機動車的充電設備和機動車中電荷存儲器的充電方法

2023-12-06 14:00:06 1

專利名稱：機動車的充電設備和機動車中電荷存儲器的充電方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求I的前序部分所述的用於機動車的充電設備以及一種用於對機動車中的用於電荷的存儲器充電的方法，所述機動車經由充電線纜與充電設備奉禹合。因此本發明致力於充電設備或充電站的設計和運行方式，所述充電設備或充電站能夠實現將尤其是來自公用電網的電荷輸送給機動車中的蓄電池、電容器或用於電荷的其他存儲器。
背景技術：
典型地，在充電設備上存在插孔，充電線纜可以插入到所述插孔中。充電線纜在另外一側與機動車耦合，典型地在那裡同樣被插入到插孔中。還不存在每個機動車和每個充電線纜精確地適合於每個充電設備的標準。尤其是，可以將具有不同持久荷載能力的線路連接到同一插孔中。但是已知的是，持久荷載能力可從線路或機動車中讀出，其方式是，在該線路或機動車中的預先確定的位置上設置具有確定電阻值的電阻元件。如果以電流強度的單位說明持久荷載能力，則可能存在被設計用於與32 A持久荷載能力的線路耦合的充電設備。現在可能的是，將具有更小持久荷載能力的線路與充電設備耦合，例如13 A0在該情況下，必須保護充電線路免受短路和過載。在此情況下必須考慮線路的特性，尤其是恰恰考慮線路的持久荷載能力。過載保護尤其是可以通過充電設備中的線路保護開關來提供。為了使過載保護與所連接的充電線路匹配，迄今在充電設備中設置多個線路保護開關。給每個線路保護開關分配自身的支路。可以在各支路之間切換，其中這些支路尤其必須被相互閉鎖。根據所述的電阻元件來識別充電線路，並且線路設備根據充電線路的識別獨立地接通確定的支路。在充電設備中設置多個支路並且尤其是設置所屬的多個線路保護開關是費事的、成本高的，並且充電設備變得過大。

發明內容
本發明的任務是，以在成本和空間消耗方面有效的方式在按照權利要求I的前序部分所述的充電設備中負責與充電線路匹配的過載保護。該任務在一個方面通過按照權利要求I的充電設備解決，並且在另一方面，該任務通過具有按照權利要求10的特徵的方法來解決。 在根據本發明的用於機動車的充電設備中，所述充電設備具有過載開關和用於在經由該過載開關流動的電流的在最小持續時間期間佔優勢的電流強度高於電流強度極限值情況下斷開過載開關的裝置，根據本發明規定，用於斷開的裝置在至少兩種不同的運行模式中使用不同的電流強度極限值和/或不同的最小持續時間，以決定斷開過載開關。因此在本發明中總是使用相同的過載開關，但是什麼被定義為過載根據情況而變化。因為僅需要一個過載開關，所以充電設備可緊湊地構造並且是成本低的。在本發明的優選實施形式中，用於斷開的裝置被設計用於自動地採取運行模式並且因此確定要使用的電流強度極限值和/或最小持續時間。通過這種方式，與操作人員無關的是，對於充電線纜或機動車分別恰好使用正確的電流極限值或正確的最小持續時間。特別優選地在這種情況下規定，設置用於檢測連接到充電設備的充電線纜和/或經由充電線纜所連接的機動車的至少一個特性的裝置，其中用於斷開過載開關的裝置被設計為根據該所檢測的特性來採取運行模式。因此這裡它是在用於機動車的充電設備本身中所設置的、獲得所屬信息的裝置，從而恰恰是關於充電線纜或機動車的特性的信息不必分開地被傳送或輸入。在本發明的另一優選實施形式中，用於斷開過載開關的裝置包括用於測量電流強度的裝置以及控制裝置，所述控制裝置接收用於測量的裝置的測量值並且根據所述測量值控制用於斷開的機電單元。在該方面，本發明基於以下認識，經由過載開關流動的電流的電流強度(其同時是經由充電線纜流動的電流的電流強度)取決於充電線纜的電阻並且因此 也取決於所述充電線纜的持久載荷能力。