但是運行的斷路器的觸發將阻止他受到任何嚴重的身體傷害。

在圖3中，仍存在漏電電流。通過與之前的情形(其中所述漏電電流被假定為具有零平均值)對比，其此時具有直流分量(continuous component)。所述漏電電流借助寄生電容器13和寄生電阻器15到達底盤。直流分量的存在是特別危險的，因為其使得存在于當前家用電設施中的大部分剩余電流斷路器11失效。在這種情形中，如果接地導體2也出故障，則當人與底盤3接觸時漏電電流穿過人14，而該人不被剩余電流斷路器11保護，因為所述斷路器不再能夠被激活。于是仍會發生觸電死亡。

另外，家用電設施5的整體的保護被影響。事實上，因為剩余電流斷路器11出故障，與設施的任何電設備干涉的漏電電流將不再可檢測。由此，通常由所述剩余電流斷路器11保護的該住宅的所有居住者被置于危險中。

在存在直流分量的情形中上面考慮的剩余電流斷路器遇到的問題的來源將參考圖4、5、和6進行解釋。

圖4示意性示出了該類型的設備。受保護的設施的輸入電流Ia和輸出電流Ir穿過沿入口/出口導體設置的繞組22、23，所述導體在這里是火線20和中性線21。所述繞組22、23布置在同一磁芯24上。它們配置為，當通過火線20的電流強度與通過中性線21的電流強度相同時，產生相同強度的磁通量，但是以相反方向在芯部中循環。第三繞組25設置在芯部上。所述第三繞組連接到斷開連接裝置26，斷開連接裝置26使得，在所述第三繞組25中存在超出特定閾值的電流的情形下可以停止受保護的設備的電流供應。更精確地，第三繞組25連接到提供電磁體28的電路27，所述電磁體被設置為根據在電路27中循環的電流而觸發斷開連接裝置26的斷開。