如果更高的電流本來已經流動，則電流強度極限值也可以更高並且同樣最小持續時間也可以更長。根據該優選實施形式的充電設備可以在兩個變型方案中設置在一個變型方案情況下，用於測量的裝置和控制裝置作為分離的部件被提供。於是尤其可以使用本來已經存在的部件，例如本來存在用於後來結算充電費用的能量電量計和例如本來控制充電設備的控制裝置。在另一變型方案情況下，用於測量的裝置和控制裝置共同通過微處理器提供。這是特別緊湊的實施形式；微處理器只需適當地被編程以提供功能性。在本發明的優選實施形式中，在另一方面，用於斷開的裝置具有機械元件，所述機械元件的不同位置對應於不同的運行模式。這裡利用一些部件(例如雙金屬元件)完成機械運動，從而也可以通過機械裝置來操縱相應的極限值(電流強度極限值和最小持續時間)。在本發明的另一優選實施形式中，設置短路開關，所述短路開關在電流強度高於電流強度極限值時被斷開。由此，除了過載保護功能之外也提供短路保護功能。僅需要一個短路開關，因為確實僅存在具有所述一個過載開關的一個支路。在本發明的另一優選實施形式中，設置用於測量(外部)溫度的裝置，其中在不同的溫度時使用不同的電流強度極限值和/或最小持續時間。這裡利用針對電流強度和持續時間的極限值的可變化性，以便進行特別精細的協調因為充電線纜的持久載荷能力尤其是可能取決於其溫度(並且從而通常取決於外部溫度)。用於對機動車中的用於電荷的存儲器充電的本發明方法，所述機動車經由充電線纜與充電設備耦合，具有以下步驟通過充電設備檢測充電線纜的類型並且根據充電線纜的類型來確定觸發參量的極限值，其中該極限值確定充電過程的中斷。根據本發明，充電過程的該中斷對於極限值中的至少兩個來說與所確定的極限值無關地在相同的過載開關上進行。因此，需要比根據現有技術少的過載開關，在所述現有技術中給每個確定的極限值恰好分配一個過載開關。優選地，極限值也根據溫度來確定，對此參見上面的闡述。


下面參照附圖描述本發明的優選實施形式，其中
圖I示出本發明充電設備以及具有電傳動裝置的、連接到該充電設備的機動車的示意圖，和
圖2示出在第一位置中機械元件對雙金屬元件的作用，和 圖3示出在第二位置時圖2的機械元件對雙金屬元件的作用。
具體實施例方式整體上用10表示的充電站用於對具有電傳動裝置16的機動車中的儲能器(例如蓄電池)14充電。為了充電，機動車12經由充電線纜18與充電設備10耦合，而且一方面插入到機動車12的插孔20處並且另一方面插到充電設備10的插孔22處。充電設備10自身從電網24吸入電流。在充電線纜中存在單獨的電阻民，充電設備10通過所述電阻可以識別出充電線纜18的持久荷載能力是怎樣的。例如，經由充電線纜流動的電流的電流強度可以藉助於轉換器26來測量並且由電量計28估計，並且所施加的電壓是已知的，因此可以確定電阻Ri。根據電阻Ri,控制裝置30確定電流強度極限值和最小持續時間。這尤其是也可以根據由溫度探頭31測量的溫度進行。在對儲能器14充電期間，開關32和35閉合。藉助於轉換器26和電量計28監控流動的電流的電流強度。如果所述電流強度超過電流強度極限值長達大於最小持續時間的持續時間，則控制裝置30控制觸發單元34，所述觸發單元斷開開關32。開關32因此是過載開關。開關35是短路開關，其在特別高的電流時斷開。當前，利用本來存在的電流電量計和控制裝置30來控制觸發裝置34。但是，電流強度的測量和所述控制可以集成在唯一的微處理器中。代替當前通過控制裝置30、通過後續的測量值分析和進一步的控制來利用測量值，也可以使用純機械解決方案因此可以將按照開關32類型的過載開關構造為開關132，所述開關132具有施加在接觸38上的雙金屬元件36。根據充電線纜18的測得的電阻Ri,現在通過按照控制裝置30類型的適當的控制裝置將推桿40移動到位置S1或位置S2中。根據不同的位置，雙金屬元件為了彎曲必須施加不同的反作用力。因此，推桿40的位置確定 從哪個能量記錄起雙金屬元件36從接觸38移開。該能量記錄與超過了電流強度極限值的電流強度和最小持續時間(所述超過電流強度極限值在該最小持續時間期間發生)成比例。
權利要求
1.一種用於機動車(12)的充電設備(10)，具有過載開關(32)和用於在經由過載開關流動的電流的在最小持續時間期間佔優勢的電流強度高於電流強度極限值時斷開過載開關(32)的裝置(28，30，34)，其特徵在於，用於斷開的裝置(26，28，30，34)在至少兩種不同的運行模式中使用不同的電流強度極限值和/或最小持續時間。
2.按照權利要求I所述的充電設備(10)，其特徵在於，用於斷開的裝置(26，28，30，34< 被設計用於自動地採取運行模式並且因此確定要使用的電流強度極限值和/或最小持續時間。
3.按照權利要求2所述的充電設備(10)，其特徵在於，具有用於檢測連接到充電設備的充電線纜(18)和/或經由充電線纜連接的機動車(12)的至少一個特性(Ri)的裝置(36，38，30)，其中用於斷開的裝置被設計用於根據該特性來採取運行模式。
4.按照權利要求I至3之一所述的充電設備(10)，其特徵在於，用於斷開的裝置(28，30，34)具有用於測量電流強度的裝置(26，28)並且具有控制裝置(30)，所述控制裝置接收用於測量的裝置(26，28)的測量值並且根據所述測量值控制用於斷開的機電單元(34)。
5.按照權利要求4所述的充電設備(10)，其特徵在於，用於測量的裝置(26，28)和控制裝置(30)作為分離的部件被提供。
6.按照權利要求4所述的充電設備，其特徵在於，用於測量的裝置和控制裝置共同通過微處理器提供。
7.按照權利要求I至3之一所述的充電設備，其特徵在於，用於斷開的裝置具有機械元件(40)，所述機械元件的不同的位置對應於不同的運行模式。
8.按照前述權利要求之一所述的充電設備(10)，其特徵在於，具有短路開關(35)，該段路開關被設計為使得所述短路開關在電流強度高於電流強度極限值時被斷開。
9.按照前述權利要求之一所述的充電設備(10)，其特徵在於，具有用於測量溫度的裝置(31)，其中在不同的溫度時使用不同的電流強度極限值和/或最小持續時間。
10.一種用於對機動車(12)中的用於電荷的存儲器(14)充電的方法，所述機動車經由充電線纜(18)與充電設備(10)耦合，具有以下步驟通過充電設備檢測充電線纜(18)的類型並且根據充電線纜(18)的類型來確定觸發參量的極限值，所述極限值確定充電過程的中斷，其特徵在於，充電過程的中斷對於極限值中的至少兩個來說與所確定的極限值無關地在相同的過載開關上進行。
11.按照權利要求10所述的方法，其特徵在於，極限值也根據溫度來確定。
全文摘要
本發明涉及用於機動車的充電設備以及用於對機動車中的電荷存儲器充電的方法。在用於機動車的充電設備(10)中存在過載開關，如果在最小持續時間期間高於電流強度極限值的電流強度佔優勢，則所述過載開關被斷開。電流強度極限值和/或最小持續時間是可變的。優選地根據充電線纜(18)或所連接的機動車(12)的通過充電設備(10)所確定的特性來確定這些值。
文檔編號H01M10/44GK102647000SQ201210034900
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者C.阿爾布雷希特, M.克利梅爾, W.尼登祖, W.皮爾斯爾 申請人:西門子公司